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        電子設備制造
        英威騰DA300伺服在固晶機上帶直線電機的調試步驟
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        一、引言

        固晶機又稱上晶機,晶片粘貼機,綁定芯片機。是一種固定晶體,半導體封裝的機械。主要運用于各種(WIRE BONDER)金絲超聲波焊接設備的引線框架壓板,以及各種(DIE BONDER)芯片貼裝。本設備具有取晶、點膠、固晶等功能于一體,設備是由電腦軟件控制板卡,發脈沖給伺服驅動器,伺服驅動器走位置模式接收脈沖后驅動直線電機,從而帶動取晶臺或者固晶臺動作,攝像頭會捕捉晶體變化反饋給控制系統,從而調整下一步控制指令。

        圖1:固晶機系統控制圖

        二、固晶機的工作原理以及工作特點

        1、設備整體介紹

        本文僅以英威騰DA300驅動器在某固晶機廠家應用為例進行介紹,如圖2所示, 整個機器分為兩邊,左半邊和右半邊完全對稱相同,其實就是相當于兩個固晶機組成的一個大的固晶機,互相不干擾。從左往右分別為取晶臺、固晶臺。目前一般的機器中會在取晶臺和固晶臺使用英威騰DA300,每個臺都有X軸Y軸,所以一臺固晶機會用到8臺DA300驅動器。

        圖2:固晶機的結構簡圖

        2、工作原理

        整個過程是取晶臺、固晶臺、擺臂、點膠機構、視覺檢測等互相配合完成的,如圖3為固晶機的俯視結構圖。由上料機構把PCB板傳送到工作臺卡具上固晶臺的工作位置,先由點膠機構將PCB需要鍵合晶片的位置點膠,然后擺臂從原點位置運動到吸取晶片位置,晶片放置在取晶臺的薄膜支撐的擴張器晶片盤上,擺臂到位后吸嘴向下運動,頂針向上運動頂起晶片,在拾取晶片后擺臂返回原點位置(漏晶檢測位置),擺臂再從原點位置運動到鍵合位置,吸嘴向下鍵合晶片后擺臂再次返回原點位置,這樣就是一個完整的鍵合過程。當一個節拍運行完成后,由機器視覺檢測得到晶片下一個位置的數據,并把數據傳送給晶片盤電機,讓電機走完相應的距離后使下一個晶片到對準的拾取晶片位置。PCB板的點膠鍵合位置也是同樣的過程,直到PCB板上所有的點膠位置都鍵合好晶片,再由傳送機構把PCB板從工作臺移走,并裝上新的PCB板開始新的工作循環。

        圖3:固晶機的俯視結構圖

        整個過程的速度非???,隨著多打的板子的孔越小,精度也就要求更高,而且需要足夠穩定??蛻粢话阈枰谖恢弥噶畎l送給驅動器結束時間到10ms的時候滯留脈沖為5個以下,如同4的波形示例。

        圖4:示波器波形圖

        圖5:現場工作臺部分機器背面的電氣柜圖

        三、功能實現

        英威騰DA300帶直線電機為帶第三方電機,且直線電機的調試與旋轉電機的調試有一些差別。第三方電機是沒有電機碼直接導入參數的,所以需要手動輸入電機參數。

        1、首先打開SeevoPlorer軟件,用戶權限選擇開發人員,設置配置表為DA300_Line_1.04,然后查看幫助—關于,界面的文件顯示為直線電機的配置文件。同時可以看到R0.00組電機轉速是mm/s。

        2、其次將客戶給到的電機參數手動輸入P8組,下圖6為現場的直線電機參數表格示例。

        圖6:電機參數

        功能碼

        功能

        設置

        說明

        P8.00

        額定電壓

        銘牌設定

         

        P8.01

        額定電流

        銘牌設定

         

        P8.02

        額定轉速

        銘牌設定

         

        P8.03

        額定轉矩

        銘牌設定

         

        P8.04

        額定功率

        銘牌設定

         

        P8.05

        極對數

        1

        直線電機的極對數默認都是1 .

        P8.06

        電機相序

        正序

        默認正序。最新版的軟件可以自學習電機的相序,但是一般建議不修改該參數,通過點動測試電機運行方向,然后確定是否調換電機動力線的相序。

        P8.07

        轉動慣量

        銘牌設定

         

        P8.08

        定子線電阻

        銘牌設定

         

        P8.09

        定子線電感

        銘牌設定

         

        P8.10

        電機反電勢

        銘牌設定

         

        P8.11

        電機最大電流

        銘牌設定

         

        P8.12

        電機最高轉速

        銘牌設定

         

        功能碼

        功能

        設置

        說明

        P8.13

        電機最大轉矩

        銘牌設定

         

        P8.14

        編碼器過溫值

        見編碼器

         

        P8.15

        電機類型

        直線電機

         

        P8.16

        直線電機極距

         

        極距可以理解成旋轉電機轉動一圈所走的距離,極距的單位是mm/360°,有的直線電機銘牌的單位是mm/180°,注意要換算成360°是對應的大小。

        P8.18

        編碼器分辨率

         

        大小=極距/光柵尺的精度,例如,直線電機極距為24mm/360°,光柵尺的分辨率為0.5μm,則分辨率為;24/0.5*1000=48000.

        P8.19

        編碼器偏執角

        默認值

         

        P8.20

        編碼器Z信號類型

        默認值

         

        P8.23

        編碼器UVW類型

        12

        12UVW無霍爾

        P8.24

        電機過載率設定

        默認值

        一般為 500%過載。

        ………

        其他功能碼

        默認值

         

        表1:P8組參數

        注意:需要注意的是電機的額定電流、電壓、電阻、電感、功率、反電動勢常數、磁變周期為P8.16的電機極距,編碼器分辨率需要算好后正確輸入,電機參數中吸力大小后的參數不需要管。

        3、為了使直線伺服電機的正方向與編碼器的正計數方向一致,需選擇直線伺服電機的相序,在設定直線伺服電機的相序前,需確認以下幾點:

        ① 用手將電機從行程的一端移動到另一端后,使用面板或上位機軟件,通過監控參數 R0.02[反饋脈沖累積]確認返回的脈沖數是否正確。

        例如,使用的光柵尺分辨率為 1um,試著用手將直線伺服電機朝線性編碼器的正計數方向移動 1cm,此時其反饋脈沖數為:1cm/1um=10000 脈沖

        (注:實際的監控顯示與移動距離之間存在誤差,因此接近上述值就沒有問題)。

        ② 按照表2設置好參數  

        功能碼

        功能

        設置

        P9.20

        廠家運行模式

        電流模式

        P9.21

        人工角度

        逐漸增加

        P9.26

        D軸電流命令

        1A左右即可

        表2:P9組參數

        然后將 P9.22 人工角度從 0-180 每 30°增加一次,觀測電機動子的移動方向是否對應編碼器計數的正方向,若相反,則任意調換 UVW 中的兩相順序,重新上電后再試,直到電機移動的方向與編碼器計數方向一致。注意:必須滿足電機相序與編碼器正序方向一致,如果在未正確連接電機 UVW 三相動力線的情況下啟動電機,會導致電機無法啟動或失控,因此請務必在啟動前進行確認。

        4、最后進行磁極檢測。

        一般直線電機位置反饋傳感器都沒有UVW信號,因此在運行前必須進行磁極檢測以確定伺服直線電機的電氣角坐標。伺服系統在未正確獲取伺服電機的電氣角之前無法進行正常的運動控制,此時監控參數r0.30系統狀態會顯示為2(磁極未確定),上位系統也可通過IO口伺服準備就緒(/RDY)輸出信號監控伺服狀態。

        有3種方法可以啟動伺服檢測,基本最多使用的就是直接使用P6.50進行使能(需要斷使能)的方法。

        5、直線電機的調試一定要把電機參數輸入正確,保證相序無問題的前提下才能進行點動測試。

        四、結束語

        固晶機行業目前逐漸國產化,而英威騰DA300驅動器在性能方便特別是響應速度、參數統一性都具有一定優勢,在市場應用上,廣受客戶認可。

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