軟著陸力控功能,目的是為了在執(zhí)行部件在與加工零件接觸的過程中,實(shí)現(xiàn)力度可控,防止出現(xiàn)器件損壞或者由于壓力產(chǎn)生的其他問題。
要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)力控功能,需要進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計,力控功能分為開環(huán)力控和閉環(huán)力控,開環(huán)力控就是驅(qū)動器單純通過判斷電機(jī)的電流來實(shí)現(xiàn)力的控制,閉環(huán)力控是結(jié)合了末端壓力傳感器形成閉環(huán),實(shí)現(xiàn)在任意位置只有達(dá)到傳感器設(shè)定的力才會結(jié)束力控方式。
力控方式介紹
1,開環(huán)力控:
開環(huán)力控對機(jī)械結(jié)構(gòu)和電機(jī)有較高要求,然而整體結(jié)構(gòu)設(shè)計比較簡潔,要求整體結(jié)構(gòu)能夠形成電流和推力的線性關(guān)系,電機(jī)通過剛性部件直接作用在加工零件上,中間不存在柔性或者彈性環(huán)節(jié),才能將電機(jī)電流直接轉(zhuǎn)換為末端的執(zhí)行推力,比如音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)一般來說就是直接作用在加工零件的方式,并且音圈電機(jī)的電流線性度相對于其他電機(jī)來說具有優(yōu)勢,是優(yōu)先考慮的電機(jī)類型。
2,閉環(huán)力控:
閉環(huán)力控是在開環(huán)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,在電機(jī)的末端增加壓力傳感器,當(dāng)驅(qū)動器檢測到壓力傳感器上傳的壓力變化值(一般是模擬量信號),進(jìn)行閉環(huán)計算,達(dá)到控制和檢測同步進(jìn)行的效果。但是由于閉環(huán)力控增加了外部環(huán)路計算,導(dǎo)致響應(yīng)時間會比開環(huán)力控要慢一些,如果在需要力控高響應(yīng)的場景,反而不是最優(yōu)的選擇。
ISMC力控算法的優(yōu)勢
1,三段式力控算法
ISMC力控方式,經(jīng)過不斷的工程迭代,在實(shí)際的應(yīng)用場景中,已經(jīng)能夠做到1g+/-0.1g的效果,如下圖所示的力控曲線,下圖為傳感器采集的數(shù)據(jù)曲線。
正如前面所說明的,越是精準(zhǔn)的力控要求,越是對結(jié)構(gòu)和電機(jī)有苛刻的要求,1g的力控,需要0摩擦的導(dǎo)軌比如氣浮導(dǎo)軌,電機(jī)的電流線性度要求高,才能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的結(jié)果。
2,力控參數(shù)可以實(shí)時編輯
目前市場上很多能夠做力控的驅(qū)動器,都是在內(nèi)部做程序編程,但是不能通過上位實(shí)時更改力控的參數(shù),導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)在同一個設(shè)備上不同工況下的力控功能,比較死板。
ISMC開放性參數(shù)配置,可以通過Ethercat總線,modbus指令進(jìn)行參數(shù)的在線更改,對三段的距離,速度,力度大小進(jìn)行配置。
ISMC力控應(yīng)用案例
1,貼裝設(shè)備的應(yīng)用
目前在攝像頭貼裝設(shè)備上,由于攝像頭上很多器件都是非常精密和脆弱的,比如CMOS芯片,玻璃鏡頭等,都需要達(dá)到精確力控效果,30-200g力不等,根據(jù)不同產(chǎn)品的實(shí)際需求而定。
2,電池產(chǎn)線檢測
電池生產(chǎn)的過程中由于需要進(jìn)行各種充放電實(shí)驗(yàn),如果電池存在瑕疵,就會在過度充放電的過程中產(chǎn)生鼓包等不良,采用力控的方式,當(dāng)壓力達(dá)到要求的情況下,檢測當(dāng)前位置,就能知道電池尺寸是否符合要求。這種方式的優(yōu)勢在于,就算電池是不良品,鼓包了,能夠準(zhǔn)確檢測出來,而且不會壓爆電池。
3,光芯片的貼裝
市場上高通量的芯片,主要都是是進(jìn)口的,產(chǎn)品單價價值高,如果貼裝過程中力度控制達(dá)不到要求,就會照成芯片的損壞,在這個應(yīng)用中,客戶驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是1g+/-0.1g,實(shí)際加工過程是3g壓力要求。
4,ZR模組的配合
隨著半導(dǎo)體行業(yè)設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn),半導(dǎo)體上使用的ZR模組也不斷取得突破,國內(nèi)合作伙伴做的產(chǎn)品無論是精密力控效果,還是高頻短距離的運(yùn)動,都有已經(jīng)取得了非??捎^的進(jìn)展。ISMC陪伴伙伴們不斷改進(jìn)提升,達(dá)到精確的Z軸力控控制效果,帶彈簧的Z軸結(jié)構(gòu)能夠做到3-5g的壓力效果,R軸高精度的定位要求,快速到位穩(wěn)定。