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SMT 貼片機(jī)中的超微型伺服驅(qū)動(dòng)

時(shí)間:2021-03-23 13:53:08來(lái)源: 智造商

導(dǎo)語(yǔ):?在之前的一期推文中我們?cè)?jīng)和大伙分享過(guò)一款超微型伺服驅(qū)動(dòng)器。那么話說(shuō)在什么樣的行業(yè)應(yīng)用中會(huì)使用到這種具備如此高功率密度的伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品呢?本期,咱們就來(lái)看一個(gè)在電子半導(dǎo)體行業(yè)中 SMT 貼片機(jī)設(shè)備的應(yīng)用。

SMT 貼片機(jī)設(shè)備

先說(shuō)下應(yīng)用背景。

某制造商計(jì)劃開(kāi)發(fā)一臺(tái)貼裝能力大于 > 72,000 CPH(片/每小時(shí))的貼片機(jī),其設(shè)計(jì)采用了雙龍門結(jié)構(gòu),共有 32 個(gè)貼裝頭,用于實(shí)現(xiàn)貼片工藝中壓力范圍為 0.3 ~ 10 N 的零件壓制動(dòng)作 。為了確保貼片設(shè)備在產(chǎn)量和品質(zhì)方面達(dá)到較高的性能,多個(gè)貼裝頭需要在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中具備兩個(gè)方面的能力:

  • 以高度同步的運(yùn)行軌跡在不同工作位置之間高速移動(dòng);

  • 可在進(jìn)行貼片工作時(shí)立即切換到低速且精準(zhǔn)的力控模式。


不難看出,這樣的應(yīng)用需求還是給設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)提出了一些不小的挑戰(zhàn)的,比如:

  • 零件的壓制壓力非常低,且需要在低速運(yùn)動(dòng)模式下完成;

  • 貼片頭既要能完成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制,同時(shí)為了確保高速、高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng),其重量就有必要盡可能的減輕;

  • 貼片頭的高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)可能會(huì)造成機(jī)械結(jié)構(gòu)的抖動(dòng),這不僅會(huì)影響系統(tǒng)的控制精度,同時(shí)也對(duì)相關(guān)機(jī)電組件在苛刻的振動(dòng)環(huán)境中運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性提出了極高的要求;

 Elmo 的超微型伺服驅(qū)動(dòng)器

為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn),這家制造商最終為此款貼片機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)配備了 Elmo 的超微型伺服驅(qū)動(dòng)器的解決方案。該方案包括 32 臺(tái) Gold Twitter 超微伺服驅(qū)動(dòng)器,其中每 4 臺(tái)整合在一塊定制的集成板上,它們安裝在龍門架的粱臂上,通過(guò) EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)由一套雙 MIMO(多輸出輸入控制)剛性龍門系統(tǒng)進(jìn)行控制,用于執(zhí)行 X、Y 和 Θ 軸方向的高速動(dòng)態(tài)定位、以及安裝在 Z 軸上的貼片頭的零件壓制動(dòng)作,而相關(guān)各項(xiàng)控制參數(shù)則可借助上位配置軟件工具 G-TWI 進(jìn)行設(shè)定。

不難看出,這種將超微驅(qū)動(dòng)器集成到龍門架上的方式,極大的縮短了機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中需要敷設(shè)的電機(jī)線纜的長(zhǎng)度,從而讓設(shè)備的運(yùn)動(dòng)負(fù)載(尤其是龍門架)變得十分輕量化;同時(shí),據(jù)了解,系統(tǒng)中的 Gold Twitter 是以無(wú)傳感器的方式進(jìn)行壓力控制的,進(jìn)一步降低了貼片頭的重量。這對(duì)于設(shè)備運(yùn)行速度的提升其實(shí)是極為重要的。


當(dāng)然,這樣的應(yīng)用方案也是需要安裝在龍門架上的伺服驅(qū)動(dòng)器具備如下一些特性的:

  • 高功率密度,用以實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)、高動(dòng)態(tài)和高速度;

  • 較高的抗振動(dòng)性能,以確保在高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的龍門架上穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行;

  • 較強(qiáng)的振動(dòng)抑制性能,用以減緩或消除龍門結(jié)構(gòu)的機(jī)械抖動(dòng),并提升運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制精度;

Gold Twitter 超微伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

據(jù)悉,在采用了 Gold Twitter 超微伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方案后,該設(shè)備在 X、Y 軸方向達(dá)到了 2 米 / 秒的運(yùn)動(dòng)速度,在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),設(shè)備產(chǎn)能提升了一倍之多;不僅如此,新設(shè)備在尺寸和重量方面還較原先縮小了 40%。

從本期這個(gè)案例可以看到,超微型伺服驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用價(jià)值,其實(shí)在于以極高的功率密度幫助用戶在十分緊湊的設(shè)備空間內(nèi)部署更多復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制功能,同時(shí)減少設(shè)備空間體積的占用,并實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的輕量化,從而提升其整體運(yùn)行效率;而在這個(gè)過(guò)程中,若要確保設(shè)備系統(tǒng)達(dá)到較高的應(yīng)用性能,相應(yīng)的控制環(huán)整定功能和在振動(dòng)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行的能力就是這種驅(qū)動(dòng)器所必備的了。

標(biāo)簽: 伺服驅(qū)動(dòng)器

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