橫河DD馬達在光盤制造設備上的應用

數(shù)字光盤與信息社會發(fā)展同步，是當今社會發(fā)展最具潛力領(lǐng)域之一。高清晰度數(shù)字電視推廣與普及，數(shù)字電影院誕生，視頻、音頻，數(shù)字電影會向著PB級方向發(fā)展，光盤存儲容量、密度、傳輸速度、生產(chǎn)速度也將是永無止境提高。2006年DVDR光盤市場總?cè)萘恳堰_35億片。橫河DD馬達DVDR制造設備使用，使光盤生產(chǎn)周期減小到4.5秒，每月每臺設備可以產(chǎn)出50萬片，大大提高生產(chǎn)效率，贏了市場競爭。

1 光盤生產(chǎn)工藝、設備介紹

“可錄式光盤”（CD-R）與“高密度可錄式光盤”（DVD+R/DVD-R）工序差別CD-R僅需要旋涂保護膠，再做固化，而DVDR則需要做雙面粘合作業(yè)。而DVD-R與DVD+R工序差別僅DVD-R需要多一道“預刻”作業(yè)。DVD-R/DVD+R生產(chǎn)工序：進料驗貨-物料安全庫存-塑料干燥-注塑白片-生產(chǎn)線（染料旋涂、金屬濺渡、粘合、固化、線檢測）-離線檢測機（質(zhì)量檢驗）-DVD-R預刻-印刷-目檢-倉儲-出貨。

進行大量復制生產(chǎn)時，常采用“聚合碳酸鹽物質(zhì)”作材料，而以注塑方式來生產(chǎn)光盤。特性是透明度佳、體積穩(wěn)定、耐沖擊而不含雜志。注塑機由模具、溫度器與光盤傳送手臂等所組成。DD馬達作用就是完成光盤傳送手臂上傳動功能。通常傳送距離為180度是90度。傳送時間越短，生產(chǎn)效率體現(xiàn)就是單位時間內(nèi)生產(chǎn)光盤數(shù)量增加。

2 橫河DD馬達產(chǎn)品特點

DD motor從字面上理解是直接驅(qū)動馬達（direct drive）,但實際上它并非是普通馬達，一種結(jié)構(gòu)非常復雜，高精度，高性能特殊型交流馬達。之稱之為直接驅(qū)動，它采取轉(zhuǎn)子和運動載體直接連接方式，中間不再用其他過渡連接（減速機構(gòu)，聯(lián)軸器等）。 首先，我們先了解一下馬達內(nèi)部構(gòu)造和組成。

DD馬達結(jié)構(gòu)為外轉(zhuǎn)子形式，與內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)普通馬達不同，特別是其采用向心軸承可承受一定軸向力。其編碼器為光電型編碼器高解析度，一般為500,000ppr以上，并帶有原點和限位輸出。高水準制成工藝保證和高精度測量反饋，此種馬達定位精度可達秒級。（如DM1B系列絕對精度為15S，重復定位精度為2S）

驅(qū)動原理：DYNASERV DD motor采用是混合型結(jié)構(gòu)。定子部分5是由永磁鐵4和線圈繞組3組成，永磁場回路1和勵磁場回路2產(chǎn)生磁力作用于齒隙7，使動子6依合成方向旋轉(zhuǎn)。此部分原理類似于永磁式步進電機，區(qū)別制作材料和精度要求極高。轉(zhuǎn)矩和速度特性也很相似，保持扭力大，運轉(zhuǎn)扭力轉(zhuǎn)速升高而降低。

為何要DVD制造設備中選用DD馬達作為光盤傳送手臂傳動機構(gòu)？這要從它特點來說明。首先，間隙誤差被消除。普通傳動機構(gòu)有減速機、聯(lián)軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環(huán)節(jié)，間隙誤差是肯定無法避免，尤其是長時間運轉(zhuǎn)所造成機械磨損更是無法補償。DD馬達恰恰能很好解決以上問題，DD直接驅(qū)動安裝方式，誤差被減為最少；它伺服特性也可以隨時修正誤差，達到最理想控制精度。其次，高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達選配編碼器分辨率很高，DR5C解析度為425,984PPR，電器控制精度高，已經(jīng)超過普通伺服控制精度一個數(shù)量級。制作相當精密，最終精度控制一般可以達到5秒以內(nèi)。 第三，高剛性，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效率高。DD馬達剛性很強，與負載結(jié)合后特性很硬，其驅(qū)動器要求更高。最新型DYNASERV驅(qū)動器可以提供線增益調(diào)試和共振濾波。馬達中空獨特設計減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多安裝形式。組合后機械結(jié)構(gòu)會更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。

圖4顯示了同樣輸出扭矩橫河DD馬達與NSK DD馬達旋轉(zhuǎn)180度與旋轉(zhuǎn)90度最小時間，可見采用永磁定子橫河DD馬達剛性、速度上都要高于NSK。也就是這小小提高決定了最終生產(chǎn)周期縮短。

3 橫河DD馬達產(chǎn)品光盤生產(chǎn)設備應用

目前光盤傳送手臂應用采用PLC控制，即PLC只提供輸入輸出點，接受到傳感器信號后，輸出一個高電平給DD馬達驅(qū)動器，驅(qū)動器事先內(nèi)部設定好命令，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)90度、-90度。下面簡單介紹一下橫河GIII型驅(qū)動器是如何實現(xiàn)輸入點不同切換實現(xiàn)內(nèi)部指令旋轉(zhuǎn)功能。

1） 驅(qū)動器內(nèi)部編寫運行列表。

橫河GIII驅(qū)動器運行列表有很多種類。可以內(nèi)部實現(xiàn)相對位置點到點運行、絕對位置點到點、Homing功能、改變參數(shù)等。不同輸入點編碼切換，就可以運行不同table號碼，簡單實現(xiàn)運動控制。DVD光盤制造設備上都是table功能實現(xiàn)。橫河GIII驅(qū)動器一共有60組table可以進行任意設置與編輯。圖5、圖6為可編寫table列表與table詳細設定。以絕對位置點到點為例子，可以設定加、減速類型、加減速時間，運行速度以及目標位置等參數(shù)，以符合設備要求。

2） 輸入點邏輯切換

GIII驅(qū)動器有12個輸入點可以使用，其邏輯與定義可以任意改變，功能包括 servo-on、start、stop、連續(xù)運行、輸入點選擇等 如圖7所示。這里應用要使用輸入點選擇，即CODE_1、CODE_2、等，需要執(zhí)行table號碼，比如設定004號table執(zhí)行命令是正向旋轉(zhuǎn)90度，設定inpit1、input2、input3，3個輸入點就可以對table選擇進行編碼，004對應是1 0 0，即input3為高電平，其它為低電平，就旋轉(zhuǎn)了004號table。輸入點servo-on、start、stop也是必不可少，servo-on之后然后start，這樣就會完成正向90度運行。

4 結(jié)論

光盤傳送手臂上大量使用橫河DD馬達，與減速機+伺服電機結(jié)構(gòu)相比，提高了旋轉(zhuǎn)速度，精度提高，消除背隙也起到了非常重要作用。越來越多DVD光盤制造設備廠家會選擇橫河DD馬達作為傳送手臂首選，以縮短生產(chǎn)周期，有限時間內(nèi)生產(chǎn)更多光盤產(chǎn)品。未來會有越來越多直接驅(qū)動產(chǎn)品使用傳動設備各個環(huán)節(jié)。