橫河DD馬達在LED分光機的應用

　　led發(fā)展前景與led分揀設(shè)備介紹

　　led是一類可直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光和輻射能的發(fā)光器件，國產(chǎn)紅、綠、橙、黃的led產(chǎn)量約占世界總量的12%，“十一五”期間的產(chǎn)業(yè)目標是達到年產(chǎn)500億只的能力，實現(xiàn)超高亮度的led外延片和芯片的大生產(chǎn)，年產(chǎn)10億只以上紅、橙、黃超高亮度led管芯，突破材料的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)藍、綠、白的led的中批量生產(chǎn)。led的發(fā)光效率增長100倍，成本下降10倍，廣泛用于大面積圖文顯示全彩屏，狀態(tài)指示、標志照明、信號顯示、液晶顯示器的背光源，汽車組合尾燈及車內(nèi)照明等等方面，其發(fā)展前景吸引全球照明大廠家都先后加入led光源及市場開發(fā)中。極具發(fā)展與應用前景的是白光led，用作固體照明器件的經(jīng)濟性顯著，且有利于環(huán)保。世界年增長率在20%以上據(jù)預測，到2009年國際上led的市場需求量約為3000億只，銷售額達1000億美元。功率型led優(yōu)異的散熱特性與光學特性更能適應普通照明領(lǐng)域，被學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認為是led進入照明市場的必由之路。led被譽為21世紀新光源，有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈之后的第四代光源。

　　led分光機是根據(jù)切割、封裝完成后的led的透光度的不同，進行分揀的設(shè)備(見圖1)。

　　隨著led的需求量的增加，要求led設(shè)備的產(chǎn)能逐漸提高。目前l(fā)ed分揀設(shè)備要求實現(xiàn)的分揀速度基本在15k/小時。檢測led透光度并判斷的時間大約是100ms，led由機械手抓取，高速起停進行l(wèi)ed的分揀。旋轉(zhuǎn)工位是12的馬達，旋轉(zhuǎn)30度并定位的時間是小于100ms。使用機械凸輪結(jié)構(gòu)傳動，在使用很短時間就會造成機械精度的磨損，導致分光不準確。目前在日本生產(chǎn)的led分光機大多使用直接驅(qū)動伺服作為led分光的轉(zhuǎn)動傳動機構(gòu)。

　　橫河dd馬達原理介紹

　　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的馬達，而是一種結(jié)構(gòu)非常復雜，高精度，高性能的特殊結(jié)構(gòu)交流馬達。

　　led分揀設(shè)備使用dd馬達作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動具有以下特點：

　　·間隙誤差被消除。普通的傳動機構(gòu)由于有減速機、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的，尤其是對于長時間運轉(zhuǎn)所造成的機械磨損更是無法補償。dd馬達恰恰能很好的解決以上的問題，由于dd直接驅(qū)動的安裝方式，誤差被減為最少;而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差，達到最理想的控制精度。(圖2)

　　·高解析度和高定位精度。dyna-serv dd馬達選配的編碼器分辨率很高，dm1a的解析度為4，096，000ppr，電器控制精度高，已經(jīng)超過普通伺服的控制精度幾個個數(shù)量級。由于制作相當精密，最終的絕對精度控制一般可以達到15秒以內(nèi)。(圖3)

　　高剛性，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效率高。dd馬達的剛性很強，與負載結(jié)合后特性很硬，對于其驅(qū)動器要求更高。最新型的dynaserv驅(qū)動器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。橫河dd馬達的定子是永久磁鐵，可以產(chǎn)生恒定磁場，在單位電流下能夠產(chǎn)生最大的扭矩輸出。橫河dd馬達和輸出同等扭矩的伺服型dd馬達相比，電功率消耗低，發(fā)熱量少。在低速下能夠保持恒定扭矩輸出，不會產(chǎn)生低速下扭矩的死區(qū)(圖4)。在停止定位的時候由于永久磁鐵產(chǎn)生的永久磁場，因此能夠在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)精確定位，小于20ms的時間可以把位置固定(圖5)。馬達中空獨特設(shè)計不但減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機械結(jié)構(gòu)會更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。

　　橫河dd馬達在led玻璃切割劃片機的電氣控制方法

　　目前l(fā)ed分揀設(shè)備在平臺旋轉(zhuǎn)上應用采用plc控制，即plc只提供輸入輸出點，在接受到傳感器信號后，輸出一個高電平給dd馬達的驅(qū)動器，驅(qū)動器通過事先在內(nèi)部設(shè)定好的命令，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度、歸原點運動。下面簡單介紹一下橫河giii型驅(qū)動器是如何實現(xiàn)通過輸入點的不同切換從而實現(xiàn)內(nèi)部指令旋轉(zhuǎn)功能。

　　·在驅(qū)動器內(nèi)部編寫運行列表。

　　橫河giii驅(qū)動器的運行列表有很多種類。可以在內(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。通過不同的輸入點編碼的切換，就可以運行不同的table號碼，簡單實現(xiàn)運動控制。橫河giii驅(qū)動器一共有60組table可以進行任意設(shè)置與編輯。圖6可編寫table列表。以絕對位置點到點為例子，可以設(shè)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(shè)備的要求。

　　·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(見圖7)，功能包括servo-on、start、stop、連續(xù)運行、輸入點選擇等。這里的應用要使用輸入點選擇，即code_1、code_2、等，根據(jù)需要執(zhí)行的table號碼，比如設(shè)定的004號table執(zhí)行的命令是正向旋轉(zhuǎn)90°，只要設(shè)定inpit1、input2、input3，3個輸入點就可以對table選擇進行編碼，004對應的是100，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也是必不可少的，servo-on之后然后start，這樣就會完成正向90度的運行。

　　橫河dd馬達使用的giii驅(qū)動器控制性能較強，不需要脈沖定位，直接使用驅(qū)動器內(nèi)部的定位指令，外部接受i/o點觸發(fā)。不僅在控制結(jié)構(gòu)上節(jié)省了plc的脈沖發(fā)出模塊，而且實現(xiàn)了較高的抗干擾能力。完全采用內(nèi)部指令控制，不會出現(xiàn)脈沖丟失的現(xiàn)象，實現(xiàn)了精確定位。

　　結(jié)語

　　在led產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，也有類似微電子領(lǐng)域的摩爾定律。安捷倫的前任技術(shù)科學家roland haitz預測，led的價格每十年將為原來的10分之一，性能則提高20倍，這個預測后來被業(yè)界稱為haitz定律。正是這個預測，給未來的led產(chǎn)業(yè)帶來了無限廣闊的前景。而中國本土化的led設(shè)備在技術(shù)、性能上相對國外產(chǎn)品有一定的差距，使得一些擁有先進技術(shù)裝備的國外專業(yè)led設(shè)備廠商瞄準這一商機，紛紛將設(shè)備打入中國市場甚至在中國投資建廠。但為了奪回這一市場，國內(nèi)生產(chǎn)商也在加大研發(fā)力度向高檔次領(lǐng)域發(fā)展。羅升企業(yè)以引進先進技術(shù)，提升制造業(yè)水平為使命，最早將dd馬達引進到國內(nèi)led設(shè)備，并形成規(guī)模生產(chǎn)，國內(nèi)廠商也在逐步應用此項技術(shù)。隨著國內(nèi)經(jīng)濟快速發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被應用到工業(yè)領(lǐng)域。羅升公司希望架起技術(shù)的橋梁，更多地將國外成熟的應用技術(shù)提供給行業(yè)中人分享。