英威騰DA300伺服+直線電機 在固晶機上的應用及功能實現(xiàn)

摘 要：本文主要介紹英威騰DA300交流伺服驅(qū)動器在固晶機上的成熟應用，以其擁有增益切換、手動/自動陷波濾波器、手動/自動制振濾波器、高速響應、低噪音、低電磁干擾等優(yōu)點，從而使得固晶的動作更加精準、快速，提高材料的產(chǎn)能和質(zhì)量。

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(fā)脈沖給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器走位置模式接收脈沖后驅(qū)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(tǒng)，從而調(diào)整下一步控制指令。

圖1：固晶機系統(tǒng)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(qū)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(qū)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(jié)拍運行完成后，由機器視覺檢測得到晶片下一個位置的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)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(huán)。

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(wěn)定。客戶一般需要在位置指令發(fā)送給驅(qū)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

現(xiàn)場的工作臺部分機器背面的電氣柜如圖5。

圖5：部分電氣柜圖

三、功能實現(xiàn)

英威騰DA300帶直線電機為帶第三方電機，且直線電機的調(diào)試與旋轉(zhuǎn)電機的調(diào)試有一些差別。第三方電機是沒有電機碼直接導入?yún)?shù)的，所以需要手動輸入電機參數(shù)。

1、 首先打開SeevoPlorer軟件，用戶權限選擇開發(fā)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(zhuǎn)速是mm/s。

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

圖6：電機參數(shù)

表1：P8組參數(shù)

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(shù)、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(shù)中吸力大小后的參數(shù)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(shù)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(jiān)控參數(shù) R0.02[反饋脈沖累積]確認返回的脈沖數(shù)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(shù)方向移動 1cm，此時其反饋脈沖數(shù)為：1cm/1um=10000 脈沖(注：實際的監(jiān)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(shù)

表2;P9組參數(shù)

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(shù)的正方向，若相反，則任意調(diào)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(shù)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(tǒng)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(jiān)控參數(shù)r0.30系統(tǒng)狀態(tài)會顯示為2(磁極未確定)，上位系統(tǒng)也可通過IO口伺服準備就緒(/RDY)輸出信號監(jiān)控伺服狀態(tài)。

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(diào)試一定要把電機參數(shù)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(yè)目前逐漸國產(chǎn)化，而英威騰DA300驅(qū)動器在性能方便特別是響應速度、參數(shù)統(tǒng)一性都具有一定優(yōu)勢，在市場應用上，廣受客戶認可。