在3C產(chǎn)品的制造過(guò)程中，輔料貼裝起著重要的作用，它主要用于粘貼、固定一些保護(hù)和提升產(chǎn)品性能的材料。針對(duì)用戶在實(shí)際生產(chǎn)中所碰到的應(yīng)用“痛點(diǎn)”，本文簡(jiǎn)要介紹了雷賽專門開(kāi)發(fā)的壓力伺服系統(tǒng)控制方案。

　　文/深圳市雷賽智能控制股份有限公司

　　3C貼輔料行業(yè)是3C電子產(chǎn)品制造過(guò)程中使用的各種輔助材料、配件的生產(chǎn)和供應(yīng)行業(yè)。3C代表計(jì)算機(jī)(Computer)、通信(Communication)和消費(fèi)電子(Consumer Electronics)三個(gè)領(lǐng)域，這些行業(yè)涵蓋了廣泛的產(chǎn)品范圍，包括手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、相機(jī)、電視等。

　　在3C產(chǎn)品的制造過(guò)程中，貼輔料起著重要的作用。貼輔料是指用于粘貼、固定一些保護(hù)和提升產(chǎn)品性能的材料，例如膠帶、導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)電泡棉、防水軟墊等，這些輔料在3C產(chǎn)品的組裝、維修和保護(hù)中發(fā)揮著重要的作用。

　　1 3C貼輔料工藝流程介紹

　　3C輔料貼裝生產(chǎn)一般包括以下工藝流程，如圖1所示：

　　l 進(jìn)料

　　待貼合物料從左側(cè)經(jīng)傳送帶進(jìn)入待貼合平臺(tái);

　　l 飛拍(糾偏)

　　到指定位置后相機(jī)拍照，若實(shí)際物料位置與設(shè)定位置不符，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行糾偏;

　　l 取泡棉(定位)

　　糾偏完成后貼料執(zhí)行機(jī)構(gòu)在泡棉存料處通過(guò)吸嘴取料;

　　l 貼合(力控)

　　到達(dá)設(shè)定位置后，壓合機(jī)構(gòu)將以設(shè)定壓力貼裝輔料;

　　l 出料

　　貼裝完成后通過(guò)傳送帶出料進(jìn)入待檢工位。

　　圖13C輔料貼裝工藝流程圖

　　在3C輔料貼裝生產(chǎn)過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)402/脈沖控制自由定位，執(zhí)行機(jī)構(gòu)走到初始位置進(jìn)行壓力模式切換，貼料壓合動(dòng)作流程如下(圖2)：

　　PART 1　初始位>切換位

　　通過(guò)內(nèi)部位置控制模式。

　　PART 2　切換位>保壓位

　　通過(guò)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部PID調(diào)節(jié)采集壓力傳感器動(dòng)態(tài)壓力，形成壓力閉環(huán)，達(dá)到目標(biāo)壓力。

　　PART 3　保壓位>初始位

　　通過(guò)內(nèi)部位置控制模式。

　　圖2　壓力控制系統(tǒng)原理示意圖

　　2　設(shè)備客戶“痛點(diǎn)”

　　在目前的生產(chǎn)過(guò)程中，用戶使用壓力控制系統(tǒng)時(shí)通常會(huì)碰到以下問(wèn)題：

　　l 貼輔料設(shè)備通常產(chǎn)品以小件為主，以多軸點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)為主，特點(diǎn)是行程短，加減速快;

　　l 到達(dá)指定位置后要求快速停穩(wěn)，相機(jī)迅速動(dòng)作，在急加速或急減速的情況，相機(jī)極易出現(xiàn)抖動(dòng)，影響視覺(jué)系統(tǒng)判斷效果;

　　l 貼輔料設(shè)備工藝復(fù)雜，涉及軸數(shù)較多，客戶接線復(fù)雜，人工成本較高;

　　l 貼輔料等保壓類控制系統(tǒng)復(fù)雜，控制精度難以滿足客戶指標(biāo)。

　　3　雷賽壓力伺服系統(tǒng)方案

　　雷賽在壓力控制設(shè)備上有著豐富的解決方案經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)上述應(yīng)用“痛點(diǎn)”，雷賽在3C行業(yè)貼輔料設(shè)備中采用了專業(yè)化的壓力伺服系統(tǒng)控制方案，如圖3、圖4所示。

　　圖3　雷賽壓力伺服系統(tǒng)控制方案結(jié)構(gòu)圖

　　圖4　雷賽壓力伺服系統(tǒng)控制方案硬件組成

　　4　雷賽壓力伺服方案優(yōu)勢(shì)

　　雷賽L7ECS-YL系列壓力伺服采用總線控制，可以直接接入壓力傳感器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)壓力閉環(huán)控制，具有壓力控制精度高，邏輯簡(jiǎn)單，反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。

　　雷賽總線控制卡支持多軸同步啟動(dòng)及軌跡前瞻功能，可以提高多軸啟動(dòng)的響應(yīng)速度及運(yùn)動(dòng)軌跡的平順性(如圖5所示)。

　　圖5

　　雷賽總線控制卡支持一維及二維高速位置比較功能，并提供對(duì)應(yīng)高速IO輸出口，可用于相機(jī)的高速飛拍，實(shí)現(xiàn)拍照過(guò)程的平順性并提升設(shè)備穩(wěn)定性(圖6)。

　　圖6

　　5　給設(shè)備客戶帶來(lái)的效能提升

　　采用雷賽開(kāi)發(fā)的壓力伺服系統(tǒng)控制方案，可以為用戶提供更高的應(yīng)用價(jià)值：

　　l 雷賽“一網(wǎng)到底”方案減少用戶接線，提升系統(tǒng)配置效率;

　　l 雷賽壓力伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬量采集口，壓力傳感器直接接入驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)層快速閉環(huán)壓力控制，控制無(wú)超調(diào);

　　l 雷賽壓力伺服系統(tǒng)閉環(huán)時(shí)間，從傳感器接觸到達(dá)目標(biāo)值約100ms，減小系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間;

　　l 雷賽壓力伺服系統(tǒng)具備16bit搞精度模擬量采集口、16k采樣周期，設(shè)備壓力采集更精準(zhǔn)、迅速;

　　l 通過(guò)EtherCAT/485通訊獲取傳感器數(shù)據(jù)，系統(tǒng)繪制壓力控制曲線，人機(jī)交互更智能;

　　l 支持切換自學(xué)習(xí)功能，調(diào)試簡(jiǎn)單易用，降低技術(shù)人員學(xué)習(xí)成本;

　　l 將力控PID算法融入驅(qū)動(dòng)層，簡(jiǎn)化控制程序，系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，調(diào)試更便捷;

　　l 無(wú)需模擬量采集卡，降低系統(tǒng)成本。

　　6　核心產(chǎn)品特點(diǎn)

　　該雷賽壓力伺服系統(tǒng)控制方案主要由DMC5000總線系列、L7EC系列交流伺服系統(tǒng)、DM3C系列EtherCAT總線等所組成(圖7)。

　　(1)DMC5000總線系列：

　　l 雙核A9高速處理器，帶軸能力突出，最大支持64軸總線配置，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景需求;

　　l 本地硬件資源豐富，多路高速輸入、輸出以及編碼器接口，輕松解決測(cè)量行業(yè)以及飛拍的需求;

　　l 豐富的行業(yè)算法積累，高級(jí)點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)以及優(yōu)秀軌跡前瞻算法，完美實(shí)現(xiàn)工藝需求;

　　l 調(diào)試方便，支持在線調(diào)整從站參數(shù)，快速完成驅(qū)動(dòng)器調(diào)試，省去了大量的調(diào)試時(shí)間。

　　(2)L7EC系列交流伺服系統(tǒng)：

　　l 3.2kHz速度環(huán)帶寬;

　　l 具備STO(安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷)彈簧接線端子，IO免焊線;

　　l 支持僅USB供電下導(dǎo)入、導(dǎo)出及修改參數(shù);

　　l 可定制壓力控制專機(jī);

　　l 650Orpm最高轉(zhuǎn)速，功率覆蓋50W~7.5kW。

　　(3)DM3C系列EtherCAT總線

　　l 支持COE(CiA402協(xié)議);

　　l 支持CSP、PP、PV、HM控制模式;

　　l 兼容市面上絕大部分EtherCAT主站;

　　l Micro USB調(diào)試口，支持上位機(jī)PC軟件調(diào)試;

　　l 穩(wěn)定可靠且低成本。

　　圖7　核心產(chǎn)品：DMC5000總線系、L7EC系列交流伺服系統(tǒng)、DM3C系列EtherCAT總線