【摘 要】
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半导体LED在电子显示、智能交通、文娱生活等领域有着广泛的应用,不同场合对LED晶片分类的标准要求各不相同,因此LED晶片分选机的研发便尤为重要。晶片分选机主要由视觉系统和运动控制系统构成,视觉系统决定了晶片扫描准确性,运动控制系统决定了晶片分选的速度和精度,目前国内晶片分选机的分选速度和精度与国外先进水平还有一定差距。本文针对LED晶片分选机的运动控制部分做了深入研究,主要研究内容如下:首先,本
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半导体LED在电子显示、智能交通、文娱生活等领域有着广泛的应用,不同场合对LED晶片分类的标准要求各不相同,因此LED晶片分选机的研发便尤为重要。晶片分选机主要由视觉系统和运动控制系统构成,视觉系统决定了晶片扫描准确性,运动控制系统决定了晶片分选的速度和精度,目前国内晶片分选机的分选速度和精度与国外先进水平还有一定差距。本文针对LED晶片分选机的运动控制部分做了深入研究,主要研究内容如下:首先,本文通过分析运动控制系统国内外发展现状介绍了选择ACS运动控制器的优势,结合国内外分选机分选速度和精度指标介绍了分选机研发的关键技术和必要性。文中介绍了ZKMY型号分选机的总体结构和基于ACS运动控制系统的Ether CAT串行运动控制网络,并结合分选机的机械部件介绍了运动控制系统电机的类型和功能,提出了基于ACS运动控制系统下的软件设计思路和控制系统性能调试方案。其次,通过分析ZKMY型号晶片分选机运动控制部分的软件需求,划分了软件的功能模块,给出了软件设计的三层架构以及运动控制中多线程的设计思想。重点完成了软件的运动控制以及文件管理等功能,其中运动控制部分的晶片分选功能要求控制系统高速高精度,并且有正确的分选方案。再次,为了提高ZKMY型号晶片分选机分选过程音圈电机、直线电机和摆臂直驱电机的速度和精度,完成了三类电机的电流环、速度环和位置环的运动参数调谐以及频域稳定性验证。文中详细给出了摆臂电机的参数优化过程,并最终给出了八个电机轴的运动速度和定位精度的参数调谐结果。最后,重点研究了晶片连续分选过程的分选流程、分选周期以及晶片拾取方案的关键技术,并通过分析晶片分选周期设计了八个电机轴的运动逻辑。设计了分选和摆放的工作台S型运动路径,利用ACSPL+机器语言编写晶片分选的电机运动方案,最终统计两种不同规格晶片的连续分选的实验结果。结果证明,ZKMY型号分选机的晶片平均分选速度约为125ms,X-Y平台的定位精度为±10um,分选速度接近于国内先进水平并且有更高的定位精度。
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