《定位模块在高速高精度定位系统中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《定位模块在高速高精度定位系统中的应用（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、随着现代工业的发展，对于产品制造加工所要求的精度越来越高，特别是在电子工业中，所要求生产加工的精度要求很高，在现代日常生活中， 许多日用电子产品的更新换代特别快，所用的研制开发、生产周期特别短，而在此环节中，生产环节就显得尤为重要，所以就对生产设备的要 求也就越来越高，生产设备要能够适应多种不同产品的生产，特别是新产品的生产适应能力，还要能够保证产品的精度。在TFT生产中，在基 板完成电路印刷等一系列的工作以后有一道工序，就是基板的切割，因为在前道生产根据设备和工艺的要求是一块比较大的基板，在一块大的 基板上可能有好多块小的基板组成，这根据制造面板本身的用途来定。如手机面板，目前在生产的一块大
2、的基板上有30 到104 块不等的小的 基板组成，这还要根据手机面板的尺寸来定，如图1 所示。经过切割以后，变成一片一片小的基板，如图2 所示。可以看出，基板由两层玻璃 组合而成，在两层之间有印刷电路，而且在切割的时候上下不是在一条线上，而是成一个阶梯状，在TFT面的A处有印刷电路端子，切断过程 中绝对不能碰伤端子。在如图3中所示，A-F中5个尺寸精度要全部达到土0.1mm，并且切断后在基板的边缘不能有毛边，这样就要在切断 过程中要很好的控制压力、切入量，根据不同玻璃材质就要设定不同的压力和切入量，另外切断的步骤也是比较重要的，一般都采用的步骤是: CF面切；TFT面剖；TFT面切；CF面剖。
3、现代划线设备都是采用的多把刀（以前都是单刀作业），一般在57把刀，此系统中采用 了5把刀，在此系统中刀的切入量和左右运动都采用伺服系统来控制，而且都采用了高速运动，这样能够大大提高工作的效率。图 1:手机面板基本组成图 2: 小基图图 3: 基板及印刷电路端子系统组成与工作原理系统的硬件组成上住机FC探作面権A-870Q&T刀运厅讷伺股故艾菇刀走厅訓伺刖故衣药 刀工行聃f司机拡艾卫R走行轴ZZ周削狼北栅P同亍轴二何贖敝大體s17）盒行I裁大翳 匚二匚二両If K台ftiY轴ZZ婀胆敵大3*Rd匕殛晅舸 *CCD 匚二1司脏放丸屯|iCCD伺廉般丸尊二二丁初卅暉鶴 何黑檢大囚汕刀升障紬:,個能柿
4、士曲*71升逼魅 匚二知战枚犬班w刀升隊ts何倒城盂體二;齢门卉確轴 诃司胆和尢U二2初升隔铀 恂胆故光辭二卅门君曜轴 词IE啟為.匕|丁切畫杼粉I图 4: 系统的组成图4是本系统整个控制系统的原理图，本系统采用Q06H CPU为控制单元，QD75D4和QD75D2为伺服系统的定位单元，还采用了两个Q J74C24通讯模块单元，其中一个与人机界面（A970GOT）连接，另外一个和画像处理系统连接，画像系统主要用于Mark点（也就是标记点） 的识别，然后产生一个偏差的补正值。另外与QJ74C24相连接的PC1机是系统机械参数、工作参数设定以及切断程序编制的专用机。PC1 与PLC之间的通讯使用的
5、是专门的通讯程序软件。本系统的工作方式是采用偏差补正的方式。对于一个新的品种，首先要进行Mark点的识别, 登录，MARK点的形状可以随意，但一般采用的是十字为Mark点标记，如图5所示，就是画像处理系统对Mark点的认识过程，认识后产 生一个偏差补正量，根据偏差量计算出基准位置。/画像系统中心画像系统中心加诋识别后偏差补正呈亘板上阳Tk点基板上脳“点X = i umY 3 uffl0 二1 p I 图 5: 图象处理图 6: 系统数据设定软件设计本系统采用的是A970GOT人机界面，在本系统中人机界面起了非常重要的角色，是其他任何器件都代替不了的。人机界面总共有218个画面组成，主要分两大部
6、分:一是正常的操作人员操作的主画面，二是设备维修、调试人员进入的特殊功能画面，此画面只有工程师级身份人员才 能进入，它的参数直接影响设备的正常工作，图6为系统数据设定，图7为特殊功能画面的结构图，其中主要是参数设定方面，这里主要介绍 轴的位置参数设定，在本系统中最主要的部分就是伺服系统，它是保证系统精度的核心，伺服系统的参数、数据设定是非常复杂的，图6 为伺服系统参数设定的基本框架结构图，基本参数主要是单位设定、1 脉冲的相当移动量、脉冲输出模式、转动方向、速度限制值、加减速时间、 马达选择。详细设定除了对上面叙述中一些进行了设定以外，还对其他的功能进行了设定，如M代码的取码模式、速度模式、J
7、OG运转、手 动脉冲的选择、圆弧误差补正等等。原点复位参数设定主要是复归的方式、方向、原点地址、速度。定位用数据就是我们所要求系统如何去工 作、工作的步骤、数据等内容。伺服系统的工作主要是对内部寄存器的地址进行操作，主要分为参数区、监视区、制御数据区、定位数据区、 PLC的CPU内存区、块传送区几个部分。在图5系统图中对各个位置的设定(QD75)主要是对基本定位数据的设定，包括定位识别子、M代 码、指令速度、定位地址/移动量、突停减速时间、圆弧地址，其中每轴共设定了 30 点位置，这样可以有效的适应系统切割复杂程度不同的基 板。在人机界面的软件设计中，把与伺服系统相关的定位数据参数直接编写在画
8、面中，可以有效的对系统进行调整，改变，在系统中不仅仅上 面的这些数据，另外与定位有关的参数设定还有很多，在这里就不一一列举，本系统是一个非常复杂的系统。H白两”铀r 0D皆簪诫设定 I *71 K QD 75 位蓟曲哉谄宝 2#JJ X iffl QD15 位宙姿越设定 MJJJC犒 SDTS ,位議诞定許術刀离讪 QD75 坟這势放设定两E垂7而亍亍莎游韓诵定M&tfJJK抽皿“忱賈搭戡谩毎 TH刃*轴| OD75 |览JB券尊ifi定 I 7J Z 5ii Q0T5 位旌極融设定空输oq巴 L建 宣墓冠垂垂 3flJJ X 0D帖，传召占数谟逹許卅刃)迪 口M5 位国荟豉况走七$切 W (
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10、一步由哪几把刀去做，在完成这一系列的工作后，就要放入基板试作划线，根据系统设定，在放入基板后按下启动 按钮，基板平台会自动把基板送到影像处理系统的CCD的下面，在监视器上面看到的就如图4所示，在MARK识别中与系统设定会有一个的 偏差，根据这个偏差系统进行补正，现介绍一下补正过程，如图8,以第一把刀为例，刀1原点与CCD原点的X向距离D1在系统中设定为 一定值，刀1与刀1原点的距离D2为在编制程序是产生，也为一定值，CCD原点与现在CCD之间的距离D3,在编制程序时有一个MARK 的坐标值，D3即为基板的X向MARK坐标，D4为MARK点与刀1划基板第一道线X向距离，在理想状态下为一定值。即可
11、以得出D1 D2 =D3 D4,其中D1、D2为固定值，假设D5为CCD识别MARK点的动态坐标，偏差补正为Ad，可以得出D5 = D3Ad，如在理想状态， CCD识别MARK点的X向坐标刚好为D3，即D5 = D3，而每块基板在放置的时候位置绝对会不一样，所以都会有一个偏差Ad，根据Ad每 次在CCD识别MARK点后向刀1移动的距离为D4Ad，这就是偏差补正的过程，其他的刀原理也是这样，在偏转划线时也是根据CCD第 一次MARK识别的坐标了确定的。在划完了 TFT面后，在CF面对TFT面进行剖断，然后在CF面划线，再在TFT面对CF进行剖断，这样 就完成了对基板的划线。技术性能和特点系统采用
12、了与人机界面相结合，使得系统的布线简单、方便。采用了 QD75系列的伺服系统定位单元，系统的精度能够达到0.01pm。伺服系统的输出系统具有集电极开路输出和差分输出两种工作方式，在应用时可以根据需要进行选择。系统的定位范围比较宽，单位可以用微米、英寸、度设定。控制系统也比较多样化，能够实现PTP控制、跟踪控制、速度控制、速度-位置控制、位置-速度控制，根据系统的需要可以选择不同的控制系统，另外，还具有圆弧插补功能。系统响应的时间比较短，因而减少了不同步产生的机会。系统采用了影像处理系统，这样就提高了系统的精度，对于一些要求不高的场合，系统在工作时影像系统可以选择不使用，但这样可以减少时 间，增加工作的效率。本系统采用了多刀工作方式，这样大大的提高了工作的效率，但同时增加了系统在设计时的复杂性。另外，QD75系列的伺服定位单元具有预读起始功能，这样可以减少定位起始的时间，可以保证快速多种应用的定位。对于QD75系列的定 位单元还专门设计了设置/监控软件一QP(GX-Configu rato r)这样便于定位参数的设定，定位数据的生成和监控。本系统是一个比较复杂的系统，在定位方面要求比较高，它的主要工作部件就是伺服系统，对于伺服系统与PLC的编程是比较复杂的，而系统 完成后，对于操作人员来说操作是非常简单的。
