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      首頁解決方案電子設備制造 電子設備制造
      英威騰DA200伺服在LED分光機上的應用

      發布時間:2019-03-19點擊量:

      【摘要】本文主要介紹英威騰伺服憑借其高精度、高響應、高價值的強大功能及定制化服務,成功地應用在了LED分光機上,贏得了客戶的高度認可。

      【關鍵字】英威騰伺服;位置精度;響應速度;速度觀測器

      1 項目背景
      深圳是全國LED的重要生產基地和貿易中心,已有較完整的產業鏈和配套能力,在激烈的市場競爭中,同行間都在拼價格、拼效率。在這樣的背景下,深圳某公司的核心產品SMD-LED全自動分光機,自然就成為了革新對象,分光機的核心系統---伺服系統就成為最先要改進的部分。英威騰憑借在工業自動化領域多年累積的專業經驗和知名度,DA200伺服成功入圍并在測試中取得良好成效。
      在生產效率日益增長的今天,原有40k/h的分光機已不能滿足市場需求??蛻粜枰斓乃俣燃案叩姆€定性滿足生產需求。深入了解了客戶的工藝和需求后,針對轉盤慣量大、對剛性要求高的特點,英威騰技術人員通過科學精確的計算,開創性的為該行業定制了專用馬達,并選用了DA200系列高性能伺服驅動器以滿足并超過客戶預期效果。英威騰伺服因其極高的響應速度,豐富的I/O功能、功能強大的調試軟件等特點,給客戶留下了深刻的印象。

      2 項目方案
      2.1伺服選型及特點講解
      LED分光機對位置精度及響應時間要求非??量?。在整個機臺中,關鍵有兩個工位:轉盤軸和檢測軸。轉盤軸要求高剛性、高速度、高響應,其他伺服品牌選送的都是750W輕慣量的馬達,剛性提升空間有限。英威騰技術人員通過科學精確的計算,開創性的為該行業定制了專用馬達,并選用了DA200系列高性能伺服驅動器配合先進的算法,以滿足并超過客戶預期效果。通過定制化的大扭矩伺服馬達,使得該軸的剛性有了顯著的提升,靜止時(serve on)用手觸摸,沒有任何振感,客戶對英威騰這個效果非常滿意。英威騰選用的DA200系列伺服搭配23Bit(8388608PPR)絕對值編碼器,可以滿足設備高精度定位控制和穩低速運轉時的應用需求。實際調試的結果是指令時間11.875ms,轉盤軸伺服定位完成13ms,整定時間不到2ms,滯留脈沖為0個pulse,好過客戶要求的整定時間5ms,位置誤差2個pulse。
      時間就是金錢,這句話在LED行業更能體現效率的重要性。充分利用英威騰DA200伺服優越的響應性能,拉高馬達的頻寬,使得設備的整體運行達到最佳的狀態。

      2.3分度盤電機設計:

      a.決定加減速時間

      加減速時間以定位時間的50%效率最高:

      b.電機轉速


      c.計算負載轉矩

      因為摩擦負載極小,故忽略:

      d.計算電機軸加速轉矩(克服慣量)

      e.加速轉矩

      f.必須轉矩

      *安全系數 S=1


      g.額定轉矩

      其中假定其過程只有加減速階段,無勻速階段,公式簡化為:

      h.負荷與電機慣量比

      根據以上數據定制專用電機,在實踐應用中也證實與計算數據基本相符。

      3 工藝流程
      LED分光機主要用于LED產品光色一致性的檢測和分光,配有精密的光譜分析儀,具有高智能性,可自動檢測出不合格產品并將之吹入廢料盒,系統架構是由圓形振動盤與平行振動軌道負責送料,以吸嘴將LED送至轉盤,經由測試站量測光電特性之后,系統會根據量測儀器的測試結果,透過分料機構將LED送至所屬之落料盒。

      圖1 工藝流程圖
      送料機構把料送到固定位→吸料機構把料送到轉盤上的工位1→轉盤轉動一個角度把料送到工位2→檢測機構下來工作采集相關數據→轉盤再把檢測后的料送到工位3→高壓氣槍把料吹入收集箱(收集箱會根據檢測的結果,事先確定好收集管的位置)。

      圖2 設備電控配置示意圖

      圖3 設備示意圖


      分光機產品參數

      見微知著,來詳細了解產品的技術參數吧

      電性測試參數

      序號

      測量電性參數

      測試條件范圍

      測試分辨率

      1

      排向電壓POL

      0.001—500MA

      1mV

      2

      正向電壓VF

      0.001—500MA

      1MV

      3

      反向電流IR

      0.1V—20V

      0.1μA

      4

      正向電流IF

      0.1V—20V

      0.01 mA

      5

      反向電壓VR

      1-1000μA

      1MV

      光學測試參數

      序號

      光電測試參數

      測試范圍

      重復測試精度

      1

      色度坐標XYZ

      CIE1931&1964XYZ

      可見光范圍標準

      ±0.001

      2

      主波λd

      380nm-780nm

      ±0.3mm

      3

      峰值波長λp

      350nm-1000nm

      可根據客戶要求配置

      ±0.8mm

      4

      半波寬λd

      350nm-1000nm

      可根據客戶要求配置

      ±0.5mm

      5

      色純度PUR

      PUR

      ±0.01

      6

      光強MCD

      可見光/紅外光

      ±5%

      7

      相關色溫CCT

      μrd

      1000K—40000K

      ±0.8%

      8

      光通量ФV

      (單位mlm

      根據衰減的衰減率

      和積分球內徑定

      ±0.6%

      主體技術參數

      分光系統

      自主研發,獨立知識產權

      分級能力

      132BIN264BIN

      最大產能

      40Kh

      BIN

      95%

      測試站數

      1

      供電電源

      AC220V 50Hz 10A

      氣壓

      0.45-0.50Mpa

      真空來源

      內置進口真空泵

      功率

      2.30Kw

      外形尺寸

      1220mm x 770mm x 1860mm

      重量

      460Kg

      *客戶希望能將最大產能提高到65K/h以上。


      4.伺服參數調整
      A.使用提高剛性及速度前饋版
      1)調整慣量,觀察R0.51實際慣量值
      2)提高剛性至21左右
      3)提高速度增益。速度增益與積分乘積在500~900之間。
      4)加前饋,至56%
      5)使用濾波器陷波

      波形效果圖

      效果:比較好,但從波形上可以觀察13.3ms完成后動作后還有波動,使用高速攝像頭觀測到14ms完成但還是會有略微的抖動。

      B.專家調試-使用速度觀測器版
      1)先調慣量,把慣量比設定好,可以實時觀察R0.51進行調整。
      2)然后將速度環增益向上調,調至出現振動了,觀察轉矩波動可以得到振動頻率,使用陷波濾波器抑制。(超過1KHz以上可以把深度加深為0,Q值為1)
      3)轉矩穩定后,把速度觀測器打開。逐步提高速度觀測器增益(不振為止)。
      4)速度觀測器增益提高之后,速度環增益就可以大幅上調了,可以50Hz往上加,直至不振為止。
      5)提高了速度增益后,提高位置增益,讓最后幾個脈沖快速收尾。一般速度增益提高之后位置增益在1.5倍范圍內提高。

      部分參數

      波形效果圖(滯留脈沖)

      5 項目總結:
      使用速度觀測器后:
      - 增益得到極大提高,響應快,整定時間只有2ms;
      - 噪聲減小,聲音明顯變得清脆;
      - 負載率變低,電機溫度明顯下降;
      - 每小時最大速度達72K(還可以更高),超過其機械速度上限;
      經過兩個多月的測試,設備運行情況良好,產品成品率高,設備的工作效率提高了80%(從40K提高至72K)。英威騰DA200伺服以其高精度、高應答、高價值的強大功能,贏得了客戶的高度認可。隨著LED市場需求的進一步加大,LED制造設備的需求量也會同比增長,英威騰伺服在分光機上的成功應用,為英威騰更多產品進入這個行業奠定堅實基礎。



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