台达A2伺服在LED分光机上的应用

1  项目背景

       LED分光机主要用于LED产品光色一致性的检测和分光,配有精密的光谱分析仪，具有高智能性,可自动检测出不合格产品并将之吹入废料盒,系统架构是由圆形振动盘与平行振动轨道负责送料,以吸嘴将LED送至转盘,经由测试站量测光电特性之后,系统会根据量测仪器的测试结果,透过分料机构将LED送至所属之落料盒。

       深圳是全国LED的重要生产基地和贸易中心，已有较完整的产业链和配套能力，在激烈的市场竞争中，同行间都在拼价格、拼效率。在这样的背景下，深圳某公司的拳头产品SMD-LED全自动分光机，自然就成为了革新对象，分光机的核心系统---伺服系统就成为最先要改进的部分。台达凭借在工业自动化领域多年累积的专业经验和知名度，A2伺服成功入围并在测试中取得良好成效。

2  项目方案

       根据与客户协商的结果，项目分两步实施。

2.1伺服选型及特点讲解

       深入了解了客户的工艺要求后，针对转盘比较重、对刚性要求高的特点，台达开创性的选择了750W大惯量马达，针对检测轴要求响应快，并且近静止时不能有丝毫抖动的特点，选用了A2系列。同时绘制了伺服的接线图，罗列了需要应用到的参数。台达伺服编码器串行通信输入输出的方式比传统的配线方式简单，配线少，因为只需单一的位置控制方式，所用到的参数不到10组，丰富的I/0功能、功能强大的调试软件等这些台达伺服所具有的特点都给客户留下了深刻的印象。

2.2效果调试

       LED分光机对位置精度及响应时间要求非常苛刻。在整个机台中，关键有两个工位：转盘轴和检测轴。转盘轴要求高刚性、高速度、高响应，别的伺服品牌选送的都是750W轻惯量的马达，刚性提升空间有限，台达选用750W高惯量马达，是轻惯量马达惯量的2.5倍，使得该轴的刚性有了显著的提升，静止时（serve on）用手触摸，没有任何振感，客户对台达这个效果非常满意；检测轴要求位置精度极高，定位不能有任何位置误差，否则将影响检测结果，台达选用的A2系列伺服搭配20Bit（1280000PPR）增量编码器，可以满足设备高精度定位控制和稳低速运转时的应用需求，因为只有固定的两个位置重复运动，台达用到了A2伺服内部PR功能，替客户的PLC节省了一个价值1000多元定位模块。实际调试的结果是转盘轴伺服的整定时间是8ms,位置误差5个pulse,好过客户要求的整定时间10ms,位置误差8个pulse。检测轴伺服的整定时间是3ms,位置误差0个pulse,好过客户要求的整定时间5ms,位置误差1个pulse。

       时间就是金钱，这句话在LED行业更能体现效率的重要性。充分利用台达A2伺服优越的响应性能，拉高马达的频宽，搭配三组共振抑制参数有效抑制了高频宽引起的设备振动情况。多种选择组合，使得设备的整体运行达到最佳的状态。最后设备的工作效率是UPH：24K效果提高了15%。

3  工艺流程

图1 工艺流程图

       送料机构把料送到固定位→吸料机构把料送到转盘上的工位1→转盘转动一个角度把料送到工位2→检测机构下来工作采集相关数据→转盘再把检测后的料送到工位3→高压气枪把料吹入收集箱（收集箱会根据检测的结果，事先确定好收集管的位置）。

图2 设备电控配置示意图   图3 设备示意图

4  项目总结

       经过两个多月的测试，设备运行情况良好，产品成品率高,设备的工作效率提高了15%。台达A2伺服以其高精度、高应答、高价值的强大功能，赢得了客户的高度认可。随着LED市场需求的进一步加大，LED制造设备的需求量也会同比增长,台达伺服在分光机上的成功应用，为台达更多产品进入这个行业奠定坚实基础。

作者简介：

       韩剑，男，生于1982年，毕业于合肥工业大学，自动化专业。现任中达电通股份有限公司深圳机电业务处高级销售工程师；从事机电产品技术研究，市场营销，具有8年的机电产品行业经验。