GTS+GSHD | 龙门贴片机设备应用案例

表面贴装技术简称SMT，SMT生产线由丝网印刷、贴装元件及回流焊三个过程构成。SMT贴片机是机-电-光以及计算机控制技术的综合体,它通过吸取-位移-定位-放置等功能，在不损伤元件和印制电路板的情况下，实现了将SMC／SMD元件快速而准确地贴装到PCB板所指定的焊盘位置上。由于其组装密度高及良好的自动化生产性而得到高速发展并在电路组装生产中被广泛应用。随着电子产品向便携式、小型化方向发展，相应的SMC／SMD也向小型化发展，同时为满足IC芯片多功能的要求，采用了多引线和细间距，其优点是元器件安装密度高，易于实现自动化，提高生产效率，降低成本。

图1 机械设备

固高为客户提供了固高GTS插卡式运动控制器+GSHD伺服驱动器方案，采用固高的脉冲龙门，满足设备高速高精的贴合需求，并能够快速开发迭代，实现整套方案交付。

图2 设备主要结构3D图

/ 固高GSHD系列伺服驱动器/

/ 龙门控制优势 /

● 双轴耦合控制，两个轴平均值代表系统质心，差值代表龙门偏差；

● 一个通道指令输入，从轴跟随，精度高，响应快；

● 调试简单，配置迅速。只需要配置主驱动器和控制卡的通信；

● 回零，自动对齐，保护等高级功能；

● 支持主从轴同步误差补偿。

GSHD伺服驱动器使用固高自主研发的Driverstudio驱动器调试软件，调试便捷，功能强大，能够实现多个驱动器联调，建立龙门更加简单。用户可以通过分析曲线来调整性能，搭配在线修改增益功能，可以让电机在一边运行时，一边修改增益参数，从而更高效地完成调试。GSHD伺服驱动器具有良好的速度跟随性，能够在高速运动的情况下，快速整定到位。

GSHD驱动器龙门控制部分扩展了对脉冲控制方案的支持，龙门同步周期可达31.25us。使用脉冲方案控制的龙门双驱需要把主从轴驱动器用工业标准千兆网线连接起来，上位机只需控制龙门主轴的运动，运动控制架构如下。配置龙门模式时需要手动修改驱动器站号，调试方法基本相同。值得注意的是，在进行龙门轴负载惯量比辨识时，龙门主从轴需要同时设置相同惯量比。【惯量比=（辨识出来的质量-2*电机质量）/（2*电机质量），仅用于龙门惯量比计算】

此外，GSHD驱动器龙门是主轴位置环，从轴电流环，同时支持标准35种回零方式及龙门单边回零跟双边回零的功能，便于不同应用场景的使用。

如果龙门机械安装不理想，在零点确定的情况下，GSHD系列伺服驱动器提供了龙门应力补偿功能，通过抓取每个点的编码器位置，进行双边同步补偿，从而降低因机械安装导致同步误差过大的问题。扭摆轴控制的功能，使用户可通过增大扭摆轴增益，有效地减小龙门同步误差，最小误差可达到1um以下。

图4  龙门双驱的龙门轴控制器和偏转轴控制器

在调试软件中提供的龙门步进模式下，按照实际控制需求设置好参数之后，驱动器会往复运行并且记录编码器位置数据，导出误差补偿表格后，即可启用龙门应力补偿。

图5 龙门步进界面

图6 龙门应力补偿界面

下图是无硬连接的龙门使用龙门同步误差的示例，可以看到在补偿之后，主从轴的电流和龙门同步误差明显改善。

图7 龙门应力补偿前

图8 龙门应力补偿后

下图是贴片龙门轴的速度与精度误差曲线，加速度3G，速度2.5m/s，4ms内整定到5um的误差。龙门同步误差全段在30um内。

图9 贴片轴速度与精度曲线

图10 贴片轴龙门同步误差曲线

以下是加工的产品图，设备在高速运动的状态下，要求电机能够快速整定到位。同时对整个机械的稳定性要求高，龙门同步误差小，速度响应快，跟随性好。

图11 产品加工图