3C輔料貼裝，如何“更快、更準、更智能”
文：雷賽2024年第二期
在3C產品的制造過程中，輔料貼裝起著重要的作用，它主要用于粘貼、固定一些保護和提升產品性能的材料。針對用戶在實際生產中所碰到的應用“痛點”，本文簡要介紹了雷賽專門開發的壓力伺服系統控制方案。
文/深圳市雷賽智能控制股份有限公司
3C貼輔料行業是3C電子產品制造過程中使用的各種輔助材料、配件的生產和供應行業。3C代表計算機(Computer)、通信(Communication)和消費電子(Consumer Electronics)三個領域，這些行業涵蓋了廣泛的產品范圍，包括手機、平板電腦、筆記本電腦、相機、電視等。
在3C產品的制造過程中，貼輔料起著重要的作用。貼輔料是指用于粘貼、固定一些保護和提升產品性能的材料，例如膠帶、導熱硅膠、導電泡棉、防水軟墊等，這些輔料在3C產品的組裝、維修和保護中發揮著重要的作用。
1 3C貼輔料工藝流程介紹
3C輔料貼裝生產一般包括以下工藝流程，如圖1所示：
l 進料
待貼合物料從左側經傳送帶進入待貼合平臺;
l 飛拍(糾偏)
到指定位置后相機拍照，若實際物料位置與設定位置不符，系統將自動進行糾偏;
l 取泡棉(定位)
糾偏完成后貼料執行機構在泡棉存料處通過吸嘴取料;
l 貼合(力控)
到達設定位置后，壓合機構將以設定壓力貼裝輔料;
l 出料
貼裝完成后通過傳送帶出料進入待檢工位。
圖13C輔料貼裝工藝流程圖
在3C輔料貼裝生產過程中，驅動系統通過402/脈沖控制自由定位，執行機構走到初始位置進行壓力模式切換，貼料壓合動作流程如下(圖2)：
PART 1 初始位>切換位
通過內部位置控制模式。
PART 2 切換位>保壓位
通過驅動器內部PID調節采集壓力傳感器動態壓力，形成壓力閉環，達到目標壓力。
PART 3 保壓位>初始位
通過內部位置控制模式。
圖2 壓力控制系統原理示意圖
2 設備客戶“痛點”
在目前的生產過程中，用戶使用壓力控制系統時通常會碰到以下問題：
l 貼輔料設備通常產品以小件為主，以多軸點到點運動為主，特點是行程短，加減速快;
l 到達指定位置后要求快速停穩，相機迅速動作，在急加速或急減速的情況，相機極易出現抖動，影響視覺系統判斷效果;
l 貼輔料設備工藝復雜，涉及軸數較多，客戶接線復雜，人工成本較高;
l 貼輔料等保壓類控制系統復雜，控制精度難以滿足客戶指標。
3 雷賽壓力伺服系統方案
雷賽在壓力控制設備上有著豐富的解決方案經驗，針對上述應用“痛點”，雷賽在3C行業貼輔料設備中采用了專業化的壓力伺服系統控制方案，如圖3、圖4所示。
圖3 雷賽壓力伺服系統控制方案結構圖
圖4 雷賽壓力伺服系統控制方案硬件組成
4 雷賽壓力伺服方案優勢
雷賽L7ECS-YL系列壓力伺服采用總線控制，可以直接接入壓力傳感器數據實現壓力閉環控制，具有壓力控制精度高，邏輯簡單，反應快等優點。
雷賽總線控制卡支持多軸同步啟動及軌跡前瞻功能，可以提高多軸啟動的響應速度及運動軌跡的平順性(如圖5所示)。
圖5
雷賽總線控制卡支持一維及二維高速位置比較功能，并提供對應高速IO輸出口，可用于相機的高速飛拍，實現拍照過程的平順性并提升設備穩定性(圖6)。
圖6
5 給設備客戶帶來的效能提升
采用雷賽開發的壓力伺服系統控制方案，可以為用戶提供更高的應用價值：
l 雷賽“一網到底”方案減少用戶接線，提升系統配置效率;
l 雷賽壓力伺服系統設計模擬量采集口，壓力傳感器直接接入驅動器，驅動層快速閉環壓力控制，控制無超調;
l 雷賽壓力伺服系統閉環時間，從傳感器接觸到達目標值約100ms，減小系統反應時間;
l 雷賽壓力伺服系統具備16bit搞精度模擬量采集口、16k采樣周期，設備壓力采集更精準、迅速;
l 通過EtherCAT/485通訊獲取傳感器數據，系統繪制壓力控制曲線，人機交互更智能;
l 支持切換自學習功能，調試簡單易用，降低技術人員學習成本;
l 將力控PID算法融入驅動層，簡化控制程序，系統更簡單，調試更便捷;
l 無需模擬量采集卡，降低系統成本。
6 核心產品特點
該雷賽壓力伺服系統控制方案主要由DMC5000總線系列、L7EC系列交流伺服系統、DM3C系列EtherCAT總線等所組成(圖7)。
(1)DMC5000總線系列：
l 雙核A9高速處理器，帶軸能力突出，最大支持64軸總線配置，滿足不同應用場景需求;
l 本地硬件資源豐富，多路高速輸入、輸出以及編碼器接口，輕松解決測量行業以及飛拍的需求;
l 豐富的行業算法積累，高級點位運動以及優秀軌跡前瞻算法，完美實現工藝需求;
l 調試方便，支持在線調整從站參數，快速完成驅動器調試，省去了大量的調試時間。
(2)L7EC系列交流伺服系統：
l 3.2kHz速度環帶寬;
l 具備STO(安全轉矩關斷)彈簧接線端子，IO免焊線;
l 支持僅USB供電下導入、導出及修改參數;
l 可定制壓力控制專機;
l 650Orpm最高轉速，功率覆蓋50W~7.5kW。
(3)DM3C系列EtherCAT總線
l 支持COE(CiA402協議);
l 支持CSP、PP、PV、HM控制模式;
l 兼容市面上絕大部分EtherCAT主站;
l Micro USB調試口，支持上位機PC軟件調試;
l 穩定可靠且低成本。
圖7 核心產品：DMC5000總線系、L7EC系列交流伺服系統、DM3C系列EtherCAT總線
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