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。客戶需要更快的速度及更高的穩定性滿足生產需求。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?？量獭Ｔ谡麄€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：

1)決定加減速時間

加減速時間以定位時間的50%效率最高：

2)電機轉速

3)計算負載轉矩

因為摩擦負載極小，故忽略：

4)計算電機軸加速轉矩（克服慣量）

5)加速轉矩

6)必須轉矩

*安全系數 S=1

7)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：

8)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

光學測試參數

主體技術參數

*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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關于英威騰：

英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領先、受人尊敬的工業自動化和能源電力領域的產品與服務提供者，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術企業，目前擁有16家控股子公司，分駐于全國的12大研發中心，申請各類專利800多件，依托于電力電子、電氣傳動、自動控制、信息技術等關鍵技術，主要產品涵括高中低壓變頻器、電梯智能控制系統、伺服系統、PLC、HMI、SVG、UPS、電機和電主軸、光伏逆變器、節能減排在線管理系統、軌道交通牽引系統、新能源汽車電控系統等。英威騰現有員工2500多人，大型生產基地3個，營銷網絡遍布國內及海外60多個國家和地區。