· 日機電裝DD
上海奧茵紳機電科技有限公司 耿新紅
摘要： 文章介紹了LED 行業(yè)的發(fā)展前景以及DD 馬達在分選設(shè)備中的關(guān)鍵作用，LED 分選機在LED 制造過程中的工序位置，分 選機的現(xiàn)狀（大都使用分割器，精度低，速度低），日機電裝為分選機行業(yè)專門開發(fā)的DD 馬達的特點和優(yōu)勢、高效、低振動。隨著客戶對精度和效率的要求，直驅(qū)馬達勢必成為分選機行業(yè)的發(fā)展趨勢，被客戶廣泛應(yīng)用于分選設(shè)備。
關(guān)鍵詞： LED 、分選機、日機電裝DD 馬達、高精度、高效率
The application of Nikkidenso DD motor on LED Test handler.
Abstract: Article describes the prospects for the development of the LED industry and DD motor key role in LED test handler, The position of LED test handler in the LED manufacturing process, the status of this machine (most use the splitter, low accuracy, low speed)Nikkidenso produce the DD motor according to test handler industry specially developed features and advantages of the DD motor, with the advantage of high efficiency and low vibration. With the requirements of the customers on the accuracy and efficiency The DD motor is bound to become a trend of LED test handler industry , be used in LED test handler equipment widely
Keyword: LED 、 test handler,nikkidenso DD motor ,high accuracy,high efficiency
LED 發(fā)展前景與LED 分選機介紹
LED （ LightEmittingDiode ），中文含義是發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光，具有體積小、耗電量低、使用壽命長、亮度高、熱量低、環(huán)保、耐用等特點。主要應(yīng)用于各種室內(nèi)、戶外顯示屏，汽車內(nèi)部的儀表板、剎車燈、尾燈，電子手表，手機等。 “十一五”期間的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)是達到年產(chǎn)500 億只的能力，實現(xiàn)超高亮度的LED 外延片和芯片的大生產(chǎn)，年產(chǎn)10 億只以上紅、橙、黃超高亮度LED 管芯，突破材料的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)藍、綠、白的LED 的中批量生產(chǎn)。LED 的發(fā)光效率增長100 倍，成本下降10 倍，廣泛用于大面積圖文顯示全彩屏，狀態(tài)指示、標(biāo)志照明、信號顯示、液晶顯示器的背光源，汽車組合尾燈及車內(nèi)照明等等方面，其發(fā)展前景吸引全球照明大廠家都先后加入LED 光源及市場開發(fā)中。極具發(fā)展與應(yīng)用前景的是白光LED ，用作固體照明器件的經(jīng)濟性顯著，且有利于環(huán)保。世界年增長率在20 ％以上據(jù)預(yù)測，到2009 年國際上LED 的市場需求量約為3000 億只，銷售額達1000 億美元。功率型LED 優(yōu)異的散熱特性與光學(xué)特性更能適應(yīng)普通照明領(lǐng)域，被學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是LED 進入照明市場的必由之路。LED 被譽為21 世紀(jì)新光源，有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈之后的第四代光源。
LED 產(chǎn)業(yè)鏈包括哪幾部分？ LED 產(chǎn)業(yè)鏈主要包括 4 個部分： LED 外延片、 LED 芯片制造、 LED 器件封裝和產(chǎn)品應(yīng)用，此外，還包括相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)。 一般來說，外延屬于 LED 產(chǎn)業(yè)鏈的上游，芯片屬于中游，封裝和應(yīng)用屬于下游。上游屬于資本、技術(shù)密集型的領(lǐng)域，而中游和下游的進入門檻則相對較低。
LED 分光機是根據(jù)切割、封裝完成后的LED 的透光度的不同，進行分揀的設(shè)備（見圖1 ）。
隨著LED 的需求量的增加，要求LED 設(shè)備的產(chǎn)能逐漸提高。目前LED 分揀設(shè)備要求實現(xiàn)的分揀速度基本在15k/ 小時。檢測LED 透光度并判斷的時間大約是100ms ，LED 由機械手抓取，高速起停進行LED 的分揀。旋轉(zhuǎn)工位是16 的馬達，旋轉(zhuǎn)22.5 度并定位的時間是小于40ms 。使用機械凸輪結(jié)構(gòu)傳動，在使用很短時間就會造成機械精度的磨損，導(dǎo)致分光不準(zhǔn)確。目前在日本( 日亞化學(xué)NICHA 、TESEC 、上野精機UENO 等 ）生產(chǎn)的LED 分光機大多使用日機電裝Nikkidenso 直接驅(qū)動伺服作為LED 分光的轉(zhuǎn)動傳動機構(gòu)。
日機電裝DD 馬達原理介紹
DD motor 從字面上理解是直接驅(qū)動馬達（direct drive ），但實際上它并非是普通的馬達，而是一種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，高精度，高性能的特殊結(jié)構(gòu)交流伺服馬達。
LED 分揀設(shè)備使用DD 馬達作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動具有以下特點：
·間隙誤差被消除。普通的傳動機構(gòu)由于有減速機、聯(lián)軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環(huán)節(jié)，間隙誤差是肯定無法避免的，尤其是對于長時間運轉(zhuǎn)所造成的機械磨損更是無法補償。DD 馬達恰恰能很好的解決以上的問題，由于DD 直接驅(qū)動的安裝方式，誤差被減為最少；而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差，達到最理想的控制精度。（圖2 ）
· 高解析度和高定位精度。Nikkidenso DD 馬達選配的編碼器分辨率很高，解析度為10 ，240 ，000ppr ，電器控制精度高，已經(jīng)超過普通伺服的控制精度幾個數(shù)量級。由于制作相當(dāng)精密，最終的絕對精度控制一般可以達到15 秒以內(nèi)。（圖3 ）
高剛性，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效率高。DD 馬達的剛性強，與負(fù)載結(jié)合后特性硬，對于其驅(qū)動器要求更高。最新型的VCII 驅(qū)動器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。DD 馬達的動子是永久磁鐵，可以產(chǎn)生恒定磁場，在單位電流下能夠產(chǎn)生最大的扭矩輸出。在停止定位的時候由于永久磁場，因此能夠在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)精確定位，小于20ms 的時間可以把位置固定（圖4 ）。馬達中空獨特設(shè)計不但減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機械結(jié)構(gòu)會更加緊湊，使用效率比較其他方式更高。
圖4
下面表示每22.5 度（16 工位）以20ms 來定位旋轉(zhuǎn)(10 脈沖以下）
停止時間40ms 下的波形圖。
圖5
日機電裝DD 馬達在LED 分選機設(shè)備的電氣控制方法
目前LED 分揀設(shè)備在平臺旋轉(zhuǎn)上應(yīng)用采用 plc 控制，即plc 只提供輸入輸出點，在接受到傳感器信號后，輸出一個高電平給DD 馬達的驅(qū)動器，驅(qū)動器通過事先在內(nèi)部設(shè)定好的命令，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度、歸原點運動。下面簡單介紹一下日機電裝VCII 型驅(qū)動器是如何實現(xiàn)通過輸入點的不同切換從而實現(xiàn)內(nèi)部指令旋轉(zhuǎn)功能。
開發(fā)分選機為什么選擇日機電裝 NIKKIDENSO DD 馬達：
1、 日機電裝作為 DD 馬達行業(yè)的開拓者，根據(jù)客戶使用要求專門定制 DD 馬達，現(xiàn)在分選機行業(yè)已成標(biāo)準(zhǔn)品，即分選機行業(yè)專用規(guī)格。
2、 日機電裝開發(fā)的分選機行業(yè)專用規(guī)格特點： 1 、行業(yè)速度最快 16rps 、采用內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子慣量最小，響應(yīng)最快 3 、整定時間短 1ms
3、 提供整套解決方案，包括主軸、輔軸、 Z 軸直線運動
4、 在日本已經(jīng)實現(xiàn) 45kUPH 速度，而且長期穩(wěn)定工作
結(jié)束語
在LED 產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，也有類似微電子領(lǐng)域的摩爾定律。安捷倫的前任技術(shù)科學(xué)家roland haitz 預(yù)測，LED 的價格每十年將為原來的10 分之一，性能則提高20 倍，這個預(yù)測后來被業(yè)界稱為haitz 定律。正是這個預(yù)測，給未來的LED 產(chǎn)業(yè)帶來了無限廣闊的前景。而中國本土化的LED 設(shè)備在技術(shù)、性能上相對國外產(chǎn)品有一定的差距，使得一些擁有先進技術(shù)裝備的國外專業(yè)LED 設(shè)備廠商瞄準(zhǔn)這一商機，紛紛將設(shè)備打入中國市場甚至在中國投資建廠。但為了奪回這一市場，國內(nèi)生產(chǎn)商也在加大研發(fā)力度向高檔次領(lǐng)域發(fā)展。上海奧茵紳機電科技有限公司以引進先進技術(shù)，提升制造業(yè)水平為使命，最早將DD 馬達引進到國內(nèi)LED 設(shè)備，并形成規(guī)模生產(chǎn)，國內(nèi)廠商也在逐步應(yīng)用此項技術(shù)。隨著國內(nèi)經(jīng)濟快速發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。奧茵紳公司希望架起技術(shù)的橋梁，更多地將國外成熟的應(yīng)用技術(shù)提供給行業(yè)中人分享。
