· 日機(jī)電裝DD
上海奧茵紳機(jī)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(dá)在分選設(shè)備中的關(guān)鍵作用，LED 分選機(jī)在LED 制造過程中的工序位置，分 選機(jī)的現(xiàn)狀（大都使用分割器，精度低，速度低），日機(jī)電裝為分選機(jī)行業(yè)專門開發(fā)的DD 馬達(dá)的特點(diǎn)和優(yōu)勢、高效、低振動(dòng)。隨著客戶對(duì)精度和效率的要求，直驅(qū)馬達(dá)勢必成為分選機(jī)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(jī)、日機(jī)電裝DD 馬達(dá)、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(jī)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(diǎn)。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(jī)等。 “十一五”期間的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)是達(dá)到年產(chǎn)500 億只的能力，實(shí)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(shí)現(xiàn)藍(lán)、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(hào)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(jì)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(dá)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(jìn)入照明市場的必由之路。LED 被譽(yù)為21 世紀(jì)新光源，有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)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(gè)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(jìn)入門檻則相對(duì)較低。
LED 分光機(jī)是根據(jù)切割、封裝完成后的LED 的透光度的不同，進(jìn)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(shí)現(xiàn)的分揀速度基本在15k/ 小時(shí)。檢測LED 透光度并判斷的時(shí)間大約是100ms ，LED 由機(jī)械手抓取，高速起停進(jìn)行LED 的分揀。旋轉(zhuǎn)工位是16 的馬達(dá)，旋轉(zhuǎn)22.5 度并定位的時(shí)間是小于40ms 。使用機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)傳動(dòng)，在使用很短時(shí)間就會(huì)造成機(jī)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(jī)UENO 等 ）生產(chǎn)的LED 分光機(jī)大多使用日機(jī)電裝Nikkidenso 直接驅(qū)動(dòng)伺服作為LED 分光的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
日機(jī)電裝DD 馬達(dá)原理介紹
DD motor 從字面上理解是直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)（direct drive ），但實(shí)際上它并非是普通的馬達(dá)，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(dá)。
LED 分揀設(shè)備使用DD 馬達(dá)作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)具有以下特點(diǎn)：
·間隙誤差被消除。普通的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于有減速機(jī)、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(duì)于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的機(jī)械磨損更是無法補(bǔ)償。DD 馬達(dá)恰恰能很好的解決以上的問題，由于DD 直接驅(qū)動(dòng)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(shí)修正誤差，達(dá)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(dá)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(gè)數(shù)量級(jí)。由于制作相當(dāng)精密，最終的絕對(duì)精度控制一般可以達(dá)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(dá)的剛性強(qiáng)，與負(fù)載結(jié)合后特性硬，對(duì)于其驅(qū)動(dòng)器要求更高。最新型的VCII 驅(qū)動(dòng)器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。DD 馬達(dá)的動(dòng)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(shí)候由于永久磁場，因此能夠在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確定位，小于20ms 的時(shí)間可以把位置固定（圖4 ）。馬達(dá)中空獨(dú)特設(shè)計(jì)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(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)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(shí)間40ms 下的波形圖。
圖5
日機(jī)電裝DD 馬達(dá)在LED 分選機(jī)設(shè)備的電氣控制方法
目前LED 分揀設(shè)備在平臺(tái)旋轉(zhuǎn)上應(yīng)用采用 plc 控制，即plc 只提供輸入輸出點(diǎn)，在接受到傳感器信號(hào)后，輸出一個(gè)高電平給DD 馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器通過事先在內(nèi)部設(shè)定好的命令，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度、歸原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。下面簡單介紹一下日機(jī)電裝VCII 型驅(qū)動(dòng)器是如何實(shí)現(xiàn)通過輸入點(diǎn)的不同切換從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部指令旋轉(zhuǎn)功能。
開發(fā)分選機(jī)為什么選擇日機(jī)電裝 NIKKIDENSO DD 馬達(dá)：
1、 日機(jī)電裝作為 DD 馬達(dá)行業(yè)的開拓者，根據(jù)客戶使用要求專門定制 DD 馬達(dá)，現(xiàn)在分選機(jī)行業(yè)已成標(biāo)準(zhǔn)品，即分選機(jī)行業(yè)專用規(guī)格。
2、 日機(jī)電裝開發(fā)的分選機(jī)行業(yè)專用規(guī)格特點(diǎn)： 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(shí)間短 1ms
3、 提供整套解決方案，包括主軸、輔軸、 Z 軸直線運(yùn)動(dòng)
4、 在日本已經(jīng)實(shí)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(jià)格每十年將為原來的10 分之一，性能則提高20 倍，這個(gè)預(yù)測后來被業(yè)界稱為haitz 定律。正是這個(gè)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(duì)國外產(chǎn)品有一定的差距，使得一些擁有先進(jìn)技術(shù)裝備的國外專業(yè)LED 設(shè)備廠商瞄準(zhǔn)這一商機(jī)，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(jī)電科技有限公司以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提升制造業(yè)水平為使命，最早將DD 馬達(dá)引進(jìn)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(xiàng)技術(shù)。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)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。
