横河DD马达在LED分光机的应用

　　led发展前景与led分拣设备介绍

　　led是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，国产红、绿、橙、黄的led产量约占世界总量的12%，“十一五”期间的产业目标是达到年产500亿只的能力，实现超高亮度的led外延片和芯片的大生产，年产10亿只以上红、橙、黄超高亮度led管芯，突破材料的关键技术，实现蓝、绿、白的led的中批量生产。led的发光效率增长100倍，成本下降10倍，广泛用于大面积图文显示全彩屏，状态指示、标志照明、信号显示、液晶显示器的背光源，汽车组合尾灯及车内照明等等方面，其发展前景吸引全球照明大厂家都先后加入led光源及市场开发中。极具发展与应用前景的是白光led，用作固体照明器件的经济性显著，且有利于环保。世界年增长率在20%以上据预测，到2009年国际上led的市场需求量约为3000亿只，销售额达1000亿美元。功率型led优异的散热特性与光学特性更能适应普通照明领域，被学术界和产业界认为是led进入照明市场的必由之路。led被誉为21世纪新光源，有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。

　　led分光机是根据切割、封装完成后的led的透光度的不同，进行分拣的设备(见图1)。

　　随着led的需求量的增加，要求led设备的产能逐渐提高。目前led分拣设备要求实现的分拣速度基本在15k/小时。检测led透光度并判断的时间大约是100ms，led由机械手抓取，高速起停进行led的分拣。旋转工位是12的马达，旋转30度并定位的时间是小于100ms。使用机械凸轮结构传动，在使用很短时间就会造成机械精度的磨损，导致分光不准确。目前在日本生产的led分光机大多使用直接驱动伺服作为led分光的转动传动机构。

　　横河dd马达原理介绍

　　dd motor从字面上理解是直接驱动马达(direct drive)，但实际上它并非是普通的马达，而是一种结构非常复杂，高精度，高性能的特殊结构交流马达。

　　led分拣设备使用dd马达作为旋转驱动具有以下特点：

　　·间隙误差被消除。普通的传动机构由于有减速机、联轴器、齿轮、皮带或丝杠等中间环节，间隙误差是肯定无法避免的，尤其是对于长时间运转所造成的机械磨损更是无法补偿。dd马达恰恰能很好的解决以上的问题，由于dd直接驱动的安装方式，误差被减为最少;而且它的伺服特性也可以随时修正误差，达到最理想的控制精度。(图2)

　　·高解析度和高定位精度。dyna-serv dd马达选配的编码器分辨率很高，dm1a的解析度为4，096，000ppr，电器控制精度高，已经超过普通伺服的控制精度几个个数量级。由于制作相当精密，最终的绝对精度控制一般可以达到15秒以内。(图3)

　　高刚性，结构紧凑，使用效率高。dd马达的刚性很强，与负载结合后特性很硬，对于其驱动器要求更高。最新型的dynaserv驱动器可以提供在线增益调试和共振滤波。横河dd马达的定子是永久磁铁，可以产生恒定磁场，在单位电流下能够产生最大的扭矩输出。横河dd马达和输出同等扭矩的伺服型dd马达相比，电功率消耗低，发热量少。在低速下能够保持恒定扭矩输出，不会产生低速下扭矩的死区(图4)。在停止定位的时候由于永久磁铁产生的永久磁场，因此能够在更短的时间内实现精确定位，小于20ms的时间可以把位置固定(图5)。马达中空独特设计不但减轻了自身惯量，也给客户提供了更多的安装形式。组合后的机械结构会更加紧凑，使用效率比较其他方式最高。

　　横河dd马达在led玻璃切割划片机的电气控制方法

　　目前led分拣设备在平台旋转上应用采用plc控制，即plc只提供输入输出点，在接受到传感器信号后，输出一个高电平给dd马达的驱动器，驱动器通过事先在内部设定好的命令，实现旋转角度、归原点运动。下面简单介绍一下横河giii型驱动器是如何实现通过输入点的不同切换从而实现内部指令旋转功能。

　　·在驱动器内部编写运行列表。

　　横河giii驱动器的运行列表有很多种类。可以在内部实现相对位置点到点运行、绝对位置点到点、homing功能、改变参数等。通过不同的输入点编码的切换，就可以运行不同的table号码，简单实现运动控制。横河giii驱动器一共有60组table可以进行任意设置与编辑。图6可编写table列表。以绝对位置点到点为例子，可以设定加、减速类型、加减速时间，运行速度以及目标位置等参数，以符合设备的要求。

　　·输入点逻辑切换

　　giii驱动器有12个输入点可以使用，其逻辑与定义可以任意改变(见图7)，功能包括servo-on、start、stop、连续运行、输入点选择等。这里的应用要使用输入点选择，即code_1、code_2、等，根据需要执行的table号码，比如设定的004号table执行的命令是正向旋转90°，只要设定inpit1、input2、input3，3个输入点就可以对table选择进行编码，004对应的是100，即input3为高电平，其它为低电平，就旋转了004号table。输入点servo-on、start、stop也是必不可少的，servo-on之后然后start，这样就会完成正向90度的运行。

　　横河dd马达使用的giii驱动器控制性能较强，不需要脉冲定位，直接使用驱动器内部的定位指令，外部接受i/o点触发。不仅在控制结构上节省了plc的脉冲发出模块，而且实现了较高的抗干扰能力。完全采用内部指令控制，不会出现脉冲丢失的现象，实现了精确定位。

　　结语

　　在led产业领域，也有类似微电子领域的摩尔定律。安捷伦的前任技术科学家roland haitz预测，led的价格每十年将为原来的10分之一，性能则提高20倍，这个预测后来被业界称为haitz定律。正是这个预测，给未来的led产业带来了无限广阔的前景。而中国本土化的led设备在技术、性能上相对国外产品有一定的差距，使得一些拥有先进技术装备的国外专业led设备厂商瞄准这一商机，纷纷将设备打入中国市场甚至在中国投资建厂。但为了夺回这一市场，国内生产商也在加大研发力度向高档次领域发展。罗升企业以引进先进技术，提升制造业水平为使命，最早将dd马达引进到国内led设备，并形成规模生产，国内厂商也在逐步应用此项技术。随着国内经济快速发展，越来越多的高新技术被应用到工业领域。罗升公司希望架起技术的桥梁，更多地将国外成熟的应用技术提供给行业中人分享。