探討研祥EPE總線產(chǎn)品IPC-820整機(jī)在自動(dòng)化LED固晶機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、 系統(tǒng)概述

在大力推動(dòng)節(jié)能減排、積極應(yīng)對(duì)氣候變化的形勢(shì)下，我國(guó)提出了單位GDP能耗降低、主要污染物排放減少的目標(biāo)，與此同時(shí)，很多國(guó)家紛紛出臺(tái)淘汰白熾燈路線圖，我國(guó)也將會(huì)于2016年全面禁止各種瓦數(shù)的白熾燈市面銷售，這無(wú)疑給我國(guó)的LED推廣及普及應(yīng)用提供了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。

作為目前zui受矚目的新一代光源，LED因其高亮度、低熱量、長(zhǎng)壽命、無(wú)毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)，被稱為是21世紀(jì)zui有發(fā)展前景的綠色照明光源。我國(guó)的LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，現(xiàn)已形成上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚(yáng)州和石家莊7個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于景觀照明和普通照明領(lǐng)域，我國(guó)已成為世界*大照明電器國(guó)和第二大照明電器出口國(guó)；雖然LED行業(yè)面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)、核心技術(shù)受制于人、產(chǎn)學(xué)研松散、標(biāo)準(zhǔn)體系不完備的嚴(yán)峻格局，但是政府招標(biāo)如火如荼、禁白補(bǔ)貼大步邁進(jìn)、上游技術(shù)國(guó)產(chǎn)化突破、下游管道猛烈進(jìn)展……也讓該行業(yè)看到了未來(lái)的光明。

LED產(chǎn)業(yè)鏈的中游封裝技術(shù)（固晶機(jī)、焊線機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)等）基本掌握在大陸和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的企業(yè)手中，減少人力、提高產(chǎn)品一致性、提高產(chǎn)品質(zhì)量、更適合大批量、降低成本、提高效率成為這些企業(yè)追求的目標(biāo)，而自動(dòng)化的設(shè)備為這些企業(yè)提高效率、降低成本、提高產(chǎn)品的一致性提供了有效保障，從而切實(shí)有效的提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，尤其是要提高產(chǎn)品精度，不使用自動(dòng)化，根本就無(wú)法滿足需要。

二、 系統(tǒng)要求

1.整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備要求長(zhǎng)時(shí)間工作，由主控設(shè)備來(lái)控制整機(jī)設(shè)備的運(yùn)行，對(duì)主控設(shè)備的可靠性要求較高，主控設(shè)備一般采用工控機(jī)，商用機(jī)一般不會(huì)考慮；

2.主控設(shè)備安裝于高速、的自動(dòng)化的終端設(shè)備中，終端設(shè)備一般放置于LED顆粒封裝廠工作車間內(nèi)，且?guī)в蠿、Y、Z軸控制馬達(dá)、吸晶擺臂機(jī)械手自動(dòng)輸送系統(tǒng)、自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，受振動(dòng)、灰塵等惡劣環(huán)境影響較大；

3.因?yàn)樾枰B接網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，一般需要2-4個(gè)網(wǎng)口；

4.因?yàn)橐獢U(kuò)展一些應(yīng)用卡，需要1-2個(gè)PCI擴(kuò)展槽位；

5.因?yàn)橐{(diào)試設(shè)備、設(shè)置參數(shù)、顯示結(jié)果、接外設(shè)等，所以VGA接口、PS2接口、COM接口、USB接口是必須的；

6.應(yīng)用程序全中文界面、操作簡(jiǎn)單，要求操作系統(tǒng)一般為Windows XP； 

7.主控系統(tǒng)要完成信息的采集、處理、分析、傳輸通信等功能，CPU性能不能太低，但是一般也不要求太高，適用即可。

三、 系統(tǒng)描述

固晶機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)一般采用基于PCI總線的運(yùn)動(dòng)控制卡與工控機(jī)相結(jié)合的方案，氣動(dòng)部分和機(jī)器視覺部分也是通過(guò)PCI總線實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)圖像識(shí)別系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制和氣動(dòng)抓取等模塊系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了基于機(jī)器視覺的自動(dòng)LED固晶控制的全自動(dòng)高速固晶功能，采用了模糊控制算法和高精度數(shù)字伺服控制方式，實(shí)現(xiàn)了固晶機(jī)控制中多軸、運(yùn)動(dòng)時(shí)序配合、高精度、高速度的運(yùn)功控制。系統(tǒng)以Windows為平臺(tái)，采用了可視化用戶界面程序，人機(jī)界面友好。

LED固晶機(jī)的主要功能是實(shí)現(xiàn)LED晶片的自動(dòng)鍵合和缺陷晶片的檢測(cè)，在把晶片從晶片盤吸取后，貼裝到PCB上去。由上料機(jī)構(gòu)把PCB板傳送到工作臺(tái)夾具上的工作位置，再由點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)將PCB板上需要鍵合的晶片的位置點(diǎn)膠， 然后鍵合擺臂從原點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)到吸取晶片的位置，晶片放置在薄膜支撐的擴(kuò)張器晶盤上，鍵合臂到位后鍵合臂吸嘴向下運(yùn)動(dòng)頂針向下運(yùn)動(dòng)頂起晶片，在拾取晶片后鍵合臂返回原點(diǎn)位置（漏晶檢測(cè)位置），鍵合臂在從原點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)到鍵合臂位置，吸嘴向下鍵合晶片后鍵合臂再次返回原點(diǎn)位置，這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的固晶節(jié)拍。當(dāng)一個(gè)節(jié)拍運(yùn)行完成后，由機(jī)器視覺系統(tǒng)檢測(cè)到晶片下一個(gè)位置的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳送給晶片盤的電機(jī)，電機(jī)走完相應(yīng)的距離后使晶盤的下一個(gè)晶片到達(dá)鍵合臂拾取晶片位置。PCB板的點(diǎn)膠鍵合位置也完成同樣類似的過(guò)程，直到PCB上所有的點(diǎn)膠位置都固晶完畢，再由傳送機(jī)構(gòu)把固晶后PCB板從工作臺(tái)移走，并裝上新的PCB板開始下一輪工作循環(huán).....。

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