LED貼片機的X、Y、Z軸的原理
X-Y 定位系統是評價貼片機精度的主要指標，它包括傳動機構和伺服系統;貼片速度的提高意味著X-Y 傳動機構運行速度的提高而發熱，而滾珠絲桿是主要的熱源，其熱量的變化會影響貼裝精度，最新研制的X-Y 傳動系統在導軌內設有冷卻系統;在高速貼片機中采用無磨擦線性馬達和空氣軸承導軌傳動，運行速度做得更快。 X-Y 伺服系統(定位控制系統) 由交流伺服電機驅動，並在傳感器及控制系統指揮下實現精確定位，因此傳感器的精度起關鍵作用。位移傳感器有園光柵編碼器、磁柵尺和光柵尺。 1. 園光柵編碼器園光柵編碼器的轉動部位上裝有兩片園光柵，園光柵由玻璃片或透明塑料制成，並在片上鍍有明暗相間的放射狀鉻線，相鄰的明暗間距稱為壹個柵節，整個園周總柵節數為編碼器的線脈沖數。鉻線的多少也表示精度的高低。其中壹片光柵 固定在轉動部位作指標光柵，另壹片則隨轉動軸同眇運動並用來計數，因此指標光柵與轉動光柵組成壹對掃描系統，相當於計數傳感器。園光柵編碼器裝在伺服電機中，它可測出轉動件的位置、角度及角加速度，它可以將這些物理量轉換為電信號輿給控制系統。編碼器能記錄絲桿的放置數並將信息反饋給比較器，直至符合被線性量。該系統抗幹擾性強，測量精度取決於編碼器中光柵盤上的光柵數及溢珠絲桿導軌的精度。 2.磁柵尺 由磁柵尺和磁頭檢測電路組成，利用電磁特性和錄磁原理對位移進行測量。磁柵尺是在非導磁性標尺基礎上采用化學塗覆或電鍍工藝在非磁性標尺上沈積壹層磁性膜(壹般10～20um)在磁性膜上錄制代 表壹定年度具有壹定波長的方波或正弦波磁軌跡信號。磁頭在磁柵尺上移動和讀取磁恪，並轉變成電信號輸入到控制電路，最終控制AC伺服電機的運行。磁柵尺的優點是制造簡單、安裝方便、穩定性高、量程範圍大，測量精度高達1～5um，貼片精度壹般在0.02mm。 3.光柵尺 由光柵尺、光柵讀數頭與檢測電路組成。光柵尺是在透明下班或金屬鏡面上真空沈積鍍膜，利用光刻技術制作均勻密集條紋(每毫米100～300 條)，條紋距離相等且平等。光柵讀數頭由指示光柵、光源、透鏡及光敏器件組成，光柵尺有相同的條紋，光柵尺是根據根據物理學的莫爾條紋形成原理進行位移測量，精度高達0.1～1um，這種測量是要經過上千萬次的方式才能做到最佳，深圳市金獅王科技有限公司研發此類技術整整用了，二年時間才得出了壹個有效的原理和定義，其定位精度比磁柵尺還要高1～2 個數量級。光柵尺對環境要求比較高，特別是防塵，塵埃落在光尺上會引起貼片機故障。上述三種測量方法僅能對單軸向運動位置的偏差進行檢測，而對導軌的變形、彎曲等因素造成的正交或旋轉誤差卻無能為力。 4.Y 軸方向運行的同步性 新型貼片機X軸運行采取完全同步控制回路的雙AC伺服電機驅動系統，將內部震動降至最低，從而保證了Y 軸方向同步運行，其速度快、口音低、貼片頭運行流暢輕松。 5.X-Y 運動系統的速度控制 調整機運行速度高達 150mm/s，瞬時的啟動和停止都會產生震動和沖擊。最新的X-Y 運動系統采用模糊控制技術，運行過程中分三段控制“慢--快――慢”(“S”型)從而使運動變得柔和，也有利於貼片精度的提高，降低噪音。 6.Z 軸伺服、定位系統 在泛用機中，支撐貼片頭的基座固定在X 導軌上，Z 軸控制系統的形式有： 1. 園光柵編碼器――AC/DC 馬達伺服 2. 系統 與 X-Y 伺服定位類似，采用園光柵編碼器的AC/DC 伺服馬達-濂珠絲桿或同步機構，馬達可安裝在側位，通過齒輪轉換機構實現吸嘴在Z 軸方向的控制。 3. 圓筒凸輪控制系統 在松下MV2VB型貼片機中，吸嘴Z 方向運動就是這類，貼片時在PCB裝載臺的配合下完成貼片程序。 4.Z 軸的旋轉定位 早期采用氣缸和擋塊來實現，只能做到 0、90 度控制，現在的貼片機已直接將微型脈沖馬達安裝在貼片頭內部，以實現旋轉方向高精度控制。MSR 型的分辨率為0.072 度/脈沖，它通過高精度的詣波驅動器(減速比為30:1)，直接驅動吸嘴裝置，由於詣波驅動器具有輸入軸與輸出軸同心度高、間隙小、振動低等優點，故放置方向分辨率高達0.0024 度/脈沖。