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英威騰DA200伺服在LED分光機上的應用

發布時間:2019-03-19點擊量:

【摘要】本文主要介紹英威騰伺服憑借其高精度、高響應、高價值的強大成果及定制化服務,乐成地應用在了LED分光機上,贏得了客戶的高度認可。

【關鍵字】英威騰伺服;位置精度;響應速度;速度觀測器

1 项目配景
深圳是全國LED的重要生産基地和貿易中心,已有較完整的産業鏈和配套能力,在猛烈的市場競爭中,同行間都在拼價格、拼效率。在這樣的配景下,深圳某公司的焦点産品SMD-LED全自動分光機,自然就成爲了改造對象,分光機的焦点系統---伺服系統就成爲最先要改進的部分。英威騰憑借在工業自動化領域多年累積的專業經驗和知名度,DA200伺服乐成入圍並在測試中取得良好成效。
在生产效率日益增长的今天,原有40k/h的分光机已不能满足市场需求。客户需要更快的速度及更高的稳定性满足生产需求。深入了解了客户的工艺和需求后,针对转盘惯量大、对刚性要求高的特点,英威腾技能人员通过科学精确的盘算,开创性的为该行业定制了专用马达,并选用了DA200系列高性能伺服驅動器以满足并凌驾客户预期效果。英威腾伺服因其极高的响应速度,富厚的I/O成果、成果强大的调试软件等特点,给客户留下了深刻的印象。

2 项目方案
2.1伺服選型及特點講解
LED分光机对位置精度及响应时间要求非常苛刻。在整个机台中,要害有两个工位:转盘轴和检测轴。转盘轴要求高刚性、高速度、高响应,其他伺服品牌选送的都是750W轻惯量的马达,刚性提升空间有限。英威腾技能人员通过科学精确的盘算,开创性的为该行业定制了专用马达,并选用了DA200系列高性能伺服驅動器配合先进的算法,以满足并凌驾客户预期效果。通过定制化的大扭矩伺服马达,使得该轴的刚性有了显著的提升,静止时(serve on)用手触摸,没有任何振感,客户对英威腾这个效果非常满意。英威腾选用的DA200系列伺服搭配23Bit(8388608PPR)绝对值编码器,可以满足设备高精度定位控制和稳低速运转时的应用需求。实际调试的结果是指令时间11.875ms,转盘轴伺服定位完成13ms,整定时间不到2ms,滞留脉冲为0个pulse,好过客户要求的整定时间5ms,位置误差2个pulse。
時間就是金錢,這句話在LED行業更能體現效率的重要性。充实利用英威騰DA200伺服優越的響應性能,拉高馬達的頻寬,使得設備的整體運行達到最佳的狀態。

2.3分度盤電機設計:

a.決定加減速時間

加減速時間以定位時間的50%效率最高:

b.電機轉速


c.計算負載轉矩

因爲摩擦負載極小,故忽略:

d.計算電機軸加快轉矩(克服慣量)

e.加快轉矩

f.必須轉矩

*宁静系数 S=1


g.額定轉矩

其中假定其過程只有加減速階段,無勻速階段,公式簡化爲:

h.負荷與電機慣量比

根據以上數據定制專用電機,在實踐應用中也證實與計算數據根本相符。

3 工艺流程
LED分光機主要用于LED産品光色一致性的檢測和分光,配有精密的光譜阐发儀,具有高智能性,可自動檢測出不合格産品並將之吹入廢料盒,系統架構是由圓形振動盤與平行振動軌道負責送料,以吸嘴將LED送至轉盤,經由測試站量測光電特性之後,系統會根據量測儀器的測試結果,透過分料機構將LED送至所屬之落料盒。

图1 工艺流程图
送料機構把料送到牢固位→吸料機構把料送到轉盤上的工位1→轉盤轉動一個角度把料送到工位2→檢測機構下來事情收罗相關數據→轉盤再把檢測後的料送到工位3→高壓氣槍把料吹入收集箱(收集箱會根據檢測的結果,事先確定好收集管的位置)。

图2 设备电控配置示意图

图3 设备示意图


分光機産品參數

見微知著,來詳細了解産品的技術參數吧

電性測試參數

序號

測量電性參數

測試條件範圍

測試辨别率

1

排向電壓POL

0.001—500MA

1mV

2

正向電壓VF

0.001—500MA

1MV

3

反向電流IR

0.1V—20V

0.1?A

4

正向電流IF

0.1V—20V

0.01 mA

5

反向電壓VR

1-1000?A

1MV

光學測試參數

序號

光電測試參數

測試範圍

重複測試精度

1

色度坐標XYZ

CIE1931&1964XYZ

可見光範圍標准

±0.001

2

主波λd

380nm-780nm

±0.3mm

3

峰值波長λp

350nm-1000nm

可根據客戶要求配置

±0.8mm

4

半波寬λd

350nm-1000nm

可根據客戶要求配置

±0.5mm

5

色純度PUR

PUR

±0.01

6

光強MCD

可見光/紅外光

±5%

7

相關色溫CCT

?rd

1000K—40000K

±0.8%

8

光通量ФV

(單位mlm

根據衰減的衰減率

和積分球內徑定

±0.6%

主體技術參數

分光系統

自主研發,獨立知識産權

分級能力

132BIN264BIN

最大産能

40Kh

BIN

95%

測試站數

1

供電電源

AC220V 50Hz 10A

氣壓

0.45-0.50Mpa

真空來源

內置進口真空泵

功率

2.30Kw

外形尺寸

1220mm x 770mm x 1860mm

重量

460Kg

*客户希望能将最大産能提高到65K/h以上。


4.伺服參數調整
A.使用提高剛性及速度前饋版
1)調整慣量,觀察R0.51實際慣量值
2)提高剛性至21左右
3)提高速度增益。速度增益與積分乘積在500~900之間。
4)加前饋,至56%
5)使用濾波器陷波

波形效果圖

效果:比較好,但從波形上可以觀察13.3ms完成後動作後還有波動,使用高速攝像頭觀測到14ms完成但還是會有略微的抖動。

B.專家調試-使用速度觀測器版
1)先調慣量,把慣量比設定好,可以實時觀察R0.51進行調整。
2)然後將速度環增益向上調,調至出現振動了,觀察轉矩波動可以得到振動頻率,使用陷波濾波器抑制。(超過1KHz以上可以把深度加深爲0,Q值爲1)
3)轉矩穩定後,把速度觀測器打開。逐步提高速度觀測器增益(不振爲止)。
4)速度觀測器增益提高之後,速度環增益就可以大幅上調了,可以50Hz往上加,直至不振爲止。
5)提高了速度增益後,提高位置增益,讓最後幾個脈沖快速收尾。一般速度增益提高之後位置增益在1.5倍範圍內提高。

部分參數

波形效果圖(滞留脉冲)

5 项目总结:
使用速度觀測器後:
- 增益得到极大提高,响应快,整定时间只有2ms;
- 噪声减小,声音明显变得清脆;
- 负载率变低,电机温度明显下降;
- 每小时最大速度达72K(还可以更高),凌驾其机器速度上限;
經過兩個多月的測試,設備運行情況良好,産品制品率高,設備的事情效率提高了80%(從40K提高至72K)。英威騰DA200伺服以其高精度、高應答、高價值的強大成果,贏得了客戶的高度認可。隨著LED市場需求的進一步加大,LED制造設備的需求量也會同比增長,英威騰伺服在分光機上的乐成應用,爲英威騰更多産品進入這個行業奠定堅實基礎。