羅升橫河DD馬達在LCD玻璃劃片機的應用

      本文介紹了LCD生產工藝流程,玻璃劃片機的構架、技術特點,以及羅升橫河DD馬達的結構特點,適合于LCD玻璃激光劃片機的應用,并且展望了LCD設備在國內的發展方向。

       LCD為英文Liquid Crystal Display的縮寫,即液晶顯示器,是一種數字顯示技術,可以通過液晶和彩色過濾器過濾光源,在平面面板上產生圖像。 當前LCD液晶顯示器正處于發展的鼎盛時代,技術發展非常迅速,已由最初的TN-LCD(扭曲向列相),發展到STN-LCD(超扭曲向列相),再到當前的TFT-LCD(薄膜晶體管)。LCD現已發展成為技術密集、資金密集型的高新技術產業。液晶顯示器主要由ITO導電玻璃、液晶、偏光片、封接材料(邊框膠)、導電膠、取向層、襯墊料等組成。液晶顯示器制造工藝流程就是這些材料的加工組合過程。液晶顯示器的制造是在潔凈室環境下進行的,在工藝上可以大體分成清洗與干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶、目測、電測、貼片、上引線及包裝等工序。 
 

圖1 重復定位精度測量
       LCD玻璃劃片機介紹玻璃切割機是用于切割玻璃基板的自動化設備。此設備自動化程度較高:具有自動對位；自動判斷切割位置是否正確；自動尋找切割零位并按設置調整切割深度；切割運動平穩、振動小、速度高；工作臺可進行90度往返擺動末實現X、Y向的雙向切割。此設備采用PLC作為主控制系統,抗干擾能力強、故障率低；觸摸屏作為機器參數及切割參數輸入的人機界面,信息豐富；按鈕按鍵及腳踏開關作為切割操作面板。 玻璃切割機的切割方式:切割頭進行低振動X向運動,由左向右單向切割；工作臺作精確的Y向切割間距進給運動,并可進行精確的90度往返擺動,實現X、Y雙向切割。基板防置及對位方式:按規定輸入切割數據后,基板的放置位置就由機器確定下來,將基板對位標記放入視場即可。
 

圖2 橫河永久磁鐵式DD馬達與伺服型DD馬達扭矩曲線比較
      羅升橫河DD馬達結構與性能特點LCD玻璃切割設備使用DD馬達作為切割玻璃的旋轉驅動具有以下特點。
1.間隙誤差被消除普通的傳動機構由于有減速機、聯軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環節,間隙誤差是肯定無法避免的,尤其是對于長時間運轉所造成的機械磨損更是無法補償。DD馬達恰恰能很好的解決以上的問題,由于DD直接驅動的安裝方式,誤差被減為最少；而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差,達到最理想的控制精度。
2.高解析度和高定位精度DYNASERV DD馬達選配的編碼器分辨率很高,DM1A的解析度為4,096,000PPR,電器控制精度高,已經超過普通伺服的控制精度幾個個數量級。由于制作相當精密,最終的絕對精度控制一般可以達到15s以內,如圖1所示。
3.高剛性,結構緊湊,使用效率高DD馬達的剛性很強,與負載結合后特性很硬,對于其驅動器要求更高。     

       新型DYNASERV驅動器可以提供在線增益調試和共振濾波。橫河DD馬達的定子是永久磁鐵,可以產生恒定磁場,在單位電流下能夠產生最大的扭矩輸出。羅升橫河DD馬達和輸出同等扭矩的伺服型DD馬達相比,電功率消耗低,發熱量少。在低速下能夠保持恒定扭矩輸出,不會產生低速下扭矩的死區,如圖2所示。在停止定位的時候由于永久磁鐵產生的永久磁場,因此能夠在更短的時間內實現精確定位,小于20ms的時間可以把位置固定,如圖3所示。馬達中空獨特設計不但減輕了自身慣量,也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機械結構會更加緊湊,使用效率比較其他方式最高。
 

圖3 定位完成曲線
      電氣控制方法目前LCD玻璃劃片機在平臺旋轉上應用采用PLC控制,即PLC只提供輸入輸出點,在接受到傳感器信號后,輸出一個高電平給DD馬達的驅動器,驅動器通過事先在內部設定好的命令,實現旋轉90度、-90度、歸原點運動。下面簡單介紹一下橫河GIII型驅動器是如何實現通過輸入點的不同切換從而實現內部指令旋轉功能。
1.在驅動器內部編寫運行列表橫河GIII驅動器的運行列表有很多種類。可以在內部實現相對位置點到點運行、絕對位置點到點、Homing功能、改變參數等。通過不同的輸入點編碼的切換,就可以運行不同的table號碼,簡單實現運動控制。LCD切割設備上都是通過table date功能實現。橫河GIII驅動器一共有60組table可以進行任意設置與編輯。以絕對位置點到點為例子,可以設定加、減速類型、加減速時間,運行速度以及目標位置等參數,以符合設備的要求。
2. 輸入點邏輯切換GIII驅動器有12個輸入點可以使用,其邏輯與定義可以任意改變,功能包括 servo-on、start、stop、連續運行、輸入點選擇等。這里的應用要使用輸入點選擇,即CODE_1、CODE_2、等,根據需要執行的table號碼,比如設定的004號table執行的命令是正向旋轉90度,只要設定inpit1、input2、input3,3個輸入點就可以對table選擇進行編碼,004對應的是100,即input3為高電平,其它為低電平,就旋轉了004號table。輸入點servo-on、start、stop也是必不可少的,servo-on之后然后start,這樣就會完成正向900的運行。

        羅升橫河DD馬達使用的GIII驅動器控制性能較強,不需要脈沖定位,直接使用驅動器內部的定位指令,外部接受I/O點觸發。不僅在控制結構上節省了PLC的脈沖發出模塊,而且實現了較高的抗干擾能力。完全采用內部指令控制,不會出現脈沖丟失的現象,實現了精確定位。總結從世界范圍來看,液晶顯示產業方興未艾,發展勢頭正旺。預計今后十年、二十年液晶顯示器都將是平板顯示的主流產品。我國的液晶顯示行業盡管也走過了十年多,有一定的基礎,但是與先進國家地區相比,差距還較大。羅升企業以引進先進技術,提升制造業水平為使命,最早將DD馬達引進到國內LCD設備生產廠商,并形成規模生產,國內廠商也在逐步應用此項技術。隨著國內經濟快速發展,越來越多的高新技術被應用到工業領域。