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運(yùn)動(dòng)控制

歐姆龍“零”誤差的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)在液晶面板激光修復(fù)設(shè)備上的應(yīng)用

2025China.cn   2021年12月21日

工藝介紹

  隨著消費(fèi)者對(duì)于視聽要求的提升,電視機(jī)的尺寸越來越大,像素也隨之越來越多,導(dǎo)致出現(xiàn)像素壞點(diǎn)的幾率逐漸提高。

  面板的每個(gè)像素由紅綠藍(lán)三元色組成,目前較為常見的壞點(diǎn),是顏色亮度高于正常值的像素亮點(diǎn),例如出現(xiàn)綠色壞點(diǎn)(如下圖所示),因此需要進(jìn)行壞點(diǎn)的修復(fù)。

  目前最常見的修復(fù)手段有兩種,都是通過激光降低亮點(diǎn)像素的透光量。分為BM修復(fù)和DM修復(fù)。BM修復(fù)是通過激光熱熔像素點(diǎn)之間,間隔的黑色材料,使其覆蓋在像素點(diǎn)上,以降低其透光量;DM修復(fù)是激光直接作用在像素點(diǎn)上,使其部分碳化,降低其透光量。

  激光修復(fù)設(shè)備的基本流程:首先由相機(jī)檢測(cè)壞點(diǎn),記下坐標(biāo)后再通過激光進(jìn)行逐個(gè)修復(fù),最后由檢測(cè)系統(tǒng)查一遍。要求在上千萬,乃至上億個(gè)微小像素點(diǎn)中快速、準(zhǔn)確地找到所有壞點(diǎn),并且快速修復(fù)。

課題

  01、如何確保大型龍門機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度?

  龍門機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度,受到電機(jī)調(diào)諧的精度、龍門運(yùn)動(dòng)時(shí)的同步精度以及龍門尋零重復(fù)的精度等因素影響,可能造成最終動(dòng)作的精度不足。

  02、如何實(shí)現(xiàn)多軸插補(bǔ)時(shí),高頻率、高精度的監(jiān)測(cè)?

  目標(biāo):快速檢測(cè) 速度100mm/s,精度0.2μm

解決方案

  1、同步誤差消除

  目前較為常見的方式,主要通過兩側(cè)電機(jī)的命令位置同步,雖調(diào)試簡(jiǎn)單,可由于相互間有機(jī)械連接,會(huì)造成相互拉扯造成電機(jī)抖動(dòng)。

  因此,我們采用交叉解耦控制,通過實(shí)時(shí)糾正兩側(cè)電機(jī)反饋位置的偏差,同步性有保證,兩側(cè)電機(jī)不相互拉扯,也不易過載。

  2、機(jī)構(gòu)誤差消除

  如果導(dǎo)軌筆直且平行,運(yùn)行暢通無阻;一旦存在彎曲,則會(huì)出現(xiàn)阻力。由于交叉解耦強(qiáng)制龍門機(jī)構(gòu)橫向通過,所以依然會(huì)造成電機(jī)抖動(dòng)。通常我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)所遇到的龍門機(jī)構(gòu),很難保證完全的筆直,因此仍然需通過控制方式的優(yōu)化來尋找突破口。

  我們讓龍門在自由的狀態(tài)下,用手推動(dòng)龍門并使其在軌道上全程運(yùn)動(dòng),此時(shí)采集兩側(cè)電機(jī)的位置偏差曲線,然后將這個(gè)偏差曲線的數(shù)據(jù)導(dǎo)入至運(yùn)動(dòng)控制器的位置補(bǔ)償表中,對(duì)其進(jìn)行位置補(bǔ)償。在補(bǔ)償表和交叉解耦的作用下,龍門便可以在導(dǎo)軌彎曲處暢通無阻的運(yùn)行。

  3、龍門尋零的誤差消除

  目前較為常見的龍門回零方式有兩種,第一種,是主電機(jī)單邊回零,這種方法簡(jiǎn)單,但是從電機(jī)的重復(fù)精度差。第二種,是主電機(jī)回零時(shí)從電機(jī)鎖存零位,這種方法雖然可以保證重復(fù)精度,但對(duì)零點(diǎn)傳感器的安裝位置有要求。

  我們采用的方案,是主從電機(jī)分別回零,不僅重復(fù)精度高,且無傳感器安裝限制。

  4、面板的不間斷高速檢查

  在面板修復(fù)前,需要對(duì)面板進(jìn)行高頻、連續(xù)、等間距的拍攝檢測(cè),目前較為常見的方式有兩種:1、寸動(dòng)攝像,此方式存在較明顯的停頓,整體拍攝時(shí)間冗長(zhǎng);2、連續(xù)攝像,此方式雖然拍攝速度能夠達(dá)到要求,可容易產(chǎn)生曝光、畫像不清晰等精度上的課題。

  因此,我們采用歐姆龍獨(dú)特的飛拍技術(shù),能夠在無停頓、連續(xù)檢查的同時(shí),確保檢查的高精度,相比原本的檢測(cè)方式,節(jié)拍時(shí)間縮短了70%。

控制系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)價(jià)值

  1. 大型龍門機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度與精度的保證:

  From 速度600mm/s時(shí),跟隨誤差<±10μm

  To 速度800mm/s時(shí),跟隨誤差<±3.7μm

  2、 多軸插補(bǔ)時(shí)高頻率、高精度飛拍:

  From 速度100mm/s時(shí),檢查精度0.2μm

  To 速度100mm/s時(shí),檢查精度0.15μm

  【經(jīng)營層】

  ■ 應(yīng)對(duì)當(dāng)前液晶面板不斷高漲的需求,以及市場(chǎng)的擴(kuò)大,通過運(yùn)動(dòng)控制與檢測(cè)的優(yōu)化,解決激光壞點(diǎn)修復(fù)的難點(diǎn),設(shè)備速度與精度得到顯著提升,打造行業(yè)Top競(jìng)爭(zhēng)力。

  【管理層】

  ■ 歐姆龍可編程多軸運(yùn)動(dòng)控制器,兼容第三方產(chǎn)品,使客戶擁有更多的選擇空間,例如選擇更為經(jīng)濟(jì)的電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器后,可提高設(shè)備價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

  ■ 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位以及檢查的速度、精度提升,完全建立在控制系統(tǒng)與程序的優(yōu)化,無需更改機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間,導(dǎo)入時(shí)間更快且成本更低。

  【工程師層】

  ■ 設(shè)備速度與精度都得到顯著提升,從600mm/s 精度±10μm提升至800mm/s 精度±3.7μm。

  ■ 歐姆龍機(jī)械自動(dòng)化控制器NJ/NX系列,內(nèi)置飛拍技術(shù)功能塊,調(diào)試簡(jiǎn)單,開發(fā)周期短。

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