亞微米超高速微細(xì)加工 | 通過復(fù)雜形狀的“納米級(jí)微細(xì)加工”提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)
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課題
適應(yīng)高端化的制造業(yè)
隨著消費(fèi)者需求的多樣化和產(chǎn)品周期的短期化,移動(dòng)終端等各種數(shù)字設(shè)備進(jìn)一步追求高性能、小尺寸、薄外形,所搭載半導(dǎo)體封裝和電子元件的制造工藝也發(fā)生了巨大變化。
由于這些市場變化,出現(xiàn)了復(fù)雜形狀“納米級(jí)微細(xì)加工”的需求,這在過去是無法實(shí)現(xiàn)的級(jí)別。這里重要的有以下兩點(diǎn)。
1) 實(shí)現(xiàn)高精度微細(xì)加工的高速周期/同步控制
2) 結(jié)合外圍設(shè)備的規(guī)格與之自由地進(jìn)行組合
解決方案
提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵在于兼顧高加工品質(zhì)和產(chǎn)量
制造設(shè)備和檢測設(shè)備的升級(jí),對(duì)高精度微細(xì)加工的加工品質(zhì)和高產(chǎn)量提出了要求。
為此,除了提高作為設(shè)備控制核心的機(jī)械控制器的處理性能外,組合與設(shè)備規(guī)格相匹配的外圍設(shè)備(傳感器和執(zhí)行器),充分利用設(shè)備性能的控制算法的自由度是必不可少的。
歐姆龍的機(jī)械自動(dòng)化控制器實(shí)現(xiàn)了高速的運(yùn)算性能、與多廠商各種外圍設(shè)備的連接以及嵌入式軟件的自由度,兼顧實(shí)現(xiàn)高加工品質(zhì)和產(chǎn)量,提高生產(chǎn)效率。
歐姆龍的實(shí)力
控制器具備精密/高速運(yùn)動(dòng)同步控制性能和實(shí)現(xiàn)豐富創(chuàng)意的高自由度
運(yùn)動(dòng)控制器PMAC*具有高速的運(yùn)算性能(16.6μs/軸以下)、與多廠商外圍設(shè)備的連接、嵌入式軟件的自由度這三大特征。PMAC擁有的巨大潛力可以集中控制所有XY載物臺(tái)、電流掃描儀和激光輸出。
* PMAC:Programmable Multi Axis Controller的縮寫
解決的實(shí)現(xiàn)方法
一臺(tái)控制器同步控制兩臺(tái)裝置
1)以50μs/8軸的控制周期高速同步
可以實(shí)時(shí)反饋超高分辨率線性標(biāo)尺的檢測值,閉環(huán)控制線性電機(jī)。通過把對(duì)軌跡精度影響最大的控制周期(伺服周期)調(diào)整至50μs/8軸,就能正確實(shí)現(xiàn)XY軸的同步。
此外還搭載了位置、速度、扭矩、電流全閉環(huán)控制等伺服算法,因此用戶可以自由進(jìn)行軟件設(shè)定,構(gòu)建與設(shè)備規(guī)格相匹配的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),加速瓶頸工序,提高設(shè)備的產(chǎn)量。
通過同步軌跡速度和激光輸出使照射量恒定
2)均衡加工品質(zhì)
激光加工中出現(xiàn)的加工不均是由于激光的實(shí)際描繪速度不均勻所致。通過與激光的矢量速度同步控制激光輸出功率,保持照射量恒定,防止加工開始/結(jié)束位置和轉(zhuǎn)角部燒焦,還能防止局部過熱造成的工件翹曲,實(shí)現(xiàn)理想的加工。
將1條軌跡指令分割為電流控制和載物臺(tái)控制
3)通過1條軌跡指令控制
歐姆龍技術(shù)“Spectral Decomposition(頻譜分解)”同步XY載物臺(tái)和電流掃描儀動(dòng)作,在執(zhí)行想要繪制的軌跡程序時(shí),會(huì)自動(dòng)分配兩個(gè)指令給XY載物臺(tái)和電流掃描儀并單獨(dú)運(yùn)行。大范圍的動(dòng)作分配給載物臺(tái),需要高響應(yīng)的動(dòng)作分配給電流掃描儀,以兩個(gè)動(dòng)作描繪一條軌跡,在不停止載物臺(tái)的情況下進(jìn)行連續(xù)加工。
可實(shí)現(xiàn)高速的無縫加工,兼顧生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的加工品質(zhì)。
(審核編輯: 小王子)
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