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亚微米超高速微细加工 | 通过复杂形状的“纳米级微细加工”提高生产效率和品质

发布时间:2022-06-16作者:小王子



课题

适应高端化的制造业


随着消费者需求的多样化和产品周期的短期化,移动终端等各种数字设备进一步追求高性能、小尺寸、薄外形,所搭载半导体封装和电子元件的制造工艺也发生了巨大变化。


由于这些市场变化,出现了复杂形状“纳米级微细加工”的需求,这在过去是无法实现的级别。这里重要的有以下两点。


1) 实现高精度微细加工的高速周期/同步控制


2) 结合外围设备的规格与之自由地进行组合


解决方案


提高生产效率的关键在于兼顾高加工品质和产量


制造设备和检测设备的升级,对高精度微细加工的加工品质和高产量提出了要求。


为此,除了提高作为设备控制核心的机械控制器的处理性能外,组合与设备规格相匹配的外围设备(传感器和执行器),充分利用设备性能的控制算法的自由度是必不可少的。


欧姆龙的机械自动化控制器实现了高速的运算性能、与多厂商各种外围设备的连接以及嵌入式软件的自由度,兼顾实现高加工品质和产量,提高生产效率。


欧姆龙的实力


控制器具备精密/高速运动同步控制性能和实现丰富创意的高自由度


运动控制器PMAC*具有高速的运算性能(16.6μs/轴以下)、与多厂商外围设备的连接、嵌入式软件的自由度这三大特征。PMAC拥有的巨大潜力可以集中控制所有XY载物台、电流扫描仪和激光输出。


* PMAC:Programmable Multi Axis Controller的缩写


解决的实现方法


一台控制器同步控制两台装置


1)以50μs/8轴的控制周期高速同步


可以实时反馈超高分辨率线性标尺的检测值,闭环控制线性电机。通过把对轨迹精度影响最大的控制周期(伺服周期)调整至50μs/8轴,就能正确实现XY轴的同步。


此外还搭载了位置、速度、扭矩、电流全闭环控制等伺服算法,因此用户可以自由进行软件设定,构建与设备规格相匹配的运动控制系统,加速瓶颈工序,提高设备的产量。



通过同步轨迹速度和激光输出使照射量恒定


2)均衡加工品质


激光加工中出现的加工不均是由于激光的实际描绘速度不均匀所致。通过与激光的矢量速度同步控制激光输出功率,保持照射量恒定,防止加工开始/结束位置和转角部烧焦,还能防止局部过热造成的工件翘曲,实现理想的加工。



将1条轨迹指令分割为电流控制和载物台控制


3)通过1条轨迹指令控制


欧姆龙技术“Spectral Decomposition(频谱分解)”同步XY载物台和电流扫描仪动作,在执行想要绘制的轨迹程序时,会自动分配两个指令给XY载物台和电流扫描仪并单独运行。大范围的动作分配给载物台,需要高响应的动作分配给电流扫描仪,以两个动作描绘一条轨迹,在不停止载物台的情况下进行连续加工。


可实现高速的无缝加工,兼顾生产效率和稳定的加工品质。



公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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