DD马达在背光源叠片机的应用

1、DD马达在背光源叠片机的应用摘 要：文章介绍了背光源叠片机开发的背景和 意义，背光源叠片机的工作原理和技术特点， 横河 DD 马达的结构和性能特点，以及适合在背光源叠片机中 应用的功能特点。关键词： 背光源叠片机；横河直驱马达；高精度； 膜片叠合中图分类号： TN312+.8 文献标识码： BApplication of Yokogawa DD Motor on theBacklights Lamination MachineXU Jiang-chao, LU Zhi-juan, SUN Bei-bei, WANG Lin, WANG Chun(Taiyuan Fenghua Informat

2、ion-Equipment Co.,Ltd., Taiyuan Shanxi 030024, China)Abstract: This paper introduces the backlight lamination machine development background and significance, backlight lamination machine working principle and technical features, Yokogawa DD Motor structure and performance characteristics, and suita

3、ble for the backlight lamination machine functional characteristics.Keywords: backlight laminated; Yokogawa DD Direct prive motor; precision; diaphragm laminated引言LED背光源作为一个新兴的、正在蓬勃发展的行业，受到全球的广泛关注，其发展前景也受到众多因 素的影响，向着功耗与成本更低、光效更高、寿命更 长、更亮与更薄更轻发展。LED背光源凭借着出色的 画质以及节能环保等诸多优点，在平板显示技术领域 中具有划时代的意义1。目前大量的中小

4、尺寸LCD显 示器均采用LED背光，随着大尺寸背光源技术的发展， 大尺寸背光源也由原来的CCFL向LED转变。1 背光源叠片机开发的背景和意义LED背光单元由胶架、发光板、扩散膜、增光膜、 遮光膜等组成。LED背光单元在生产过程中，需要将 扩散1、BEF1 BEF2扩散2、遮光等五层不同功能的 薄膜按顺序准确叠合到由胶架、 发光板组成的部件里。目前，受多方面因素限制，在实际的生产过程中很多 厂商大多采用手工生产，运用自动化设备生产的还较 少。然而采用手工生产，生产效率和产品质量很大程 度上依赖操作工人的熟练度，导致了产品质量和生产 效率得不到保障，而且随着人力成本的提高，也使生 产成本大幅度增

5、高。因此，采用自动化的设备代替人 工进行各种膜片的叠合成为一种趋势。生产背光单元的自动化设备主要依赖国外进口， 这就使国内的背光产业在长远发展过程中受制约。因 此开发一种功能齐全、 运行可靠的自动背光源叠片机， 就成为了迫切需求。而开发一种能够自动完成五种不 同膜片精确叠合的自动化设备，对改进 LED背光单元 生产工艺，提高产品质量和生产效率具有重要意义。2 背光源叠片机的工作原理和特点本机采用PLC作为整个系统的控制中心来实现 叠合全过程操作。首先，由PLC控制交流电机运动， 把各工位的膜传送到送料平台，各取料平台由气缸带 动上下运动，由真空吸附各种膜，并由 PLC控制的各 伺服电机按预定的

6、脉冲数精确运动到送料平台处取膜， 然后再将膜放到定位平台上，用四个定位气缸完成膜 的精确定位，再由取料平台完成取料和放料，在放料 口把半成品依次放到转盘平台的各个工位上，由 PLC 控制的 DD 马达按预定的脉冲数依次精确旋转 45， 转盘上的每个工位转到指定的各个膜工位后，取料平 台向下并把各种膜放到半成品中，然后下料平台由气 缸带动吸取叠合完成的半成品放到传送带上，由 PLC 控制的交流电机带动传送带把半成品传送出去。在整 个叠放各种膜的过程中，通过输入口采集各种用于安 全互锁的传感器信号及控制信号，使整机运行更加安 全可靠，运行过程中，触摸屏实时显示操作及故障信 息，以提示正确操作。3

7、横河 DD 马达的结构和性能特点背光源叠片机使用DD马达作为胶框定位旋转平 台的旋转驱动具有以下特点。3.1 选取马达的型号 转动惯量和质量一样， 是回转物体保持其匀速圆 周运动或静止的特性，用字母J表示。对于圆柱体， 当回转轴是圆柱体轴线时，J=mr2/2，其中m是圆柱 体的质量，r是圆柱体的半径。为了更为准确地计算 出转盘的转动惯量，我们采用电机自身的计算软件进 行再次计算，如图 1 所示。转动惯量定理：M=JB，其中M是扭转力矩，J 是转动惯量，3是角加速度。根据转动惯量定理计算 出扭转力矩，通过电机自身软件验证确定马达型号， 如图 2 所示。3.2 间隙误差被消除 普通的传动机构由于有

8、减速机、联轴器、齿轮、 皮带或丝杠等中间环节， 间隙误差是肯定无法避免的， 尤其是对于长时间运转所造成的机械磨损更是无法补 偿。 DD 马达恰恰能很好地解决以上问题，由于 DD 直 接驱动的安装方式，误差被减为最小，而且它的伺服 特性也可以随时修正误差，达到最理想的控制精度 2 ， 可以保证背光源叠片机叠合各层膜片的过程中造成累 计误差，从而达到叠片机生产的稳定性。3.3 高定位精度和高刚性电器控制精度高， 已经超过普通伺服的控制精度 几个数量级，可以设定坐标系更精确定位，如图 3 所 示。 DD 马达的刚性很强， 与负载结合后特性很硬， 对 于其驱动器要求更高。在单位电流下能够产生最大的 扭

9、矩输出，在低速情况下能够保持恒定扭矩输出。在停止定位的时候，由于永久磁铁产生的永久磁场，能 够在更短的时间内实现精确定位 3，能够满足旋转平 台高速起停、运动平稳、旋转定位精确的要求，使得 叠片机叠合多层膜片的时候， 把误差控制在 0.05mm 以内。3.4 DD马达在叠片机的控制方式在叠片机上控制DD马达采用横河PLC控制，通 过I/O模块反馈回的信息由高速 CPU模块处理，再经 过运动控制模块控制马达运动。DD马达驱动器具有总 线控制功能，采用USB串口与各轴伺服驱动器和PLC 通讯模块相互连接，具有可控程度高、信息处理能力 强、实时调整方便等特点 4。所以运动控制方式就采 用MACHAT

10、ROLINK-总线控制，可以高效平稳地控制 多轴伺服电机运转。设置各轴的轴号，根据轴号发送 相对应的信息，可以控制各轴伺服电机同时运转，避 免出现动作时序紊乱，为设备的操作系统提供了可靠 的硬件保障。4 结论现阶段，LED广泛应用于中小尺寸背光源中，而 背光源叠片机主要应用于1.55英寸的背光模组工序， DD马达在叠片机上的应用极大地保证了设备的定位 精度和运行稳定性，满足了厂商的生产需求。随着大 尺寸背光源技术的发展，大尺寸背光叠合技术也需要 创新，根据生产工艺和膜材的要求设计大尺寸的背光 设备，不断推进背光源技术的发展。参考文献1 Tony Lai. LE稠光方案备受关注J.电子产品 世界， 2008（ 1 ）：60.2 Yokogawa Electric Corporation. Direct Driver Motor Intelligent Driver Technical Information.3 杨书生，钟宜生 . 永磁同步同步电动机伺服系 统转速环控策略综述 J.