一．背景
近年來隨著LED市場需求和產能不斷的提升，靠人工生產LED已遠無法滿足市場需求；眾多設備廠家也在開發不同品種、不同類型的專用或者通用型全自動固晶機。LED的發展和需求，加大了LED設備的完善，同時也加快了固晶機的完善，各廠家也紛紛加入到LED制造設備的競爭中。本設備是一款全自動LED高速固晶機。
二．固晶機工藝簡介及規格說明
固晶機主要有六大部分組成
1、 吸晶擺臂系統：由拾取頭組件和焊臂組成
2、 點膠系統：驅動點膠臂旋轉及上下運動，驅動膠盤旋轉運動。
3、 推頂器系統：由推頂針和分離晶片的真空盤組成
4、 晶片臺系統：由兩個直線電機驅動XY平臺和一個校準機構組成
5、 進出料系統：控制支架進出料。
6、 光學系統：分吸晶光學系統和固晶光學系統，分別用于芯片的吸取和焊接。
設備工作流程大致可以分為以下幾步：①取晶；②吸晶；③點膠；④固晶；⑤歸位。如下圖1所示。具體工作流程見圖2.
圖1全自動LED高速固晶機設備
圖2固晶機工作流程圖
三．固晶機工藝要求
1、貼晶片后，膠水覆蓋面超過3/4。
2、膠水溢出高度不能超出晶片高度的80% 。
3、晶片的傾斜度±5度。
4、各軸伺服驅動器出現故障時，應將故障信號傳輸至上位機。上位機發出故障清除信號應能及時清除故障。
5、吸晶、固晶平臺驅動器配合要協調，單軸到位時間應小于5ms，且過沖量小于正負5脈沖。
6、擺臂軸往復運動時間盡量短，以提高工作效率。
四．固晶機工藝特點及難點
1、一機適用各種LED固晶作業。
2、利用雙視覺定位系統，一旦發現吸晶位有偏差立即補償，直線電機XY平臺驅動器能快速響應小距離的補償量，使得固晶精確度高。如圖3，橫軸代表時間s 縱軸為脈沖puls。
圖3 視覺定位補償跟隨
3、模組化自動教導，設定簡單快速。
圖4 自動教導過程中上位機所發脈沖及編碼器反饋脈沖對比
4、可逐點定位或兩點定位生產多樣化。
5、支架整盤上下料，不同產品僅需更換夾具。
6、標準人性化Windows界面設計。
五．QXL搭配固晶機方案介紹
1、LED全自動固晶機共有六大部分，其中對驅動器要求甚高的吸晶直線電機X/Y平臺驅動器采用QXL高端伺服驅動器，見下圖5；固晶直線電機B/C平臺采用QXL高端伺服驅動器，見下圖6；擺臂平臺擺臂軸W采用DDR配QXL伺服驅動器，見下圖7；上下吸合臂采用普通旋轉伺服電機配相應驅動器；點膠系統由兩個交流伺服馬達分別驅動點膠臂做旋轉及上下運動，一個步進馬達驅動膠盤做旋轉運動，見下圖8。
圖5 吸晶XY平臺 圖6 固晶BC平臺
圖7 擺臂DDR平臺 圖8 點膠平臺
2、下圖9給出了應用現場。
圖9 全自動LED固晶機應用調試現場圖片
圖9左下角為QXL高端伺服驅動器，QXL搭配直線電機及DDR很完美的實現了LED固晶機對高速高精的要求，下圖10給出了應用結果，上位機所發脈沖PDpos及電機實際位置Pos跟隨情況。其中橫軸代表時間，單位為s，縱軸為脈沖數。
圖10 QX配直線電機吸晶、固晶平臺響應時間及過沖
六．方案優點
1、吸晶、固晶平臺采用直線電機搭配QXL高端伺服驅動器，相比傳統的旋轉伺服來說，使得生產加工效率提高，直線電機高速高精的性能發揮出來。驅動器響應時間<5ms，過沖量小于5脈沖。
2、傳統的擺臂軸一般采用旋轉伺服電機，該款全自動LED固晶機擺臂軸采用DDR力矩電機搭配QXL高端伺服驅動器縮短了單軸擺臂往復運動的時間，大約能縮短15%的時間。使得加工效率有了明顯的提高。
