点胶机运动误差的测量与补偿方法_庞克俭.pdf
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1、(总第 300 期)电子工业专用设备Equipment for Electronic Products ManufacturingEEPMJun 2023收稿日期:2023-03-23点胶机运动误差的测量与补偿方法庞克俭(中国电子科技集团公司第十三研究所,河北 石家庄050051)摘要:针对影响点胶机点胶精度的主要因素机械运动误差,介绍了目前应用最广的测量方法是激光干涉仪测量;给出了这种运动误差的补偿方法,即采用激光干涉仪测出若干个目标位置和实际位置的对应关系,再用线性插值法得出行程范围内任意点的对应关系,从而得出任意点的补偿值;经过实际验证,该方法可大幅提高运动精度。关键词:点胶;定位精度;
2、激光干涉测量;误差补偿中图分类号:TN307文献标志码:A文章编号:1004-4507(2023)03-0046-04Measuring and Compensating the Motion Error ofPrecision DispenserPANG Kejian(The 13thResearch Institute of CETC,Shijiazhuang 050051,China)Abstract:In view of the mechanical motion error which is the main factor affecting the dispensingaccura
3、cy of dispensing machine.Currently,introduoes that the most widely used measurement methodfor this error is laser interferometer measurement.A compensation method for motion error is presented,which uses a laser interferometer to measure the corresponding relationship between several targetpositions
4、 and actual positions,and then uses linear interpolation to obtain the corresponding relationshipof any point within the stroke range,thereby obtaining the compensation value for any point.Afterpractical verification,this method can indeed significantly improve the motion accuracy.Key words:Dispensi
5、ng;Positioning accuracy;Laser interferometer measurement;Error compensation点胶机也叫涂胶机,主要应用于集成电路、印刷板、电子元器件、汽车部件、包装盒等产品的制作。在电子封装行业中,点胶机是一款必备的封装设备,可将胶水、油漆及其它液体精确地点、注、涂、滴到精确位置,也可实现打点、画线、画圆以及绘制其他不规则线条等操作。随着点胶工艺在工业生产中的应用越来越广泛,它在功能方面的要求也越来越高,点胶方式由最初的传统手工转为半自动或全自动,控制方式也在快速发展,由单片机控制逐渐发展为 PLC+测试测量技术与设备46(总第 300
6、 期)电子工业专用设备Equipment for Electronic Products ManufacturingEEPMJun 2023触摸屏控制1,又发展到 PC+运动控制器控制2;由于视觉技术和模糊控制技术日趋成熟,现在更是发展到了视觉型点胶机,智能化程度越来越高,如图 1 所示。同时由于整机便携化和系统小型化的发展需要,电子部件要求基板与芯片的尺寸越来越小、组装密度与精度越来越高3,以业内常用的品牌武藏点胶机为例,其定位精度达到了 10 m,重复定位精度达到了 5 m。1影响点胶定位精度的主要因素影响点胶定位精度的因素很多,如运动误差(几何误差)、热误差、力误差和随机误差等,其中运动
7、误差对点胶精度的影响最大,达到 40%以上4。点胶机的运动精度取决于机械精度和电气控制精度两大部分,而电气控制的精度水平由于伺服电机、直线电机和高精度运动控制器的引入,已经远超我们所需的精度,所以由电气控制引起的精度误差基本可以忽略。如果软件控制系统具备补偿功能,则可以消除部分机械精度偏差,所以整机的运动精度主要取决于机械精度水平和软件的补偿能力5。点胶机的机械精度主要与以下因素有关:(1)来自三轴运动模组本身的制造精度误差,包括线性度、直线度等;(2)运输安装过程中产生的误差,特别是安装过程,安装基座不平整,固定孔位置有偏差,安装时的调节不当,都可能引起线性度和直线度误差;(3)内、外部热源
8、引起的热变形误差;(4)更换点胶针管或针头引起的重复定位误差;(5)外界振动、湿度和气流变化等产生的环境误差。由 3 个直线模组构成的三轴运动模组的精度是影响点胶精度的重要因素之一,体现为单轴的直线度、定位精度和重复定位精度,3 个轴彼此之间的垂直度等。本文以定位精度为例,说明一种改善点胶机运动精度的软件补偿方法。2定位精度误差的检测误差补偿的前提条件是误差高精度检测与辨识,传统的机械误差检测工具包括直角尺、千分表、水平仪、成组量块等。而近年来出现的误差检测技术及装备包括激光干涉仪、球杆仪、平面光栅、R-test(Radial test)、机器视觉测量等6,其中,激光干涉仪由于检测精度高、速度
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