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【行業案例】“零”誤差的運動控制技術在液晶面板激光修復設備上的應用

【行業案例】“零”誤差的運動控制技術在液晶面板激光修復設備上的應用

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工藝介紹

隨著消費者對于視聽要求的提升,電視機的尺寸越來越大,像素也隨之越來越多,導致出現像素壞點的幾率逐漸提高。

面板的每個像素由紅綠藍三元色組成,目前較為常見的壞點,是顏色亮度高于正常值的像素亮點,例如出現綠色壞點(如下圖所示),因此需要進行壞點的修復。

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目前最常見的修復手段有兩種,都是通過激光降低亮點像素的透光量。分為BM修復和DM修復。BM修復是通過激光熱熔像素點之間,間隔的黑色材料,使其覆蓋在像素點上,以降低其透光量;DM修復是激光直接作用在像素點上,使其部分碳化,降低其透光量。

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激光修復設備的基本流程:首先由相機檢測壞點,記下坐標后再通過激光進行逐個修復,最后由檢測系統查一遍。要求在上千萬,乃至上億個微小像素點中快速、準確地找到所有壞點,并且快速修復。

課題

01、如何確保大型龍門機構的運動精度?

龍門機構的運動精度,受到電機調諧的精度、龍門運動時的同步精度以及龍門尋零重復的精度等因素影響,可能造成最終動作的精度不足。

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02、如何實現多軸插補時,高頻率、高精度的監測?

目標:快速檢測 速度100mm/s,精度0.2μm

解決方案

1、同步誤差消除

目前較為常見的方式,主要通過兩側電機的命令位置同步,雖調試簡單,可由于相互間有機械連接,會造成相互拉扯造成電機抖動。

因此,我們采用交叉解耦控制,通過實時糾正兩側電機反饋位置的偏差,同步性有保證,兩側電機不相互拉扯,也不易過載。

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 2、機構誤差消除

如果導軌筆直且平行,運行暢通無阻;一旦存在彎曲,則會出現阻力。由于交叉解耦強制龍門機構橫向通過,所以依然會造成電機抖動。通常我們在現場所遇到的龍門機構,很難保證完全的筆直,因此仍然需通過控制方式的優化來尋找突破口。

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我們讓龍門在自由的狀態下,用手推動龍門并使其在軌道上全程運動,此時采集兩側電機的位置偏差曲線,然后將這個偏差曲線的數據導入至運動控制器的位置補償表中,對其進行位置補償。在補償表和交叉解耦的作用下,龍門便可以在導軌彎曲處暢通無阻的運行。

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3、龍門尋零的誤差消除

目前較為常見的龍門回零方式有兩種,第一種,是主電機單邊回零,這種方法簡單,但是從電機的重復精度差。第二種,是主電機回零時從電機鎖存零位,這種方法雖然可以保證重復精度,但對零點傳感器的安裝位置有要求。

我們采用的方案,是主從電機分別回零,不僅重復精度高,且無傳感器安裝限制。

4、面板的不間斷高速檢查

在面板修復前,需要對面板進行高頻、連續、等間距的拍攝檢測,目前較為常見的方式有兩種:1、寸動攝像,此方式存在較明顯的停頓,整體拍攝時間冗長;2、連續攝像,此方式雖然拍攝速度能夠達到要求,可容易產生曝光、畫像不清晰等精度上的課題。

因此,我們采用歐姆龍獨特的飛拍技術,能夠在無停頓、連續檢查的同時,確保檢查的高精度,相比原本的檢測方式,節拍時間縮短了70%。

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控制系統

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實現價值

1. 大型龍門機構運動速度與精度的保證:

                        From   速度600mm/s時,跟隨誤差<±10μm

                        To        速度800mm/s時,跟隨誤差<±3.7μm

2、 多軸插補時高頻率、高精度飛拍:

                        From   速度100mm/s時,檢查精度0.2μm

                        To        速度100mm/s時,檢查精度0.15μm

【經營層】

■  應對當前液晶面板不斷高漲的需求,以及市場的擴大,通過運動控制與檢測的優化,解決激光壞點修復的難點,設備速度與精度得到顯著提升,打造行業Top競爭力。

【管理層】

■  歐姆龍可編程多軸運動控制器,兼容第三方產品,使客戶擁有更多的選擇空間,例如選擇更為經濟的電機與驅動器后,可提高設備價格優勢。

■  運動機構的定位以及檢查的速度、精度提升,完全建立在控制系統與程序的優化,無需更改機械結構和運動時間,導入時間更快且成本更低。

【工程師層】

■  設備速度與精度都得到顯著提升,從600mm/s 精度±10μm提升至800mm/s 精度±3.7μm。

■  歐姆龍機械自動化控制器NJ/NX系列,內置飛拍技術功能塊,調試簡單,開發周期短。

我   感   興   趣

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審核編輯(
王靜
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