研祥EPE總線產品IPC-820整機 LED固晶機系統(tǒng)中的應用

摘要： 由于全球環(huán)保節(jié)能的意識加強，在各國大力出臺推動節(jié)能減排、積極應對氣候變化等法律法規(guī)的形勢下，我國提出了單位GDP能耗降低、主要污染物排放減少的目標要求。我國在2016年全面禁止各種瓦數(shù)的白熾燈市面銷售，這無疑給我國的LED推廣及普及應用提供了巨大的市場機遇。隨著LED產業(yè)的蓬勃發(fā)展對LED生產設備的要求也越來越高，固晶機等半導體設備在市場上的需求越來越大，與此同時，研祥IPC技術的快速發(fā)展為滿足以上需求提供了保證。研祥IPC-820整機具有高可靠更穩(wěn)定性的特種計算機，在LED固晶機的控制、處理和機器視覺等先進技術被廣泛應用，極大提高了LED固晶機的自動化程度，使設備在精度、速度、人機交互性等方面更加優(yōu)化。

關鍵詞： 工控機及人機界面研祥機器視覺運動控制點膠機高速控制

Abstract：

Key words :

一、系統(tǒng)概述

由于全球環(huán)保節(jié)能的意識加強，在各國大力出臺推動節(jié)能減排、積極應對氣候變化等法律法規(guī)的形勢下，我國提出了單位GDP能耗降低、主要污染物排放減少的目標要求。我國在2016年全面禁止各種瓦數(shù)的白熾燈市面銷售，這無疑給我國的LED推廣及普及應用提供了巨大的市場機遇。隨著LED產業(yè)的蓬勃發(fā)展對LED生產設備的要求也越來越高，固晶機等半導體設備在市場上的需求越來越大，與此同時，研祥IPC技術的快速發(fā)展為滿足以上需求提供了保證。研祥IPC-820整機具有高可靠更穩(wěn)定性的特種計算機，在LED固晶機的控制、處理和機器視覺等先進技術被廣泛應用，極大提高了LED固晶機的自動化程度，使設備在精度、速度、人機交互性等方面更加優(yōu)化。

而LED產業(yè)鏈的中游封裝技術（固晶機、焊線機、點膠機等）基本掌握在中國大陸和臺灣地區(qū)的企業(yè)手中，減少人力、提高產品一致性、提高產品質量、更適合大批量生產、降低生產成本、提高生產效率成為這些企業(yè)追求的目標，而自動化的生產設備為這些企業(yè)提高生產效率、降低成本、提高產品的一致性提供了有效保障，從而切實有效的提高了企業(yè)的競爭力，尤其是要提高產品精度，不使用自動化生產，根本就無法滿足生產需要。

二、系統(tǒng)要求

LED固晶機是一種將LED晶片從晶片盤吸取后貼裝到PCB（印刷線路板）上，實現(xiàn)LED晶片的自動健合和缺陷晶片檢測功能的自動化設備，可滿足大多數(shù)LED生產線的需求，適于各種高品質、高亮度LED（紅色、綠色、白色、黃色等）的生產，部分可適用于三極管、半導體分立器件、DIP和SOP等產品的生產，適用范圍廣，通用性強。

LED固晶機系統(tǒng)結構主要包括運動控制模塊、氣動部分、機器視覺部分和運動執(zhí)行機構模塊，通過PCI總線接口實現(xiàn)與特種計算機控制中心的數(shù)據通信。

工作原理：由上料機構把PCB板傳送到工作臺卡具上的工作位置，先由點膠機構將PCB需要鍵合晶片的位置點膠，然后鍵合臂從原點位置運動到吸取晶片位置，晶片放置在薄膜支撐的擴張器晶片盤上，鍵合臂到位后吸嘴向下運動，頂針向上運動頂起晶片，在拾取晶片后鍵合臂返回原點位置(漏晶檢測位置)，鍵合臂再從原點位置運動到鍵合位置，吸嘴向下鍵合晶片后鍵合臂再次返回原點位置，這樣就是一個完整的鍵合過程。當一個節(jié)拍運行完成后，由機器視覺檢測得到晶片下一個位置的數(shù)據，并把數(shù)據傳送給晶片盤電機，讓電機走完相應的距離后使下一個晶片移動到對準的拾取晶片位置。PCB板的點膠鍵合位置也是同樣的過程，直到PCB板上所有的點膠位置都鍵合好晶片，再由傳送機構把PCB板從工作臺移走，并裝上新的PCB板開始新的工作循環(huán)。

三、系統(tǒng)描述

固晶機系統(tǒng)的運動控制系統(tǒng)一般采用基于PCI總線的運動控制卡與工控機相結合的方案，氣動部分和機器視覺部分也是通過PCI總線實現(xiàn)相互間的數(shù)據通訊，通過圖像識別系統(tǒng)、運動控制和氣動抓取等模塊系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)了基于機器視覺的自動LED固晶控制的全自動高速固晶功能，采用了模糊控制算法和高精度數(shù)字伺服控制方式，實現(xiàn)了固晶機控制中多軸、運動時序配合、高精度、高速度的運功控制。

LED固晶機系統(tǒng)的運動控制部分由伺服電機和步進電機實現(xiàn)，其中的各個電機運動都是由行業(yè)專用計算機和運動控制卡來控制，行業(yè)專用計算機是LED固晶機控制系統(tǒng)的核心部分，主要負責人機交互界面管理和控制系統(tǒng)實時監(jiān)控工作，發(fā)布運動指令，有效處理控制卡采集傳輸?shù)男畔?，使各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)預期運動，確保機械位置精度檢測和操作安全。

在Windows平臺的行業(yè)專用計算機控制下，LED固晶機系統(tǒng)可以充分利用硬件資源，大大加快了數(shù)據處理速度，提高了系統(tǒng)運行效率，并采用了可視化用戶界面程序，人機界面友好。

四、系統(tǒng)框圖

五、項目產品清單

主控設備：研祥EPE整機IPC-820

該主控設備的主板是一款采用Intel®H61芯片組，支持Intel®LGA1155封裝雙核、四核I3、I5、I7等系列CPU的高性能平臺；支持2條800M/1066M/1333M的DDR3內存條，總容量最大支持16GB；板載2個10/100/1000Mbps網絡接口；支持VGA+VGA、VGA+DVI雙顯示功能；支持4個SATA接口；10個USB 2.0接口、2個串口（其中1個支持RS-232/RS-422/RS-485）、1個并口等豐富的I/O接口。

該整機機箱是一款4U 19＂上架機箱，該機箱采用1.2mm厚的優(yōu)質鋼板成型，噴涂高溫烘烤漆，結構堅固。具有優(yōu)良的散熱、抗振及抗幅射性能?？梢詽M足振動、電磁干擾等嚴酷工作環(huán)境的使用，該主控設備的CPU板及底板采用研祥EPE總線設計，CPU板與底板間連接全采用CPCI針孔連接器來實現(xiàn)。

六、EVOC產品優(yōu)勢

1.整機系統(tǒng)采用研祥EPE總線設計，CPU板與底板間采用CPCI針孔連接器相連，360度全包圍接觸，具有高度氣密性、防腐防氧化性、防塵性等，解決了在多塵、潮濕、高/低溫、腐蝕等各種工業(yè)惡劣環(huán)境下工作時連接器接觸面間易堵塞、氧化或發(fā)霉而造成的電氣接觸不良，徹底消除金手指連接在實際使用中所有的不良表現(xiàn)，保證了工控機工作的可靠性；

2.CPU板一旦安裝到位，CPCI針孔連接器公母頭接觸面間不會發(fā)生相對位移，不會產生相對摩擦，不會損傷導電層，提升了系統(tǒng)抗振動和沖擊的能力，保證設備在振動環(huán)境下長時間可靠工作的要求；

3.獨特的CPU背板支架設計，將CPU散熱器重量轉架到金屬機箱上，避免CPCI針對連接器間接觸力的不平衡，同時使兩個連接器間更加穩(wěn)固，不會產生相對位移，進一步提高了整機在振動環(huán)境下可靠工作的能力；

4.EPE總線計算機解決了傳統(tǒng)金手指工業(yè)計算機平臺無法通過底板供電，造成機箱走線復雜；EPE總線定義PS－ON#，5V SBS(2A)等信號，12V電源有5個管腳可承受7A電流，避免使用ATX電源時底板與CPU板之間控制連線；

5.EPE總線系統(tǒng)擴展接口在信號分布上優(yōu)先考慮高速控制信號走線，設置地信號和高速控制信號的針腳相鄰, 避免由于信號傳輸線上存在較大的分布電容的影響，從而增強了信號的完整性，增強了EMC性能，增強了高速信號對地的參考和屏蔽作用，使得PCI、PCIE擴展信號質量得到大大改善，保證了系統(tǒng)的可靠性；

6.整機系統(tǒng)采用了研祥獨創(chuàng)的“工業(yè)計算機運行狀態(tài)實時監(jiān)控智能系統(tǒng)”，它可以實時的監(jiān)控系統(tǒng)關鍵器件溫度及運行的內部環(huán)境溫度，并能實時通過計算機技術根據溫度狀況來控制散熱器件智能工作,根據不同的CPU溫度，溫控風扇會有不同的轉速調節(jié)與之對應，在此過程中，操作人員同時可以直接實時查看到變化中CPU內核溫度，通過此智能交互系統(tǒng)，能有效防范系統(tǒng)過熱運行，即使運行出現(xiàn)問題，也能在瞬間知道問題所在，為操作人員進行有效操作提供指南，避免其“知其然，不知其所以然”的尷尬境地。

8.整機系統(tǒng)采用注油減震墊對硬盤進行減震保護，在硬盤與其安裝支架之間采用注油減震墊進行軟連接，有效避免硬盤與支架在外界震動及沖擊作用力下的相互硬碰撞，從而有力保護硬盤不被震動或沖擊損壞；注油減震墊結構簡單、適用寬溫環(huán)境、使用壽命長、能對三維振動進行減震、兼容不同重量物體減震。