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音圈电机转塔式测试分选机直驱网口应用控制优势
音圈电机转塔式测试分选机直驱网口应用控制优势
转塔式测试分选机是一种主电机在中心，各个测试工位按照工序均布在主电机周围的一种半导体设备，本文分享配置音圈电机的转塔式测试分选机运动控制方案；
1 转塔式测试分选机介绍
转塔式测试分选机是一种主电机在中心，各个测试工位按照工序均布在主电机周围的一种测试设备，半导体产品随着主电机每一步的旋转被送到各个测试工位进行加工测试，最后被送到包装工位包装成产品或者进行分类回收。此种主转盘在中心、各工位均布在其周围的设计模式具有占地面积小，精度高，速度高等特点，被广泛应用于小型片式半导体分立元件后道工序生产中。可以完成的基本功能包括：自动快速上料，去除静电，Mark检测，外形检测，电性能侧测试，废品回收，自动包装。一些功能较多的转塔式测试分选机由于测试系统安装位置的原因，会另外设置一个副转盘以扩大产品的传送范围。
转塔式测试分选机在二十世纪九十年代广泛应用于大型半导体封装测试企业中。根据行业内的主流研究，根据其性能和运动实现方式将其种类分为三种：
第一种转塔式测试分选机采用转盘整体升降的设计方式，其主旋转运动和转盘升降运动均采用机械和气动混合结构实现，此种设计方式成本低，控制简单，但是生产效率和功能的灵活性比较差。
第二种转塔式测试分选机为独立升降转塔式测试分选机，主旋转运动采用直驱电机技术，升降运动使用多轴控制技术，用伺服凸轮完成工位独立升降。这种设计模式相比第一种提高了机器的生产效率，也使得其功能的灵活性较大的提高，但是此种机器控制平台较为复杂，制造成本较高。
第三种转塔式测试分选机与第二种的主要区别在于升降运动轴也采用音圈电机直驱电机技术，这种设计模式相比传统的伺服凸轮解决方案相比生产效率更高，灵活性更强，更适合市场上增长最快的晶圆级封装测试。但此种机器控制平台更为复杂，制造成本更高。
2 转塔式测试分选机技术要求(这里只介绍后两种机型)
(1)常规转塔式分选机技术要求如下(伺服凸轮)：
l 16 - 24个工位/ 15°- 22.5°旋转角度;
l 单工位转动时间:18 - 22毫秒;
l 向下/向上Z轴的平均移动时间:10ms左右 / 10ms左右;
l 转盘惯性:0.003 ~ 0.020 kg.m2之间;
l 测试时间:40 - 60毫秒;
l 产能:40 - 60 k UPH;
l 下压轴重复精度: 5~10微米。
(2)晶圆级转塔式分选机技术要求如下(音圈电机)：
l 24-32个工位/ 11.25°- 24°指数;
l 单工位转动时间:35-50毫秒;
l 上下Z轴移动时间:8ms / 8ms;
l 转盘惯性:0.02~0.5 kg.m2之间;
l 测试时间:50 - 100ms;
l 产能:15 - 30 k UPH;
l 软着陆力控。
3 音圈电机转塔式测试分选机直驱解决方案
(1) 设备：半导体测试分选机/编带机
(2) 配置：伺服驱动器+音圈电机/空心杯电机
(3) 工艺：PP-> PV+限制力矩->PP
(4) 产品价值：
l 尺寸小：直接安装到旋转+下压轴，节省空间、省线缆，提高可靠性;
l 软着陆工艺：快速PP/PV模式切换，实现高精密力控，快速响应8ms。
4 直驱驱动器介绍
直驱驱动器的性能特点如下：
l 尺寸小(功率密度大)：尺寸只有73*40*35mm，额定0-750w，瞬时功率达到3kw;
l 带宽高：电流环带宽4500 Hz、速度环1500Hz;
l 精度高：达到0.01A高精密电流控制;
l EMC小：满足医疗行业EMC标准等级;
l 功耗低：效率可到99%;
l 温度范围广：常温0C°~+50C*，低温-40C°~+50C°， -55C°~+50C 和-70C°~+50C°;
l 质量高：满足IEC61800标准， 通过CE和ROHS认证;
l 主控适配强：支持EtherCAT、CANopen、Modbus、脉冲、模拟量，支持CIA402协议，可以适配倍福、欧姆龙、ACS、科尔摩根、施耐德和国内主流厂商等标准控制器;
l 电机兼容性强：同时支持旋转伺服电机、DD马达(力矩电机)、音圈电机、直线电机、无刷电机、有刷电机、空心杯电机、步进电机、无框电机、减速电机等;
l 编码适配广：支持增量式、绝对值(BISS-C、SSI、Endat2.12.2、 Tamagawa、Panasonic等)、Hall编码器、 SINCOS。
5 软着陆力控介绍
直驱软着陆力控采用了三种模式的结合，在符合条件的情况下进行三环的切换：
l PP位置段：快速，提高效率节省时间;
l PV速度端：稳定，速度可控不过冲;
l PT力矩段：精准，可实现最小1g±0.1g精确控制。
6 传统伺服 vs 微型伺服系统方案对比
传统伺服方案的线缆数包括：(4 根电源线 + 4 根动力线 + 5~13 根编码器线 + 2 根网线 +2 根馈能线 +4~10 根数字信号线 +2 根模拟信号线 +2 根 STO)* ，轴数N随着轴数增加，线缆数量变得越来越大，系统可靠性会逐渐降低；
多轴微型伺服系统的拖链线包括：1 根网线 +1 根电源线， 无论多少轴数，电控柜和拖链线不变，系统性能和可靠性大幅提高；
