（文章來(lái)源：中國(guó)工控網(wǎng)）

一家業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，專業(yè)從事亞微米級(jí)的貼片設(shè)備制造及翻新。他們憑借柔性的多片貼裝技術(shù)成為該領(lǐng)域的佼佼者。該公司開發(fā)了一款全自動(dòng)的貼片機(jī)，能夠從晶圓片中分揀出芯片，然后以極高的精度和速度進(jìn)行貼裝。這款機(jī)器采用一個(gè)XY龍門工作平臺(tái)，14個(gè)軸均由Elmo驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)，為設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制提供至關(guān)重要和無(wú)與倫比的性能。Platinum Maestro運(yùn)動(dòng)控制器作為主控制器，協(xié)調(diào)控制了所有軸的運(yùn)動(dòng)。

貼片機(jī)是自動(dòng)化設(shè)備，半導(dǎo)體工廠用它將分立的芯片貼裝在一起。在這一工藝過程中，以龍門架構(gòu)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，裝入晶圓，抓取芯片，并將它們貼放在最終位置。

Elmo的創(chuàng)新型方案，不僅解決了系統(tǒng)中許多現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)控制難點(diǎn)，還極大提升了性能。一個(gè)典型案例是氣浮龍門系統(tǒng)，帶一個(gè)XY工作平臺(tái)，平臺(tái)的作用是穩(wěn)定機(jī)械結(jié)構(gòu)和提供直線運(yùn)動(dòng)。氣浮系統(tǒng)采用一層薄薄的空氣替代了工作臺(tái)的機(jī)械接觸，以避免摩擦和抖動(dòng)。

如果要求運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在極高的加減速條件下達(dá)到極高的精度，那幺摩擦力可以忽略不計(jì)的平臺(tái)就變得更有價(jià)值。盡管如此，當(dāng)這樣的一個(gè)系統(tǒng)在緊急制動(dòng)時(shí)會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)，因?yàn)镾TO功能不會(huì)讓一個(gè)摩擦力近乎為零的系統(tǒng)馬上停下來(lái)。Elmo可以在驅(qū)動(dòng)器層使用動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能來(lái)解決這一問題，即在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部短路電機(jī)叁相來(lái)達(dá)到制動(dòng)的目的。電機(jī)制動(dòng)過程中產(chǎn)生的再生能量由Elmo驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)并最后消耗掉。

研發(fā)在潔凈室中運(yùn)行的半導(dǎo)體設(shè)備時(shí)，需要確保半導(dǎo)體設(shè)備不會(huì)在運(yùn)行時(shí)向空氣中釋放粒子，污染潔凈室，這一點(diǎn)非常重要。而在龍門系統(tǒng)中，工作臺(tái)的平行度和線性度不總是那幺理想，這會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生偏差，再加上不均勻負(fù)載的影響，可能會(huì)造成單邊負(fù)載磨損嚴(yán)重。這種摩損會(huì)向空氣中釋放粒子，污染潔凈室。

使用Elmo的EASII 軟件及其高級(jí)的誤差補(bǔ)償功能，將會(huì)完全避免這種情況。EASII 軟件可以幫助用戶創(chuàng)建一個(gè)同步誤差補(bǔ)償表格，可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償龍門同步偏差。經(jīng)過誤差補(bǔ)償，龍門雙驅(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)刻保持同步和平滑，從而極大地減少電機(jī)的內(nèi)部摩擦和空氣中的雜質(zhì)。

Elmo的Platinum Maestro運(yùn)動(dòng)控制器作為主控制器，協(xié)調(diào)14軸在系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)。Maestro多種編程方式使用戶編寫的C++程序，既可以在Maestro上運(yùn)行，也可以在32位的PC上運(yùn)行。編程方式切換通過簡(jiǎn)單操作即可實(shí)現(xiàn)，非常靈活，而且容易調(diào)試。所有14軸通過EtherCAT總線以1毫秒的循環(huán)時(shí)間進(jìn)行同步，同時(shí)支持第叁方設(shè)備。這家公司自己開發(fā)了基于UDP的通信協(xié)議，Elmo的Platinum Maestro運(yùn)動(dòng)控制器采用同樣的協(xié)議來(lái)和主機(jī)進(jìn)行通信。

Z軸安裝在龍門架上，當(dāng)設(shè)備抓取和放置芯片時(shí)，Z軸直接接觸芯片。Z軸的挑戰(zhàn)是雙重的：第一重挑戰(zhàn)是要有精確的力矩控制，確保接觸芯片時(shí)不損壞芯片，第二重挑戰(zhàn)是位置調(diào)整，該系統(tǒng)包含一個(gè)相機(jī)，Z軸位置由相機(jī)采集并通過主機(jī)發(fā)給軸控制器。

軸控制器收到位置信息后實(shí)時(shí)調(diào)整Z軸位置。這兩個(gè)挑戰(zhàn)，Elmo的解決方案基于“位置環(huán)切力矩環(huán)”功能。這一功能讓Z軸動(dòng)態(tài)從位置環(huán)切換到力矩環(huán)，可以讓Z軸在精準(zhǔn)的位置上限制扭矩大小來(lái)抓取芯片。Elmo的解決方案極大地縮短了工藝過程的時(shí)間，同時(shí)提高設(shè)備的整體產(chǎn)能。
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