LabVIEW在全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)中的應(yīng)用

　　應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)視覺、運(yùn)動(dòng)控制

　　挑戰(zhàn)：運(yùn)用LabVIEW+Vision+Motion的結(jié)合，迅速開發(fā)一套面向商用的全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)。

　　應(yīng)用方案：應(yīng)用NI的運(yùn)動(dòng)控制卡和視覺開發(fā)模塊，快速開發(fā)出一套全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)系統(tǒng)。

　　使用的產(chǎn)品：NI-7344，NI-6601，LabVIEW 8.6.1，Vision Module

　　介紹：

　　首先通過1394相機(jī)拍照獲得二極管杯子圖像信息，再通過NI Vision Module中自帶的一些視覺判斷模塊，快速找到被點(diǎn)膠二極管杯子XY像素坐標(biāo)，經(jīng)過換算得到XY實(shí)際運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，通過運(yùn)動(dòng)控制卡NI-7344和NI-6601脈沖卡，控制點(diǎn)膠閥運(yùn)動(dòng)和點(diǎn)膠。運(yùn)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)采用了松下伺服系統(tǒng)，保證運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確。通過NI-6601脈沖卡控制點(diǎn)膠速度，保證了點(diǎn)膠一致性。由于采用了NI的運(yùn)動(dòng)控制和相關(guān)產(chǎn)品，使得開發(fā)時(shí)間大大縮短。給客戶將產(chǎn)品投入市場節(jié)省了大量時(shí)間成本。

　　正文：

　　1. 系統(tǒng)背景

　　LED(Light Emitting Diode)，發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

　　在LED生產(chǎn)工藝流程及封裝技術(shù)生產(chǎn)步驟多大20幾項(xiàng)，其中較為重要的一項(xiàng)極為LED點(diǎn)膠。在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。(對于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。) 工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。 由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時(shí)間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。

　　調(diào)查顯示，2007年，我國全社會(huì)用電約24210億度,按照明用電占全社會(huì)用電的12%計(jì)算，2007年我國照明用電約2905億度，如我國照明裝置有50%采用LED燈具(按使用節(jié)電50%的低端產(chǎn)品計(jì)算)，每年至少可節(jié)電726億度，相當(dāng)于新建2個(gè)三峽電站或8至9臺百萬千瓦超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，可節(jié)約電廠建設(shè)經(jīng)費(fèi)近千億元，每年節(jié)約原電煤近1252萬噸，若以燃煤發(fā)電每千瓦時(shí)排放0.638公斤二氧化碳計(jì)算，每年還可減少4632萬噸二氧化碳排放。

　　LED生產(chǎn)需求量大同時(shí)，需要有相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備來支持，低速、噴膠精準(zhǔn)度、膠量不均勻的機(jī)器已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求，因此市場需要一種高速點(diǎn)膠、膠量均勻并易控制的全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)。

　　2. 系統(tǒng)組成及工作流程

　　系統(tǒng)主要有以下幾部分組成

　　1) 3軸運(yùn)動(dòng)絲杠及相應(yīng)機(jī)構(gòu)

　　2)運(yùn)動(dòng)控制器及伺服器

　　3) 點(diǎn)膠閥

　　4) 點(diǎn)膠閥控制設(shè)備

　　5) 視覺識別設(shè)備

　　NI PCI-7344步進(jìn)/伺服運(yùn)動(dòng)控制器是National Instruments公司的中檔運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品之一。該控制器簡單易用，推薦用于簡單的步進(jìn)或直流電機(jī)控制和復(fù)雜的多軸運(yùn)動(dòng)控制。NI PCI-7344包括雙處理器和一個(gè)實(shí)時(shí)板載操作系統(tǒng)，并具有多軸插值功能。

　　結(jié)合LabVIEW軟件及其范例查找器中豐富的范例程序，通過簡單的線纜連接，在很短的時(shí)間內(nèi)就搭建了一套伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。在點(diǎn)膠機(jī)中需要大量IO端口，NI-7344板卡也提供了多達(dá)32個(gè)數(shù)字IO通道口，用于一些夾具是否到位，氣閥開閉，點(diǎn)膠信號指示，以及報(bào)警燈控制等一些數(shù)字控制上。

　　此外控制光源、點(diǎn)膠閥的實(shí)際高度，用到NI-7344中內(nèi)置的8個(gè)模擬量輸入端口，通過這些端口可實(shí)時(shí)了解到光源及點(diǎn)膠閥的位置高度信息。