機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在LED燈噴膠解決方案

市場(chǎng)應(yīng)用背景

隨著LED照明、顯示、汽車照明等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)LED品質(zhì)、顯色一致性和生產(chǎn)效率提出更高的要求，點(diǎn)膠廣泛應(yīng)用于LED的封裝工藝中（如：有點(diǎn)膠、灌封、模壓）。

其中LED燈熒光粉噴膠主要應(yīng)用于LED燈板、LED燈帶表面噴涂熒光粉膠，是制造白光LED和特定色溫LED的關(guān)鍵步驟，可解決色差、出光不均、黃圈、花邊等問題，可確保噴涂厚度均勻一致，并精準(zhǔn)控制LED色區(qū)濃度。

▲LED類型示意圖▲

LED燈熒光粉噴膠工藝：

LED燈熒光粉點(diǎn)膠，在白光LED封裝工藝流程中，需先將熒光粉、硅膠、稀釋劑充分混合，制成熒光粉膠，裝入噴膠機(jī)中，再壓縮空氣將熒光粉膠霧化成細(xì)小顆粒，形成均勻的細(xì)霧狀均勻噴涂于LED基板表面。

熒光粉膠的涂覆工藝在很大程度上決定了白光LED光色品質(zhì)和性能的好壞。如果白光的熒光粉膠涂覆厚度不均勻，會(huì)導(dǎo)致出射光局部偏黃或偏藍(lán)現(xiàn)象，以及大功率LED的光轉(zhuǎn)換效率、散熱性能和顯色指數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)下降。

▲LED燈熒光粉噴膠示意圖▲

市面上常見的LED燈熒光粉點(diǎn)膠方案:

人工點(diǎn)膠：

工人手持噴槍將預(yù)先調(diào)配好的熒光粉膠噴涂到目標(biāo)區(qū)域，噴涂速度慢、重復(fù)性差，不適合大規(guī)模生產(chǎn)，難以保證每次噴涂的厚度、均勻性完全一致，導(dǎo)致品質(zhì)波動(dòng)較大。

普通點(diǎn)膠機(jī)：

通常使用針筒點(diǎn)膠，控制小面積點(diǎn)膠量時(shí)較為粗糙，難以實(shí)現(xiàn)高精度噴涂，進(jìn)而影響品質(zhì)，同時(shí)執(zhí)行點(diǎn)膠設(shè)備通常需要Z軸逐點(diǎn)下降到達(dá)LED基板的特定位置點(diǎn)膠，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)的點(diǎn)膠作業(yè)，從而影響效率和點(diǎn)膠質(zhì)量。

自動(dòng)噴射點(diǎn)膠機(jī)：

通過噴嘴將熒光粉膠自動(dòng)噴涂到目標(biāo)區(qū)域，會(huì)存在輸出壓力不穩(wěn)定或噴嘴堵塞等問題，導(dǎo)致噴涂不均勻，進(jìn)而影響噴膠質(zhì)量，同時(shí)需要頻繁維護(hù)和清潔，增加設(shè)備停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)解決方案：

應(yīng)市場(chǎng)需求，正運(yùn)動(dòng)推出了基于機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)的LED燈視覺噴膠解決方案，實(shí)現(xiàn)了視覺與運(yùn)動(dòng)控制的一體化集成。

可應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)LED熒光粉噴涂應(yīng)用中，保證熒光粉膠充分均勻霧化，點(diǎn)膠流量一致，滿足嚴(yán)格的工藝要求，進(jìn)行高速高精噴膠應(yīng)用，提升生產(chǎn)效率、品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本。

通過XY控制，實(shí)現(xiàn)了不同軌跡類型的連續(xù)LED燈熒光粉膠噴涂作業(yè)。用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求靈活調(diào)整噴膠速度、噴膠面積范圍、熒光粉膠的混合比例和吞吐量，簡(jiǎn)化工作流程，以適應(yīng)不同LED燈的色譜和色溫等生產(chǎn)要求。色溫涂覆范圍3000～9000，噴粉適用厚度10微米～1500微米。

方案支持高速PSO、PWM、路徑規(guī)劃、多軸同步跟隨等功能，確保點(diǎn)膠軌跡平滑，膠量輸出穩(wěn)定和適應(yīng)多種點(diǎn)膠工藝需求。

可視化編程，編程簡(jiǎn)單易懂；

點(diǎn)膠閥可選，螺桿閥/氣動(dòng)/壓電閥，確保色溫分布更加集中；

點(diǎn)膠待機(jī)過程中噴嘴可自動(dòng)清潔，減少停機(jī)時(shí)間，提高效率；

CCD自動(dòng)定位和針頭位置校正，自動(dòng)識(shí)別工作臺(tái)面上LED基板的位置和方向，提高LED燈熒光粉膠噴涂精度，確保熒光粉膠均勻、準(zhǔn)確地噴涂在目標(biāo)區(qū)域；

具有自動(dòng)防固化功能，防止膠水阻塞噴嘴，保證噴涂厚度均勻和一致性，并減少材料浪費(fèi)，提高生產(chǎn)過程中的資源利用率；

軟硬件集成度高,VPLC系列控制器集成運(yùn)動(dòng)控制、視覺、輸入輸出控制等于一體，替代傳統(tǒng)的“控制卡+視覺+PLC”的硬件組合方案，可降低軟硬件初始采購(gòu)和維護(hù)成本，提高數(shù)據(jù)交互速率。

01 機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在LED燈噴膠解決方案

正運(yùn)動(dòng)LED燈視覺噴膠解決方案設(shè)計(jì)

24DI：接原點(diǎn)、限位、液位等傳感器，以及開關(guān)信號(hào)器等；

12DO：高速輸出口接工業(yè)相機(jī)的硬觸發(fā)輸入、噴膠閥、料筒吹氣和氣閥等；

EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器，控制其它軸運(yùn)動(dòng)；

6路差分脈沖輸出：接脈沖驅(qū)動(dòng)器，控制X、Y、Z軸；

3路擴(kuò)展模塊AD：連接噴閥、霧化、膠桶的壓力控制；

3路擴(kuò)展模塊DA：連接噴閥、霧化、膠桶的氣壓監(jiān)控；

RS232通信接口：接光源控制器；

EtherNET接口：千兆網(wǎng)口，接Gige面陣相機(jī)，實(shí)現(xiàn)視覺定位應(yīng)用。

運(yùn)動(dòng)控制與機(jī)器視覺工藝實(shí)現(xiàn)

▌機(jī)器視覺

視覺部分主要使用了雙Mark點(diǎn)定位，在平臺(tái)回零后，將兩個(gè)Mark點(diǎn)精確移至相機(jī)視野的中心位置，并記錄兩個(gè)平臺(tái)坐標(biāo)系中的位置中心，以此來確定點(diǎn)膠位置相對(duì)于Mark點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)。

由于產(chǎn)品位置相對(duì)于Mark點(diǎn)是固定不變的，因此在運(yùn)行過程中，僅需對(duì)Mark點(diǎn)進(jìn)行拍照，以確定產(chǎn)品相對(duì)于平臺(tái)的位置之后即可進(jìn)行點(diǎn)膠作業(yè)，無需對(duì)每個(gè)產(chǎn)品重復(fù)進(jìn)行拍照定位。

▌運(yùn)動(dòng)控制

『陣列加工』

通過選定目標(biāo)指令行號(hào)范圍實(shí)施線性陣列操作，設(shè)備能夠迅速創(chuàng)建多個(gè)一致的圖形，提高生產(chǎn)效率和一致性，以當(dāng)前點(diǎn)、A點(diǎn)、B點(diǎn)，三點(diǎn)生成陣列圖形。

『矩形噴膠』

矩形噴膠的起始點(diǎn)定位于矩形區(qū)域的左上角，涉及的參數(shù)包括噴涂長(zhǎng)度、噴涂寬度以及路徑間距。在實(shí)際編程應(yīng)用中，噴涂長(zhǎng)度與噴涂寬度可通過記錄針頭坐標(biāo)值的差值來確定，而起始坐標(biāo)則為矩形噴涂編程確認(rèn)時(shí)的當(dāng)前坐標(biāo)值。能夠顯著提高噴膠作業(yè)的效率與品質(zhì)，并確保噴膠過程的均勻性與一致性。

LED燈視覺噴膠工藝流程

解決方案應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

靈活的軌跡規(guī)劃：多段軌跡教導(dǎo)式編程，用戶可自由指定點(diǎn)膠軌跡，預(yù)設(shè)四邊形填充路徑，提高點(diǎn)膠效率和質(zhì)量；

精密調(diào)壓：比例閥通過電信號(hào)控制氣壓輸出，實(shí)現(xiàn)高精度的壓力調(diào)節(jié)；

異常處理機(jī)制：實(shí)時(shí)提供報(bào)警信息，在檢測(cè)到異常狀況時(shí)立即發(fā)出報(bào)警信息，協(xié)助操作人員及時(shí)處理問題；

清洗功能：按照預(yù)設(shè)的程序自動(dòng)執(zhí)行清洗任務(wù)，定期對(duì)噴嘴及霧化裝置進(jìn)行自動(dòng)清洗；

加膠功能：通過預(yù)設(shè)的參數(shù)，控制Z軸下降到設(shè)定的高度位置；

下料功能：加工完成后工作臺(tái)會(huì)將產(chǎn)品送到設(shè)定位置自動(dòng)下料；

試運(yùn)行功能：空跑試運(yùn)行可以驗(yàn)證編程中的點(diǎn)膠軌跡是否正確。

解決方案硬件配置

02 機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)VPLC532E

VPLC532E是一款基于Linux系統(tǒng)的EtherCAT總線視覺運(yùn)動(dòng)控制器，可脫機(jī)運(yùn)行，內(nèi)置了豐富的視覺和運(yùn)動(dòng)控制功能，大幅簡(jiǎn)化視覺與運(yùn)控項(xiàng)目的配置流程，核內(nèi)數(shù)據(jù)交互快，可顯著降低時(shí)間和成本投入。

VPLC系列機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)的安裝與拆卸過程便捷，占地空間小，還能與其它控制單元部件（如伺服驅(qū)動(dòng)器、傳感器、編碼器、控制閥等）無縫集成，提供一個(gè)完整端到端的視覺運(yùn)動(dòng)控制解決方案。

VPLC532E機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)，本身最多支持32軸，支持24+6數(shù)字輸入，12+6數(shù)字輸出，4路高速鎖存輸入，4路高速PWM和PSO硬件輸出，自帶6路高速脈沖軸+編碼器反饋，速度可達(dá)10M。

03 提供易用的可視化視覺點(diǎn)膠開發(fā)調(diào)試軟件

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)通過不斷深化擴(kuò)展VPLC系列視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在點(diǎn)膠行業(yè)的應(yīng)用，為用戶提供了簡(jiǎn)單易用的視覺點(diǎn)膠開發(fā)調(diào)試軟件。

軟件結(jié)合豐富的視覺、運(yùn)動(dòng)控制功能，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置，即可快速搭建視覺點(diǎn)膠項(xiàng)目程序，可大幅縮短項(xiàng)目開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，可滿足不同產(chǎn)品不同點(diǎn)膠工藝需求。

適用于粘接、噴射、密封、灌注、底部填充、滴膠、線/弧/圓點(diǎn)膠等多種點(diǎn)膠應(yīng)用場(chǎng)景。

▌功能齊全

支持點(diǎn)膠軌跡打點(diǎn)、線、圓、弧、連續(xù)線段、陣列、提前開關(guān)膠、手動(dòng)示教、相機(jī)示教、點(diǎn)膠工藝功能。

▌機(jī)器視覺糾偏

產(chǎn)品任意位置和角度擺放，視覺自動(dòng)識(shí)別并完成點(diǎn)膠、噴膠等作業(yè)。

▌操作界面友好功能齊全

調(diào)試編程操作簡(jiǎn)單便捷，支持在視覺圖像上進(jìn)行示教和點(diǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

審核編輯 黃宇

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國(guó)內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國(guó)內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺(tái)技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等。