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一． 概述
隨著現代工業的發展，對于產品制造加工所要求的精度越來越高，特別是在電子工業中，所要求生產加工的精度要求很高，在現代日常生活中，許多日用電子產品的更新換代特別快，所用的研制開發、生產周期特別短，而在此環節中，生產環節就顯得尤為重要，所以就對生產設備的要求也就越來越高，生產設備要能夠適應多種不同產品的生產，特別是新產品的生產適應能力，還要能夠保證產品的精度。在TFT生產中，在基板完成電路印刷等一系列的工作以后有一道工序，就是基板的切割，因為在前道生產根據設備和工藝的要求是一塊比較大的基板，在一塊大的基板上可能有好多塊小的基板組成，這根據制造面板本身的用途來定。如手機面板，目前在生產的一塊大的基板上有30到104塊不等的小的基板組成，這還要根據手機面板的尺寸來定，如圖1所示。經過切割以后，變成一片一片小的基板，如圖2所示。從圖2可以看出，基板由兩層玻璃組合而成，在兩層之間有印刷電路，而且在切割的時候上下不是在一條線上，而是成一個階梯狀，在TFT面的A處有印刷電路端子，切斷過程中絕對不能碰傷端子。在如圖3中所示，A-F中5個尺寸精度要全部達到±0.1mm，并且切斷后在基板的邊緣不能有毛邊，這樣就要在切斷過程中要很好的控制壓力、切入量，根據不同玻璃材質就要設定不同的壓力和切入量，另外切斷的步驟也是比較重要的，一般都采用的步驟是：①CF面 切②TFT面 剖③TFT面 切④C F面 剖。在現在劃線設備中都是采用的多把刀（以前都是單刀作業），一般在5-7把刀，此系統中采用了5把刀，在此系統中刀的切入量和左右運動都采用伺服系統來控制，而且都采用了高速運動，這樣能夠大大提高工作的效率。
二． 系統組成與工作原理
2.1 系統的硬件組成
圖3是本系統整個控制系統的原理圖，本系統采用Q06H CPU為控制單元，QD75D4和QD75D2為伺服系統的定位單元，還采用了兩個QJ74C24通訊模塊單元，其中一個與人機界面（A970GOT）連接，另外一個和畫像處理系統連接，畫像系統主要用于Mark點（也就是標記點）的識別，然后產生一個偏差的補正值。另外與QJ74C24相連接的PC1機是系統機械參數、工作參數設定以及切斷程序編制的專用機。PC1與PLC之間的通訊使用的是專門的通訊程序軟件。本系統的工作方式是采用偏差補正的方式。對于一個新的品種，首先要進行Mark點的識別，登錄，MARK點的形狀可以隨意，但一般采用的是’十’字為Mark點標記，如圖4所示，就是畫像處理系統對Mark點的認識過程，認識后產生一個偏差補正量，根據偏差量計算出基準位置。
2.2 軟件設計
本系統采用的是A970GOT人機界面，在本系統中人機界面起了非常重要的角色，是其他任何器件都代替不了的。人機界面總共有218個畫面組成，主要分兩大部分：一是正常的操作人員操作的主畫面，二是設備維修、調試人員進入的特殊功能畫面，此畫面只有工程師級身份人員才能進入，它的參數直接影響設備的正常工作，圖6為特殊功能畫面的結構圖，其中主要是參數設定方面，這里主要介紹軸的位置參數設定，在本系統中最主要的部分就是伺服系統，它是保證系統精度的核心，伺服系統的參數、數據設定是非常復雜的，圖6為伺服系統參數設定的基本框架結構圖，基本參數主要是單位設定、1脈沖的相當移動量、脈沖輸出模式、轉動方向、速度限制值、加減速時間、馬達選擇。詳細設定除了對上面敘述中一些進行了詳細設定以外，還對其他的功能進行了設定，如M代碼的取碼模式、速度模式、JOG運轉、手動脈沖的選擇、圓弧誤差補正等等。原點復位參數設定主要是復歸的方式、方向、原點地址、速度。定位用數據就是我們所要求系統如何去工作、工作的步驟、數據等內容。伺服系統的工作主要是對內部寄存器的地址進行操作，主要分為參數區、監視區、制御數據區、定位數據區、PLC的CPU內存區、塊傳送區幾個部分。在圖5系統圖中對各個位置的設定（QD75）主要是對基本定位數據的設定，包括定位識別子、M代碼、指令速度、定位地址/移動量、突停減速時間、圓弧地址，其中每軸共設定了30點位置，這樣可以有效的適應系統切割復雜程度不同的基板。在人機界面的軟件設計中，把與伺服系統相關的定位數據參數直接編寫在畫面中，可以有效的對系統進行調整，改變，在系統中不僅僅上面的這些數據，另外與定位有關的參數設定還有很多，在這里就不一一列舉，本系統是一個非常復雜的系統。
2．3 系統的工作原理
系統在機械參數設定好后，首先根據基板的劃線數據進行編程，確定劃線的數據、MARK點的數據、使用刀的數量、每把刀劃每條線的壓力、劃線的次數等， 以上參數有專門的軟件進行編輯。編輯完成后再通過PC1輸入PLC 的CPU，在完成數據的編輯后，軟件回自動生成切割的模擬畫面，確定基板劃線的每一步由哪幾把刀去做，在完成這一系列的工作后，就要放入基板試作劃線，根據系統設定，在放入基板后按下啟動按鈕，基板平臺會自動把基板送到影像處理系統的CCD的下面，在監視器上面看到的就如圖4所示，在MARK識別中與系統設定會有一個的偏差，根據這個偏差系統進行補正，現介紹一下補正過程，如圖7， 以第一把刀為例，刀1原點與CCD原點的X向距離D1在系統中設定為一定值，刀1與刀1原點的距離D2為在編制程序是產生，也為一定值，CCD原點與現在CCD之間的距離D3，在編制程序時有一個MARK的坐標值，D3即為基板的X向MARK坐標，D4為MARK點與刀1劃基板第一道線X向距離，在理想狀態下為一定值。即可以得出D1+D2=D3+D4，其中D1、D2為固定值，假設D5為CCD識別MARK點的動態坐標，偏差補正為△d，可以得出D5=D3±△d，如在理想狀態，CCD識別MARK點的X向坐標剛好為D3，即D5=D3，而每塊基板在放置的時候位置絕對會不一樣，所以都會有一個偏差△d，根據△d每次在CCD識別MARK點后向刀1移動的距離為D4±△d，這就是偏差補正的過程，其他的刀原理也是這樣，在偏轉劃線時也是根據CCD第一次MARK識別的坐標了確定的。在劃完了TFT面后，在 CF面對TFT面進行剖斷，然后在CF面劃線，再在TFT面對CF進行剖斷，這樣就完成了對基板的劃線。
三． 技術性能和特點
1. 系統采用了與人機界面相結合，使得系統的布線簡單、簡潔。
2. 采用了QD75系列的伺服系統定位單元，系統的度精能夠達到0.01um。
3. 伺服系統的輸出系統具有集電極開路輸出和差分輸出兩種工作方式，在應用時可以根據需要進行選擇。
4. 系統的定位范圍比較寬，單位可以用um、英寸、度設定。控制系統也比較多樣化，能夠實現PTP控制、跟蹤控制、速度控制、速度-位置控制、位置-速度控制，根據系統的需要可以選擇不同的控制系統，另外，還具有圓弧插補功能。
5. 系統響應的時間比較短，因而減少了不同步產生的機會。
6. 系統采用了影像處理系統，這樣就提高了系統的精度，對于一些要求不高的場合，系統在工作時影像系統可以選擇不使用，但這樣可以減少時間，增加工作的效率。
7. 本系統采用了多刀工作方式 ，這樣大大的提高了工作的效率，但同時增加了系統在設計時的復雜性。
8. 另外，QD75系列的伺服定位單元具有預讀起始功能，這樣可以減少定位起始的時間，可以保證快速多種應用的定位。對于QD75系列的定位單元還專門設計了設置/監控軟件——QP（GX-Configurator）這樣便于定位參數的設定，定位數據的生成和監控。
四． 結束語
本系統是一個比較復雜的系統，在定位方面要求比較高，它的主要工作部件就是伺服系統，對于伺服系統與PLC的編程是比較復雜的，而系統完成后，對于操作人員來說操作是非常簡單的。
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