LabVIEW在全自動點膠機中的應用

　　應用領域：工業(yè)自動化、工業(yè)視覺、運動控制

　　挑戰(zhàn)：運用LabVIEW+Vision+Motion的結(jié)合，迅速開發(fā)一套面向商用的全自動點膠機。

　　應用方案：應用NI的運動控制卡和視覺開發(fā)模塊，快速開發(fā)出一套全自動點膠機系統(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，快速找到被點膠二極管杯子XY像素坐標，經(jīng)過換算得到XY實際運動坐標，通過運動控制卡NI-7344和NI-6601脈沖卡，控制點膠閥運動和點膠。運動執(zhí)行系統(tǒng)采用了松下伺服系統(tǒng)，保證運動的準確。通過NI-6601脈沖卡控制點膠速度，保證了點膠一致性。由于采用了NI的運動控制和相關產(chǎn)品，使得開發(fā)時間大大縮短。給客戶將產(chǎn)品投入市場節(jié)省了大量時間成本。

　　正文：

　　1. 系統(tǒng)背景

　　LED(Light Emitting Diode)，發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(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，其中較為重要的一項極為LED點膠。在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。(對于GaAs、SiC導電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。) 工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。 由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。

　　調(diào)查顯示，2007年，我國全社會用電約24210億度,按照明用電占全社會用電的12%計算，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)品計算)，每年至少可節(jié)電726億度，相當于新建2個三峽電站或8至9臺百萬千瓦超臨界燃煤發(fā)電機組，可節(jié)約電廠建設經(jīng)費近千億元，每年節(jié)約原電煤近1252萬噸，若以燃煤發(fā)電每千瓦時排放0.638公斤二氧化碳計算，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，需要有相應的生產(chǎn)設備來支持，低速、噴膠精準度、膠量不均勻的機器已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求，因此市場需要一種高速點膠、膠量均勻并易控制的全自動點膠機。

　　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軸運動絲杠及相應機構(gòu)

　　2)運動控制器及伺服器

　　3) 點膠閥

　　4) 點膠閥控制設備

　　5) 視覺識別設備

　　NI PCI-7344步進/伺服運動控制器是National Instruments公司的中檔運動產(chǎn)品之一。該控制器簡單易用，推薦用于簡單的步進或直流電機控制和復雜的多軸運動控制。NI PCI-7344包括雙處理器和一個實時板載操作系統(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，在很短的時間內(nèi)就搭建了一套伺服運動控制系統(tǒng)。在點膠機中需要大量IO端口，NI-7344板卡也提供了多達32個數(shù)字IO通道口，用于一些夾具是否到位，氣閥開閉，點膠信號指示，以及報警燈控制等一些數(shù)字控制上。

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