[发明专利]全自动集成电路封装设备合模电机高精度非线性控制方法

摘要

本发明公开了一种全自动集成电路封装设备合模电机高精度非线性控制方法，采用PLC作为运动控制器，带绝对编码器的直流伺服电机接入PLC由PLC控制，通过PLC中的位置控制方案和压力控制方案，带动下模具与上模具合模。本发明方法能够满足合模压力控制要求的情况下可达到较高的控制精度。

主权项

全自动集成电路封装设备合模电机高精度非线性控制方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、采用PLC作为运动控制器，带绝对编码器的直流伺服电机接入PLC由PLC控制，通过PLC控制直流伺服电机，使下模具处于不同的高度，在各个高度点用千分尺测量出上、下模具之间的距离Δx，并记下各点对应的绝对编码器的反馈值，其中上、下模具之间的距离Δx作为被控量，绝对编码器的反馈值作为控制量；（2）、以绝对编码器的反馈值即控制量为横坐标，上、下模具之间的距离Δx即被控量为纵坐标作坐标图，得到被控量与控制量的关系曲线图，采用曲线拟合的方法对关系曲线图进行拟合，得到控制量X和被控量Y的数学关系表达式为：Y = A + B₁*X + B₂*X² + B₃*X³ + B₄*X⁴ + B₅*X⁵，表达式中，A、B₁、B₂、B₃、B₄、B₅为系数，曲线拟合精度达到99.995%；通过现场标定测得的一系列的X、Y的值，使用Origin数据处理软件，通过曲线拟合的方式确定A、B₁、B₂、B₃等系数；（3）、将控制量X和被控量Y的数学关系表达式输入至PLC中，PLC以控制量X和被控量Y的数学关系表达式作为位置控制方案，通过直流伺服电机控制下模具运动至坐标图原点位置，在下模具上放入待封装的半导体集成电路裸片条带，然后PLC根据位置控制方案通过直流伺服电机控制下模具上升，直至上、下模接触并产生压力，位置控制方案结束；（4）、在PLC中设计变结构PID控制器作为压力控制方案，变结构PID控制器的表达式如下：，式中：，，，其中，、、、、、、、均为正的实常数，且为保证>0，必须有>，、、分别为比例、积分、微分常数，e为当前压力与目标压力的误差；采用工程整定的方法确定变结构PID控制器中、、、、、、、的值，整定时对、、、各项系数进行微调，直至压力控制的精度满足1‰的要求；（5）、PLC以变结构PID控制器作为压力控制方案，将上、下模具之间当前压力值与控制目标的差作为误差量，控制目标是指预期设定的上下模具间的合模压力，并通过直流伺服电机对下模具进行控制，直至上、下模具之间的控制压力达到预期的压力值。