助力多工位五軸點膠設備

效率與精度革命

-GSN運動控制卡+GSHD伺服驅動器-

在日新月異的科技浪潮中，全自動點膠技術逐漸成為行業主流。如今的全自動點膠設備不僅能夠自動完成從上料、下料、定位到點膠等一系列工作流程，更憑借強大的三維路徑點膠能力，設備可根據產品的復雜形狀和點膠需求，精準規劃最優的點膠路徑。以不規則的曲面產品點膠場景為例，設備通過預先導入的產品三維模型，可自動生成完美貼合曲面的點膠軌跡，實現高精度的點膠作業，而多工位五軸點膠設備的問世，更是將這一進程推向并行化與智能化的全新高度——它不僅是3C生產設備的一次關鍵升級，更標志著終端生產模式迎來質的飛躍。

隨著產品向小型化、精細化加速演進，用戶對零部件的裝配精度與連接可靠性的要求日益嚴苛。在此背景下，點膠設備憑借微米級的點膠精度，成為滿足微型電子元件、生物醫療器械等高端產品制造需求的核心設備，因此，高精度點膠工藝不僅是支撐現代科技產品高性能的關鍵環節，更直接推動了產品小型化、集成化的發展進程。

客戶需求

· 點膠軌跡：從傳統的直線插補、圓形插補和曲線插補進化為空間圓弧插補、空間橢圓插補和空間漸開線插補等；

· 點膠效率：點膠速度：5~60mm/s，點膠加速度：1~20m/s2；

· 點膠精度：膠體線由≤1mm到≤0.1mm，點膠精度由≤0.1mm到≤0.01mm；

· 點膠設備結構進化：三軸點膠到單工位五軸點膠再到多工位五軸點膠，多工位五軸點膠實現了更高的點膠效率，更靈活的點膠角度，同時多工位架構使設備潛力進一步釋放。

工藝流程

· 五軸機床標定：標定機床旋轉軸的旋轉中心、旋轉向量、XYZ垂直度、標定相機與點膠頭之間的偏移；

· 軌跡提取：由于工件本身存在公差、物料擺放存在誤差，所以需要通過手動示教或者平面相機與3D相機根據模板生成點膠的軌跡；

· 五軸聯動點膠：根據生成的軌跡控制運動，保證五軸勻速運動，使用I/O或PSO控制點膠閥出膠，保證運動與出膠同步；

· 五軸聯動掃描-點膠檢測：使用3D線掃相機生成的點膠軌跡，對加工后的膠路進行檢測。

應用場景

曲面屏手機中框和各種類型屏幕的同步點膠

耳機、助聽器和VR智能眼鏡等

穿戴設備的曲面點膠

汽車制造行業針對LED大燈等

異形復雜曲面的高精密點膠

固高科技解決方案

固高科技的GSN系列高性能多軸網絡運動控制卡+GSHD系列高性能伺服驅動器的整體解決方案，可實現X/Y軸的重復定位精度達到±0.005mm、Z軸的重復定位精度達到±0.01mm和A/C軸重復精度達到≤15"；其中X/Y軸采用直線電機驅動、Z軸采用旋轉伺服電機+絲桿驅動、A/C軸采用DD馬達驅動。

圖1  工藝拓撲圖

? 加工精度提升：采用五軸非正交模型算法，可以補償機械安裝垂直度，并提升了50%~100%的加工精度；

? 標定與調試優化：五軸標定軟件以高精度算法計算模型數據，精度達±0.02mm，標定時長由0.5天縮短至0.5h；五軸數據分析工具可快速判斷軸的動態性能，給出調試建議，將調試時長由1天縮至1h；

? 數據采集增強：基于固高自主知識產權的gLink-II總線的高速采集功能，可同步捕獲多軸PSO觸發位置，采集頻率為100K、微米級精度，可以大幅提升3D線掃相機的軌跡生成精度；

? 功能優勢：RTCP功能讓控制器自動補償運動，簡化編程，減少人為誤差，提高效率與一致性；五軸前瞻和PSO功能確保拐角膠點平滑，膠路無斷膠或堆膠。

01 X軸直線電機加工時曲線

加工最大速度0.05m/s；加速度20m/s2；全程誤差≤5μm，編碼器讀數頭0.5μm，誤差單位為Pulse(脈沖)。

02 Y軸直線電機加工時曲線

加工最大速度0.05m/s；加速度20m/s2；全程誤差≤4μm，編碼器讀數頭0.5μm，誤差單位為Pulse(脈沖)。

03 Z軸旋轉伺服電機加工時曲線

加工最大速度155rpm；加速度5.6r/s2；全程誤差≤5μm，編碼器分辨率1048576，絲桿導程25mm，誤差單位為Pulse(脈沖)。

04 A軸DD馬達加工時曲線

加工最大速度33.4rpm；加速度5.6r/s2;全程誤差≤15"，編碼器分辨率8388608脈沖對應360°，誤差單位為Pulse(脈沖)。

05 C軸DD馬達加工時曲線

加工最大速度33.4rpm；加速度5.6r/s2;全程誤差≤15"，編碼器分辨率8388608脈沖對應360°，誤差單位為Pulse(脈沖)。

固高科技于1999年由香港科技大學的李澤湘、高秉強、吳宏三位機器人、微電子和運動控制領域的國際知名學者和專家所創辦，是亞太地區首家擁有自主知識產權, 專業從事運動控制及智能制造核心技術研究與開發的高科技企業，是國內外全互聯智能制造綜合解決方案提供商之一。固高科技專注于運動控制、伺服驅動、多維感知、工業現場網絡和工業軟件五個方向的核心技術研究，通過深入的國內外合作、產學研相結合、積極培育系統集成商等創新的商業模式，將固高科技的運控技術及產品廣泛應用于微電子、機器人、數控機床、電子加工、檢測、印刷、包裝及生產自動化等工業控制領域。