贝加莱PCC及ACOPOS伺服在刻蚀线上的应用
1 简介
1 . 1 系统简介
系统为普通糟孔荫罩刻蚀线，主要包括开卷部分、刻蚀腔体部分、第一水洗部分、电解剥离部分、最终水洗部分和最后的烘干及撕边部分。
表面有光致抗刻蚀剂的成卷钢带，在开卷部分被拉开，并送人刻蚀腔体。腔体刻蚀液为FeC13 , 与钢带的无光抗部分反应，形成槽孔。第一水洗的作用为停刻蚀，将荫罩表面的FeC13 均匀地完全去除。剥离部分用于剥离钢带表面的光抗，剥离液为NaOH 。最终水洗除去钢带表面的NaOH 和杂质。烘干部分烘干钢带表面的水分，防止生锈。之后钢带进人撕边机，撕去荫罩四周的废边。刻蚀生成的工艺过程如图1 所示。
开卷 → 刻蚀 → 第一水洗 → 电解剥离 → 最终水洗 → 烘干 → 撕边
图1 刻蚀生产线工艺过程
刻蚀腔体部分为整个系统的关键，其刻蚀的效果直接影响到产品的合格率。整个刻蚀过程有6 个腔体，每个腔体中有上下两对喷嘴，分别由两台电机控制，电机控制喷嘴来回摆动。因此整个刻蚀部分由12 台电机组成。由于电机不断来回摆动，这里称之为摇摆电机。
1 . 2 摇摆电机运动简介
根据工艺要求电机必须按照一定轨迹运行，而且不同的电机运行轨迹有所区分。由于对运行曲线的高要求，摇摆电机的控制选用了B&R 的PCC 及ACOPOS 伺服控制器。
在上位机，工作人员给定一条轨迹上的16 个点，如图2 所示，其中横轴为位置，纵轴为速度。12 台电机每台都有一条设定的曲线。PCC 除了完成对电机的起动、停止、运行等逻辑控制外，主要的功能就是控制电机按一定的轨迹运动，使得这个轨迹同时经过所设定的16 个点，并且保证电机运行的平稳。由于要求快速响应和高控制精度，摇摆部分使用同步伺服电机进行运动控制。之前使用东芝公司的PLC ，有摆动不平滑的问题，因此改用B&R 开发的高性能控制器PCC 。PCC 在控制器中使用嵌人式操作系统，且设备层网络采用实时以太网，可以实现非常高的实时控制要求。
图2 摇摆电机轨迹点设置
2 B&R PCC 及ACOPOS 伺服
2 . 1 B&R PCC 硬件配置
摇摆部分采用了B&R 2005 , 2005 系列CPU 是B&R 第四代控制系统SG4 ，采用的是Intel 处理 器，包括了电源模块、CPU 模块、数字输入输出模块。其中CPU 的PCI 总线插槽中插人了Power Link 网络适配器。若采用PowerLink 串联，最多只能串联10 台伺服控制器，本系统采用Power Link IF786 及一个HUB 将12 台电机分成两条串联支路进行实时控制。数字输人模块用于起动、停止、紧急停止、12 台电机的Readay 、找原点信号输人。数字输出用于电机运行、电机故障、12 台电机寻找原点的状态指示。
上位机与PCC 可以通过RS232 与以太网进行通信。RS232 作为编程口。以太网作为实时通信口，用于数据的上传与下载。将上位机设定的运动曲线实时传给PCC ，同时将实际运动位置、速度、电流及故障信息传给上位机。
图3 给出了一台电机的伺服控制器与共他硬件设备的连接图。电机控制器采用了B&R ACOPOS 伺服控制器。伺服控制器插人了Power Link 模块AC112 ，用于和前后两台伺服控制器相连；AC122 为旋转编码器模块，用于电机的速度与位置检测。ACOPOS 1090 本身提供了温度信号检
测（T ＋、T 一），抱闸信号输出（B 一、B + ) 和其他控制信号。在现场，同时安装了三个光耦给定电机运行的正向极限位置、反向极限位置和原点位置。在运行前电机首先找到原点光耦所在位置定为O 位，然后根据设定曲线运行。而正、反向极限光耦信号起到了保护作用，当光耦给出信号时，伺服将给出极限故障信息并且停止运行。
图3 伺服控制器与外围连线
