[发明专利]一种用于贴片机的音圈电机控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于贴片机的音圈电机控制系统，其特征在于：包括控制器、电机驱动器和电机模组；所述控制器向电机驱动器输出控制信号，电机驱动器向电机模组输出驱动电流，电机模组向控制器反馈力信号，电机模组向电机驱动器反馈位置信号，并控制贴片机上的贴片头到达和远离芯片位置；所述控制器内设有开关一和选择开关，用于切换控制模式；

所述控制器还包括设定值一、设定值二、力信号比较器、积分器和转换系数，所述电机模组反馈的力信号经转换系数和开关一输入到力信号比较器，力信号比较器的另一个输入为设定值一的输出，力信号比较器的输出经积分器处理后输入选择开关，选择开关的另一个输入为设定值二的输出，选择开关向电机驱动器输出控制信号；

所述电机驱动器包括位置-电流双闭环装置，所述位置闭环为外环，位置闭环包括位置信号比较器和位置控制器，位置信号比较器的输入信号为控制器输出的控制信号和电机模组反馈的位置信号，位置信号比较器为位置控制器提供输入信号；所述电流闭环为内环，电流闭环包括电流信号比较器、电流控制器、功率放大和电流检测，电流信号比较器的输入信号为位置控制器输出的信号和电流检测反馈的信号，电流信号比较器为电流控制器提供输入，电流控制器为功率放大提供输入，功率放大的输出信号既向电机模组提供驱动电流，又为电流检测提供输入信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于贴片机的音圈电机控制系统，其特征在于：所述电机模组包括音圈电机、力传感器和光栅尺；所述力传感器和光栅尺设于音圈电机上，力传感器用于向控制器反馈力信号，光栅尺用于向电机驱动器反馈位置信号。

3.一种音圈电机控制方法，应用于如权利要求1或2任一所述的一种用于贴片机的音圈电机控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制器采用位置控制模式，贴片头到达芯片位置附近：根据实际工况对设定值二进行设定，将选择开关置于2的位置，接通设定值二的输出，电机模组控制贴片机上的贴片头向前行进设定值二的距离，实现贴片头快速到达芯片位置附近；

S2、控制器采用柔顺控制模式，贴片头到达芯片位置，完成芯片焊接：将选择开关置于1的位置，接通积分器的输出，并将开关一闭合，调整设定值一和转换系数的值，进而调整贴片头力的大小，使得贴片头到达芯片位置，并进行压力保持，芯片可靠接触焊盘，直至完成芯片焊接；

S3、控制器采用位置控制模式，高速回退：完成芯片焊接后，将设定值二设定为返回的初始位置，将选择开关置于2的位置，接通设定值二的输出，电机模组控制贴片机上的贴片头向后行进设定值二的距离，实现贴片头高速回退。

4.根据权利要求3所述的一种音圈电机控制方法，其特征在于：所述S2中贴片头到达芯片位置的具体计算过程为：

ΔW＝S_P×T

其中，△W为积分器输出的位置增量，Sp为设定值一的具体数值，T为积分器采样周期，通过调整Sp进而实现贴片头到达芯片位置。

5.根据权利要求3所述的一种音圈电机控制方法，其特征在于：所述S2中调整贴片头力的大小完成芯片焊接的具体过程为：

ΔW＝(S_P-F×K_F)×T

其中，F为力传感器检测值，K_F为转换系数的值，在进行芯片焊接时，积分器输出的位置增量为零，调整Sp和K_F的大小，进而调整F的大小，进而调整贴片头力的大小，完成芯片焊接；△W为积分器输出的位置增量，T为积分器采样周期；Sp为设定值一。

6.根据权利要求3所述的一种音圈电机控制方法，其特征在于：所述S2中贴片头到达芯片位置，并进行压力保持，其具体过程为：当电机模组反馈的力信号通过转换系数处理后与设定值一的数值大小相同，此时积分器的输入为零，积分器不进行积分，实现压力保持。