橫河DD馬達在光盤制造設備上的應用

分類：解決方案日期：2009-07-08 08:17:27 來源：廠商

數字光盤與信息社會發展同步，是當今社會發展最具潛力領域之一。高清晰度數字電視推廣與普及，數字電影院誕生，視頻、音頻，數字電影會向著PB級方向發展，光盤存儲容量、密度、傳輸速度、生產速度也將是永無止境提高。2006年DVDR光盤市場總容量已達35億片。橫河DD馬達DVDR制造設備使用，使光盤生產周期減小到4.5秒，每月每臺設備可以產出50萬片，大大提高生產效率，贏了市場競爭。

1 光盤生產工藝、設備介紹

“可錄式光盤”（CD-R）與“高密度可錄式光盤”（DVD+R/DVD-R）工序差別CD-R僅需要旋涂保護膠，再做固化，而DVDR則需要做雙面粘合作業。而DVD-R與DVD+R工序差別僅DVD-R需要多一道“預刻”作業。DVD-R/DVD+R生產工序：進料驗貨-物料安全庫存-塑料干燥-注塑白片-生產線（染料旋涂、金屬濺渡、粘合、固化、線檢測）-離線檢測機（質量檢驗）-DVD-R預刻-印刷-目檢-倉儲-出貨。

進行大量復制生產時，常采用“聚合碳酸鹽物質”作材料，而以注塑方式來生產光盤。特性是透明度佳、體積穩定、耐沖擊而不含雜志。注塑機由模具、溫度器與光盤傳送手臂等所組成。DD馬達作用就是完成光盤傳送手臂上傳動功能。通常傳送距離為180度是90度。傳送時間越短，生產效率體現就是單位時間內生產光盤數量增加。

2 橫河DD馬達產品特點

DD motor從字面上理解是直接驅動馬達（direct drive）,但實際上它并非是普通馬達，一種結構非常復雜，高精度，高性能特殊型交流馬達。之稱之為直接驅動，它采取轉子和運動載體直接連接方式，中間不再用其他過渡連接（減速機構，聯軸器等）。首先，我們先了解一下馬達內部構造和組成。

DD馬達結構為外轉子形式，與內轉子結構普通馬達不同，特別是其采用向心軸承可承受一定軸向力。其編碼器為光電型編碼器高解析度，一般為500,000ppr以上，并帶有原點和限位輸出。高水準制成工藝保證和高精度測量反饋，此種馬達定位精度可達秒級。（如DM1B系列絕對精度為15S，重復定位精度為2S）

驅動原理：DYNASERV DD motor采用是混合型結構。定子部分5是由永磁鐵4和線圈繞組3組成，永磁場回路1和勵磁場回路2產生磁力作用于齒隙7，使動子6依合成方向旋轉。此部分原理類似于永磁式步進電機，區別制作材料和精度要求極高。轉矩和速度特性也很相似，保持扭力大，運轉扭力轉速升高而降低。

為何要DVD制造設備中選用DD馬達作為光盤傳送手臂傳動機構？這要從它特點來說明。首先，間隙誤差被消除。普通傳動機構有減速機、聯軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環節，間隙誤差是肯定無法避免，尤其是長時間運轉所造成機械磨損更是無法補償。DD馬達恰恰能很好解決以上問題，DD直接驅動安裝方式，誤差被減為最少；它伺服特性也可以隨時修正誤差，達到最理想控制精度。其次，高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達選配編碼器分辨率很高，DR5C解析度為425,984PPR，電器控制精度高，已經超過普通伺服控制精度一個數量級。制作相當精密，最終精度控制一般可以達到5秒以內。第三，高剛性，結構緊湊，使用效率高。DD馬達剛性很強，與負載結合后特性很硬，其驅動器要求更高。最新型DYNASERV驅動器可以提供線增益調試和共振濾波。馬達中空獨特設計減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多安裝形式。組合后機械結構會更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。

圖4顯示了同樣輸出扭矩橫河DD馬達與NSK DD馬達旋轉180度與旋轉90度最小時間，可見采用永磁定子橫河DD馬達剛性、速度上都要高于NSK。也就是這小小提高決定了最終生產周期縮短。

3 橫河DD馬達產品光盤生產設備應用

目前光盤傳送手臂應用采用PLC控制，即PLC只提供輸入輸出點，接受到傳感器信號后，輸出一個高電平給DD馬達驅動器，驅動器事先內部設定好命令，實現旋轉90度、-90度。下面簡單介紹一下橫河GIII型驅動器是如何實現輸入點不同切換實現內部指令旋轉功能。

1）驅動器內部編寫運行列表。

橫河GIII驅動器運行列表有很多種類。可以內部實現相對位置點到點運行、絕對位置點到點、Homing功能、改變參數等。不同輸入點編碼切換，就可以運行不同table號碼，簡單實現運動控制。DVD光盤制造設備上都是table功能實現。橫河GIII驅動器一共有60組table可以進行任意設置與編輯。圖5、圖6為可編寫table列表與table詳細設定。以絕對位置點到點為例子，可以設定加、減速類型、加減速時間，運行速度以及目標位置等參數，以符合設備要求。

2）輸入點邏輯切換

GIII驅動器有12個輸入點可以使用，其邏輯與定義可以任意改變，功能包括 servo-on、start、stop、連續運行、輸入點選擇等如圖7所示。這里應用要使用輸入點選擇，即CODE_1、CODE_2、等，需要執行table號碼，比如設定004號table執行命令是正向旋轉90度，設定inpit1、input2、input3，3個輸入點就可以對table選擇進行編碼，004對應是1 0 0，即input3為高電平，其它為低電平，就旋轉了004號table。輸入點servo-on、start、stop也是必不可少，servo-on之后然后start，這樣就會完成正向90度運行。