横河DD马达在光盘制造设备上的应用

分类：解决方案日期：2009-07-08 08:17:27 来源：厂商

数字光盘与信息社会发展同步，是当今社会发展最具潜力领域之一。高清晰度数字电视推广与普及，数字电影院诞生，视频、音频，数字电影会向着PB级方向发展，光盘存储容量、密度、传输速度、生产速度也将是永无止境提高。2006年DVDR光盘市场总容量已达35亿片。横河DD马达DVDR制造设备使用，使光盘生产周期减小到4.5秒，每月每台设备可以产出50万片，大大提高生产效率，赢了市场竞争。

1 光盘生产工艺、设备介绍

“可录式光盘”（CD-R）与“高密度可录式光盘”（DVD+R/DVD-R）工序差别CD-R仅需要旋涂保护胶，再做固化，而DVDR则需要做双面粘合作业。而DVD-R与DVD+R工序差别仅DVD-R需要多一道“预刻”作业。DVD-R/DVD+R生产工序：进料验货-物料安全库存-塑料干燥-注塑白片-生产线（染料旋涂、金属溅渡、粘合、固化、线检测）-离线检测机（质量检验）-DVD-R预刻-印刷-目检-仓储-出货。

进行大量复制生产时，常采用“聚合碳酸盐物质”作材料，而以注塑方式来生产光盘。特性是透明度佳、体积稳定、耐冲击而不含杂志。注塑机由模具、温度器与光盘传送手臂等所组成。DD马达作用就是完成光盘传送手臂上传动功能。通常传送距离为180度是90度。传送时间越短，生产效率体现就是单位时间内生产光盘数量增加。

2 横河DD马达产品特点

DD motor从字面上理解是直接驱动马达（direct drive）,但实际上它并非是普通马达，一种结构非常复杂，高精度，高性能特殊型交流马达。之称之为直接驱动，它采取转子和运动载体直接连接方式，中间不再用其他过渡连接（减速机构，联轴器等）。首先，我们先了解一下马达内部构造和组成。

DD马达结构为外转子形式，与内转子结构普通马达不同，特别是其采用向心轴承可承受一定轴向力。其编码器为光电型编码器高解析度，一般为500,000ppr以上，并带有原点和限位输出。高水准制成工艺保证和高精度测量反馈，此种马达定位精度可达秒级。（如DM1B系列绝对精度为15S，重复定位精度为2S）

驱动原理：DYNASERV DD motor采用是混合型结构。定子部分5是由永磁铁4和线圈绕组3组成，永磁场回路1和励磁场回路2产生磁力作用于齿隙7，使动子6依合成方向旋转。此部分原理类似于永磁式步进电机，区别制作材料和精度要求极高。转矩和速度特性也很相似，保持扭力大，运转扭力转速升高而降低。

为何要DVD制造设备中选用DD马达作为光盘传送手臂传动机构？这要从它特点来说明。首先，间隙误差被消除。普通传动机构有减速机、联轴器、齿轮、皮带或丝杠等中间环节，间隙误差是肯定无法避免，尤其是长时间运转所造成机械磨损更是无法补偿。DD马达恰恰能很好解决以上问题，DD直接驱动安装方式，误差被减为最少；它伺服特性也可以随时修正误差，达到最理想控制精度。其次，高解析度和高定位精度。DYNASERV DD马达选配编码器分辨率很高，DR5C解析度为425,984PPR，电器控制精度高，已经超过普通伺服控制精度一个数量级。制作相当精密，最终精度控制一般可以达到5秒以内。第三，高刚性，结构紧凑，使用效率高。DD马达刚性很强，与负载结合后特性很硬，其驱动器要求更高。最新型DYNASERV驱动器可以提供线增益调试和共振滤波。马达中空独特设计减轻了自身惯量，也给客户提供了更多安装形式。组合后机械结构会更加紧凑，使用效率比较其他方式最高。

图4显示了同样输出扭矩横河DD马达与NSK DD马达旋转180度与旋转90度最小时间，可见采用永磁定子横河DD马达刚性、速度上都要高于NSK。也就是这小小提高决定了最终生产周期缩短。

3 横河DD马达产品光盘生产设备应用

目前光盘传送手臂应用采用PLC控制，即PLC只提供输入输出点，接受到传感器信号后，输出一个高电平给DD马达驱动器，驱动器事先内部设定好命令，实现旋转90度、-90度。下面简单介绍一下横河GIII型驱动器是如何实现输入点不同切换实现内部指令旋转功能。

1）驱动器内部编写运行列表。

横河GIII驱动器运行列表有很多种类。可以内部实现相对位置点到点运行、绝对位置点到点、Homing功能、改变参数等。不同输入点编码切换，就可以运行不同table号码，简单实现运动控制。DVD光盘制造设备上都是table功能实现。横河GIII驱动器一共有60组table可以进行任意设置与编辑。图5、图6为可编写table列表与table详细设定。以绝对位置点到点为例子，可以设定加、减速类型、加减速时间，运行速度以及目标位置等参数，以符合设备要求。

2）输入点逻辑切换

GIII驱动器有12个输入点可以使用，其逻辑与定义可以任意改变，功能包括 servo-on、start、stop、连续运行、输入点选择等如图7所示。这里应用要使用输入点选择，即CODE_1、CODE_2、等，需要执行table号码，比如设定004号table执行命令是正向旋转90度，设定inpit1、input2、input3，3个输入点就可以对table选择进行编码，004对应是1 0 0，即input3为高电平，其它为低电平，就旋转了004号table。输入点servo-on、start、stop也是必不可少，servo-on之后然后start，这样就会完成正向90度运行。