CN110764406A - 一种led焊线机用的高性能温度控制系统 - Google Patents
一种led焊线机用的高性能温度控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110764406A CN110764406A CN201911046654.7A CN201911046654A CN110764406A CN 110764406 A CN110764406 A CN 110764406A CN 201911046654 A CN201911046654 A CN 201911046654A CN 110764406 A CN110764406 A CN 110764406A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating
- temperature
- deviation
- temperature control
- parameters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
- G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0265—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
- G05B13/0275—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using fuzzy logic only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/22—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element being a thermocouple
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
本专利提供一种LED焊线机用的高性能温度控制系统，加热块中，包括多根加热棒；其中所述温度传感器设置在所述加热块之间，以采集加热块的温度数据；控制器，包括PID模块，根据温度给定值和温度实际输出值构成温度控制偏差参数，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量；模糊化模块，温度控制偏差参数根据各模糊子集的隶属度赋值表进行模糊化处理；模糊推理模块，根据模糊化处理后的参数，推理得到PID模块将偏差的比例、积分和微分的修正参数，所述加热棒驱动器，根据修正参数修正后的控制量控制所述加热快的加热棒。克服了采用PID控制对焊线机温度控制的不足，提升了系统的动态和静态特性，增强了系统的适应性和鲁棒性。
Description
技术领域
本专利属于焊线机技术领域，具体而言涉及一种LED焊线机用的高性能温度控制系统。
背景技术
LED焊线机是以金属引线连接芯片焊盘和封装管脚的半导体关键设备。热压超声金属键合的原理是：对金属丝和压焊点同时加热和加超声，接触面便产生塑性变形，并破坏界面的氧化膜，使其活性化，通过接触面两金属之间的相互扩散而完成连接。键合温度是金属键合一项基本条件。若键合温度过低，无法使金属之间活化完成键合，而键合温度过高，会加剧材料之间的形变而影响键合质量，还有可能造成键合芯片的损坏。
LED焊线机的加热系统位于物料输送载台。分为两部分，预加热部分位于物料输送入口，主加热位于焊线区域，都设计有如图所示的加热块。焊线机在正常工作时，要完成一个单元的焊线，主加热模块会对若干阵列的材料进行加热，然后机台进行图像识别，焊头系统加压加超声进行焊线。要保证不同区域之间焊线质量的一致性，加热块上方需要均匀的温度分布。随着竞争的日益激烈，市场对产品性价比要求越来越高，同时对LED焊线机的UPH和工艺稳定性提出了更高的要求。伴随着线径更小或者含金量更少的合金线以及采用更薄镀银层的支架材料的应用，更是把这种需求推向了极致。提高加热块温度快速性和均匀性对提高焊线机的生产能力和工艺指标有重要意义。
加热系统的温度控制主要通过温度控制器来完成，当温度控制器接收到设定温度指令后，对比设定温度和加热块温度，进行相应的动作。目前传统的温度控制装置采用传统PID进行控制，存在加热块表面温度分布不均匀、加热等待时间长、调整过程超调量大等缺点，已经不能满足快速发展的焊线机工艺要求。
发明内容
本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种LED焊线机用的高性能温度控制器，使用该温度控制器的LED焊线机，有效地解决传统温度控制装置控制加热块表面温度分布不均匀、加热等待时间长、调整过程超调量大等缺点，同时提高了其生产能力与工艺指标。
为了解决上述技术问题，本专利提供的技术方案包括：
一种LED焊线机用的高性能温度控制系统，其特征在于，所述系统包括加热块、温度传感器、加热棒驱动器和控制器；所述加热块中，包括多根加热棒；其中所述温度传感器设置在所述加热块之间，以采集加热块的温度数据；控制器，包括PID模块，根据温度给定值和温度实际输出值构成温度控制偏差参数，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量；模糊化模块，温度控制偏差参数根据各模糊子集的隶属度赋值表进行模糊化处理；模糊推理模块，根据模糊化处理后的参数，推理得到PID模块将偏差的比例、积分和微分的修正参数，所述加热棒驱动器，根据修正参数修正后的控制量控制所述加热快的加热棒。
优选的，在加热块中同时均匀设置三根一样的加热棒。
优选的，所述偏差参数包括偏差和偏差变化率。
本专利利用了LED焊线机温度控制当中温度参数的控制偏差适于采用模糊化处理的特点，将模糊化处理和PID控制相结合，采用自适应模糊PID控制，克服了采用PID控制对焊线机温度控制的不足，提升了系统的动态和静态特性，增强了系统的适应性和鲁棒性。
附图说明
图1是本专利具体实施方式中系统的结构图。
图2是本专利控制器的结构图。
图3是本专利算法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明，需要指出的是，该具体实施方式仅仅是对本专利优选技术方案的举例，并不能理解为对本专利保护范围的限制。
如图1所示，本专利提供了一种LED焊线机用的高性能温度控制系统，所述系统包括加热块、温度传感器、加热棒，控制器。
其中所述温度传感器设置在所述加热块之间，以采集加热块的温度数据，所述温度传感器采用热电偶式传感器或者其他传感器来实现，这在本领域有广泛记载。
在加热块表面中间位置放置一个热电偶作为温度传感器，通过所述温度传感器采样加热块的温度。在加热块中均设置三根一样的加热棒，用于执行温度控制器计算出来的加热指令。通过三根加热器，能够有效的控制加热块的温度均匀。并且，通过本实施例中的模糊算法，能够有效的保证三个加热器同时顺畅的工作。
所述控制器采用自适应模糊PID控制，将模糊控制与PID控制结合起来，克服了传统PID控制得不足，提升了系统的动态和静态特性，增强了系统的适应性和鲁棒性。
控制器如图3所示，包括PID模块、模糊化模块和模糊推理模块。
所述PID模块，根据给定值和实际输出值构成控制偏差参数，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。在本具体实施方式中如图2所示，给定值r(t)即为给定的温度命令，实际输出值由所述温度传感器采集获得，将给定的温度命令与实际的输出温度之间控制偏差通过PID模块将偏差的比例P、积分I和微分D通过线性组合构成控制量，对受控对象进行控制。
在本实施例中，所述偏差参数包括偏差e和偏差变化率ec，输出是△Kp，△Ki，△Kd，分别用来调节P，I，D的值控制器的初值，由机台标定时，用户根据末端检测效果测定进行输入，这样保证了用户对参数控制的宏观调节。在基准工况下，控制器在相近的工况下进行及时修正，可以使调节时间最优。
模糊化模块，将当前系统的控制偏差参数，包括偏差e和偏差变化率ec，根据各模糊子集的隶属度赋值表进行模糊化处理。
模糊推理模块，预谋化处理后的参数，推理得到PID模块将偏差的比例P、积分I和微分D的修正参数△Kp，△Ki，△Kd；
所述控制器根据修正参数修正所述PID模块的控制参数得到新的控制参数后控制加热块和三根加热棒来实现所述，系统的准确温度控制。
通过计算当前系统误差e和误差变化ec，根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型，在程序中设定好PID修正参数的模糊矩阵表，算法运行时在线查出修正参数，然后通过运算得到新的KP，KI，KD。其工作流程如图所示。
利用新的加热块温度控制装置，将主加热块上方的压板从0调整到250℃，压板上的温度均匀性控制在±3℃以内时，系统调节时间缩短到ts＝300s，超调量σ％约为3％。加热系统效率大幅提高，缩短了待料时间，提升了焊线的品质。
Claims (3)
1.一种LED焊线机用的高性能温度控制系统，其特征在于，所述系统包括加热块、温度传感器、加热棒驱动器和控制器；
所述加热块中，包括多根加热棒；
其中所述温度传感器设置在所述加热块之间，以采集加热块的温度数据；
控制器，包括
PID模块，根据温度给定值和温度实际输出值构成温度控制偏差参数，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量；
模糊化模块，温度控制偏差参数根据各模糊子集的隶属度赋值表进行模糊化处理；
模糊推理模块，根据模糊化处理后的参数，推理得到PID模块将偏差的比例、积分和微分的修正参数，
所述加热棒驱动器，根据修正参数修正后的控制量控制所述加热快的加热棒。
2.根据权利要求1所述的一种LED焊线机用的高性能温度控制系统，其特征在于，在加热块中同时均匀设置三根一样的加热棒。
3.根据权利要求1所述的一种LED焊线机用的高性能温度控制系统，其特征在于，所述偏差参数包括偏差和偏差变化率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911046654.7A CN110764406A (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种led焊线机用的高性能温度控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911046654.7A CN110764406A (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种led焊线机用的高性能温度控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110764406A true CN110764406A (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=69334550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911046654.7A Pending CN110764406A (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种led焊线机用的高性能温度控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110764406A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5173224A (en) * | 1990-09-10 | 1992-12-22 | Nissei Jushi Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuzzy inference thermocontrol method for an injection molding machine with a pid control |
| GB2400923A (en) * | 2003-04-25 | 2004-10-27 | Falmer Investment Ltd | Adaptive fuzzy logic temperature control |
| CN203054645U (zh) * | 2012-12-31 | 2013-07-10 | 广东科杰机械自动化有限公司 | 用于金丝球焊线机的自动温度控制器 |
| CN104808708A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-29 | 重庆工商职业学院 | 一种炉温度控制系统中模糊pid参数自整定的方法及系统 |
| CN104850010A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-08-19 | 北京工业大学 | 一种基于模糊控制的脉动真空灭菌器的智能控制方法 |
| CN107608415A (zh) * | 2017-07-11 | 2018-01-19 | 湘潭大学 | 一种基于模糊pid控制的电加热纯蒸汽发生器 |
| CN109365647A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-22 | 春兴精工（常熟）有限公司 | 一种用于笔记本产品的下压式热压整形四板模治具 |
| CN109445287A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 西安西驰电气股份有限公司 | 一种基于plc板卡的内置pid模糊控制方法 |
| CN109656138A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-19 | 龙口盛福达食品有限公司 | 一种基于模糊推理的白酒酿造过程温度智能控制方法 |
-
2019
- 2019-10-30 CN CN201911046654.7A patent/CN110764406A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5173224A (en) * | 1990-09-10 | 1992-12-22 | Nissei Jushi Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuzzy inference thermocontrol method for an injection molding machine with a pid control |
| GB2400923A (en) * | 2003-04-25 | 2004-10-27 | Falmer Investment Ltd | Adaptive fuzzy logic temperature control |
| CN203054645U (zh) * | 2012-12-31 | 2013-07-10 | 广东科杰机械自动化有限公司 | 用于金丝球焊线机的自动温度控制器 |
| CN104850010A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-08-19 | 北京工业大学 | 一种基于模糊控制的脉动真空灭菌器的智能控制方法 |
| CN104808708A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-29 | 重庆工商职业学院 | 一种炉温度控制系统中模糊pid参数自整定的方法及系统 |
| CN107608415A (zh) * | 2017-07-11 | 2018-01-19 | 湘潭大学 | 一种基于模糊pid控制的电加热纯蒸汽发生器 |
| CN109365647A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-22 | 春兴精工（常熟）有限公司 | 一种用于笔记本产品的下压式热压整形四板模治具 |
| CN109656138A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-19 | 龙口盛福达食品有限公司 | 一种基于模糊推理的白酒酿造过程温度智能控制方法 |
| CN109445287A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 西安西驰电气股份有限公司 | 一种基于plc板卡的内置pid模糊控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20110180518A1 (en) | Resistance welding method | |
| CN108248043B (zh) | 一种3d打印机的辅助加热设备及其控制方法 | |
| US4674670A (en) | Manufacturing apparatus | |
| JP2005199300A (ja) | プレス加工方法 | |
| US20110146854A1 (en) | System and method for forming contoured new and near-net shape titanium parts | |
| US4763827A (en) | Manufacturing method | |
| CN110764406A (zh) | 一种led焊线机用的高性能温度控制系统 | |
| CN205966797U (zh) | 一种镁合金焊丝拉拔装置 | |
| CN106513963B (zh) | 一种闪光焊的方法和系统 | |
| CN107282929A (zh) | 纤维定向增强复合材料电流直加热粉末热挤压制备方法及装置 | |
| CN217052347U (zh) | 用于高温熔体的超声处理装置 | |
| CN107199307A (zh) | 一种设有压力传感器的电镦机及其加工气门的方法 | |
| CN108787779B (zh) | 一种镁合金连挤控温连轧生产方法和系统 | |
| CN113020742B (zh) | 一种提高焊接精准度的焊线机 | |
| CN113481361B (zh) | 一种用于差温加热工艺热处理炉的比例降温控制方法 | |
| CN108161118A (zh) | 一种基于锯缝温度监控的防夹锯床及其防夹方法 | |
| CN111185553B (zh) | 一种侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法 | |
| JP2000198000A (ja) | プレスの成形装置およびその成形方法 | |
| JP2020102601A (ja) | 樹脂封止方法及び樹脂封止装置 | |
| CN206106022U (zh) | 一种竹片热压装置 | |
| CN109249029A (zh) | 适用于双体炉低压烧结串珠的烧结工艺方法 | |
| JP2973989B2 (ja) | 外観検査機能付きワイヤボンディング装置 | |
| CN107858631A (zh) | 一种Φ3mm‑Φ10mm钛合金线材连续氧化系统及方法 | |
| CN208863643U (zh) | 一种全自动预软化折圈粘合机 | |
| CN114058993A (zh) | 用于高温熔体的超声处理装置及超声处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200207 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |