軟著陸力控功能，目的是為了在執(zhí)行部件與加工零件接觸的過程中，實(shí)現(xiàn)力度可控，防止出現(xiàn)器件損壞或者由于壓力產(chǎn)生的其他問題。

　　要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)力控功能，需要進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，力控功能分為開環(huán)力控和閉環(huán)力控，開環(huán)力控就是驅(qū)動(dòng)器單純通過判斷電機(jī)的電流來實(shí)現(xiàn)力的控制，閉環(huán)力控是結(jié)合了末端壓力傳感器形成閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)在任意位置只有達(dá)到傳感器設(shè)定的力才會(huì)結(jié)束力控方式。

　　1 力控方式介紹

　　(1)開環(huán)力控

　　開環(huán)力控對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)和電機(jī)有較高要求，然而整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)潔，要求整體結(jié)構(gòu)能夠形成電流和推力的線性關(guān)系，電機(jī)通過剛性部件直接作用在加工零件上，中間不存在柔性或者彈性環(huán)節(jié)，才能將電機(jī)電流直接轉(zhuǎn)換為末端的執(zhí)行推力，比如音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)一般來說就是直接作用在加工零件的方式，并且音圈電機(jī)的電流線性度相對(duì)于其他電機(jī)來說具有優(yōu)勢(shì)，是優(yōu)先考慮的電機(jī)類型。

　　(2)閉環(huán)力控

　　閉環(huán)力控是在開環(huán)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在電機(jī)的末端增加壓力傳感器，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)到壓力傳感器上傳的壓力變化值(一般是模擬量信號(hào))，進(jìn)行閉環(huán)計(jì)算，達(dá)到控制和檢測(cè)同步進(jìn)行的效果。但是由于閉環(huán)力控增加了外部環(huán)路計(jì)算，導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間會(huì)比開環(huán)力控要慢一些，如果在需要力控高響應(yīng)的場(chǎng)景，反而不是最優(yōu)的選擇。

　　圖 1 音圈電機(jī)

　　圖 2 傳統(tǒng)的電機(jī)控制方式

　　圖 3 ISMC 三段式力控方式

　　2 ISMC 力控算法的優(yōu)勢(shì)

　　(1)三段式力控算法

　　ISMC力控方式，經(jīng)過不斷的工程迭代，在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，已經(jīng)能夠做到1g+/-0.1g的效果，圖4所示的力控曲線，為傳感器采集的數(shù)據(jù)曲線。

　　正如前面所說明的，越是精準(zhǔn)的力控要求，越是對(duì)結(jié)構(gòu)和電機(jī)有苛刻的要求，1g的力控，需要0摩擦的導(dǎo)軌比如氣浮導(dǎo)軌，電機(jī)的電流線性度要求高，才能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的結(jié)果。

　　(2)力控參數(shù)可以實(shí)時(shí)編輯

　　目前市場(chǎng)上很多能夠做力控的驅(qū)動(dòng)器，都是在內(nèi)部做程序編程，但是不能通過上位實(shí)時(shí)更改力控的參數(shù)，導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)設(shè)備上不同工況下的力控功能，比較死板。

　　ISMC開放性參數(shù)配置，可以通過EtherCat總線、Modbus指令進(jìn)行參數(shù)的在線更改，對(duì)三段的距離、速度、力度大小進(jìn)行配置。

　　圖 4 力控曲線

　　圖 5 鋰電池檢測(cè)

　　3 ISMC 力控應(yīng)用案例

　　(1)貼裝設(shè)備的應(yīng)用

　　目前在攝像頭貼裝設(shè)備上，由于攝像頭上很多器件都是非常精密和脆弱的，比如CMOS芯片、玻璃鏡頭等，都需要達(dá)到精確力控效果，30-200g力不等，根據(jù)不同產(chǎn)品的實(shí)際需求而定。

　　(2)電池產(chǎn)線檢測(cè)

　　電池生產(chǎn)的過程中由于需要進(jìn)行各種充放電實(shí)驗(yàn)，如果電池存在瑕疵，就會(huì)在過度充放電的過程中產(chǎn)生鼓包等不良現(xiàn)象，采用力控的方式，當(dāng)壓力達(dá)到要求的情況下，檢測(cè)當(dāng)前位置，就能知道電池尺寸是否符合要求。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于，就算電池是不良品，鼓包了，也能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出來，而且不會(huì)壓爆電池。(3)光芯片的貼裝市場(chǎng)上高通量的芯片，主要都是進(jìn)口產(chǎn)品，產(chǎn)品單價(jià)價(jià)值高，如果貼裝過程中力度控制達(dá)不到要求，就會(huì)照成芯片的損壞，在這個(gè)應(yīng)用中，客戶驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是1g+/-0.1g，實(shí)際加工過程是3g壓力要求。

　　(4)ZR模組的配合

　　隨著半導(dǎo)體行業(yè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，半導(dǎo)體上使用的ZR模組也不斷取得突破，國(guó)內(nèi)合作伙伴做的產(chǎn)品無論是精密力控效果，還是高頻短距離運(yùn)動(dòng)，都已經(jīng)取得了非?？捎^的進(jìn)展。ISMC陪伴伙伴們不斷改進(jìn)提升，達(dá)到精確的Z軸力控控制效果，帶彈簧的Z軸結(jié)構(gòu)能夠做到3-5g的壓力效果，以及R軸高精度的定位要求，快速到位穩(wěn)定。