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。

　　要實現(xiàn)精準力控功能，需要進行系統(tǒng)性的設計，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)動器單純通過判斷電機的電流來實現(xiàn)力的控制，閉環(huán)力控是結合了末端壓力傳感器形成閉環(huán)，實現(xiàn)在任意位置只有達到傳感器設定的力才會結束力控方式。

　　1 力控方式介紹

　　(1)開環(huán)力控

　　開環(huán)力控對機械結構和電機有較高要求，然而整體結構設計比較簡潔，要求整體結構能夠形成電流和推力的線性關系，電機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)，才能將電機電流直接轉換為末端的執(zhí)行推力，比如音圈電機的結構一般來說就是直接作用在加工零件的方式，并且音圈電機的電流線性度相對于其他電機來說具有優(yōu)勢，是優(yōu)先考慮的電機類型。

　　(2)閉環(huán)力控

　　閉環(huán)力控是在開環(huán)的結構基礎上，在電機的末端增加壓力傳感器，當驅(qū)動器檢測到壓力傳感器上傳的壓力變化值(一般是模擬量信號)，進行閉環(huán)計算，達到控制和檢測同步進行的效果。但是由于閉環(huán)力控增加了外部環(huán)路計算，導致響應時間會比開環(huán)力控要慢一些，如果在需要力控高響應的場景，反而不是最優(yōu)的選擇。

　　圖 1 音圈電機

　　圖 2 傳統(tǒng)的電機控制方式

　　圖 3 ISMC 三段式力控方式

　　2 ISMC 力控算法的優(yōu)勢

　　(1)三段式力控算法

　　ISMC力控方式，經(jīng)過不斷的工程迭代，在實際的應用場景中，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，越是精準的力控要求，越是對結構和電機有苛刻的要求，1g的力控，需要0摩擦的導軌比如氣浮導軌，電機的電流線性度要求高，才能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的結果。

　　(2)力控參數(shù)可以實時編輯

　　目前市場上很多能夠做力控的驅(qū)動器，都是在內(nèi)部做程序編程，但是不能通過上位實時更改力控的參數(shù)，導致不能實現(xiàn)在同一個設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指令進行參數(shù)的在線更改，對三段的距離、速度、力度大小進行配置。

　　圖 4 力控曲線

　　圖 5 鋰電池檢測

　　3 ISMC 力控應用案例

　　(1)貼裝設備的應用

　　目前在攝像頭貼裝設備上，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，都需要達到精確力控效果，30-200g力不等，根據(jù)不同產(chǎn)品的實際需求而定。

　　(2)電池產(chǎn)線檢測

　　電池生產(chǎn)的過程中由于需要進行各種充放電實驗，如果電池存在瑕疵，就會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，當壓力達到要求的情況下，檢測當前位置，就能知道電池尺寸是否符合要求。這種方式的優(yōu)勢在于，就算電池是不良品，鼓包了，也能夠準確檢測出來，而且不會壓爆電池。(3)光芯片的貼裝市場上高通量的芯片，主要都是進口產(chǎn)品，產(chǎn)品單價價值高，如果貼裝過程中力度控制達不到要求，就會照成芯片的損壞，在這個應用中，客戶驗收標準是1g+/-0.1g，實際加工過程是3g壓力要求。

　　(4)ZR模組的配合

　　隨著半導體行業(yè)設備國產(chǎn)化進程不斷推進，半導體上使用的ZR模組也不斷取得突破，國內(nèi)合作伙伴做的產(chǎn)品無論是精密力控效果，還是高頻短距離運動，都已經(jīng)取得了非?？捎^的進展。ISMC陪伴伙伴們不斷改進提升，達到精確的Z軸力控控制效果，帶彈簧的Z軸結構能夠做到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。