ca88会员登录入口欢迎您!

ca88会员登录入口

开拓创新凝练技术精华

完善产品的性能 高质量的产品

服务热线:137-7325-4325

他们都在找: 冲孔机系列- 倒角机系列- 切管机系列
当前位置ca88会员登录入口 > 行业资讯 > 倒角机自动供液系统的改进方法研究

倒角机自动供液系统的改进方法研究

返回列表 来源:匡先生阅读数: 发布日期:2018-10-31 15:21:38【

摘要:以小型PLC控制器为主控制单元,配合启停按键,液位传感器,电磁阀,电动机等辅助元器件设计自动供液系统。该系统能够实现自动配置冷却清洗液,供应倒角机使用。改进后的系统节省配液时间、提高清洗质量,进而延长倒角机载台寿命,提高设备使用率和产品的良率,降低维护成本。 

倒角机自动供液系统的改进方法研究

1  引言

原系统研磨倒角车间的倒角机台始终存在产能不高,设备利用率低下,故障频发的问题。该瓶颈的存在,极大地降低了车间的产出率和产品的良率,并且使每月的维护保养成本居高不下。针对这些问题,设备部成立了改良小组,负责解决这系列的问题,通过对倒角机台工作原理的了解和操作员日常的操作习惯,并统计设备的故障原因和备件的领用记录,发现了主要问题进行改进。

(1)人工配置冷却液,造成配液时设备停机。冷却液由操作人员按比例混合配比,从开始配液到一箱冷却液配比完成可以使用需要 20 分钟。在配液过程中所有倒角机台需要停止工艺,每天需要配液三次左右,配液加上等待所有倒角机台停机的时间需要 2 到 3 个小时。

(2)无液位报警装置,冷却液流量变小引发载台过载进而损毁,影响产品良率,设备使用率,增加维护成本。由于操作人员需要负责操作的机台较多,且原配液桶内无液位传感报警装置,使用过程中经常发生冷却液使用完后操作工没有及时配液,使倒角载台冷却液不够发生载台过热的情况,如果没有发现并停止工艺,载台使用寿命会降低,进而影响硅片边缘研磨倒角的质量,不及时加液引起的突发故障较多,设备使用率大大降低。

(3)载台保养周期短,保养所需时间占停机时间比例较大。原冷却液的使用仅起到冷却载台的作用,对载台积粉现象无改善,存在载台保养周期短等问题,通过实验表明,在冷却液内增加一定比例的清洗液可以有效的清洗载台,延长载台保养周期50% 且对载台冷却效果基本无影响。

2  改进方案

为了解决上述存在的问题,需要设计一套新的供液系统,使该系统能够自动配置冷却清洗液,连续给机台供液,这样就能避免配液时的停机损耗时间,同时也能避免供液不足造成载台过载的情况,进而降低维护成本,提高设备产能和产品良率。由于新配液体还增加了清洗功能,载台保养周期的延长则进一步提升了设备的产能。

冷却清洗液供应系统由 PLC 集中控制,配合启停按键,液位传感器,电磁阀,电动机等辅助元器件[1-5]实现上述功能。该装置结构如图 1,基本的设计思路是:冷却液体电磁阀门 VA 控制冷却液流入到容器的中间液位后关闭,清洗液体电磁阀门 VB 控制清洗液体流入同一个容器中到高位传感器位置后关闭;高、中、低液位传感器检测液位,用搅匀电动机 M 对混合后的冷却清洗液体进行搅拌,最后混合液体电磁阀 VC 控制混合好的冷却清洗液体供给倒角机台。

2.1 控制系统逻辑功能

系统开始投入运行时,液体 VA、VB 电磁阀门应该为关闭状态,混合液体电磁阀 VC 打开将容器放空后关闭[6-7]。在进行放空时,以低液位为参考点,当初始液位低于低液位传感器 L 时液体阀门 VC 放空 30 秒。如果液面高于低液位传感器,将一直放空,直至低于低液位传感器开始计时 30 秒,放空完成后进入正常工作。

按下启动按钮 S1,配液装置开始运行,冷却液体 VA 电磁阀打开,冷却液体流入容器[8]。当冷却液体上升到中液位时,关闭冷却液体 VA,打开清洗液体 VB。液位上升到高液位时,关闭电磁阀 VB,搅匀电动机开始运行。搅匀电动机工作 1 分钟后停止,混合液体电磁阀 VC 打开,开始放出液体。当液位下降到低液位时,计时 30 秒后,容器放空,混合液体电磁阀 VC 关闭,开始下一周期配液。按下停止按钮 S2,自动配液供液运行一周后停止。 

因为只有在刚通电时,才进行容器放空,可以使用特殊存储器 SM0.1 来进行程序控制,控制系统程序工作流程图 2 所示。

2.2 输入/输出设备分析及 I/O 点分配

根据设计要求和所需的现场设备数量,准备好 PLC 和相应的输入/输出硬件,估算出 I/O 点有 9 个,其中输入 5 个,输出 4 个,综合考虑到系统的性价比和扩展性,PLC 选用西门子的 S7-200 CPU222 系列。备件清单如表 1 所列。

准备好所有硬件后,需要统一规划系统信号,并对 PLC 与输入/输出设备间的信号进行分配,系统信号如表 2 所列。

2.3 输入/输出接线以及梯形图程序设计

有了设备型号和信号分配,即可根据要求设计出系统接线图,并对硬件进行连接,如图 3 所示。

按照图 3 硬件连接图所示连接硬件电路并进行检查,无误后连接电脑和 PLC CPU 进行编程,使用 SETP-Mico/WIN 编程软件,编制控制程序图 4。

2.4 现场程序调试、系统试运行

首先对编写的程序进行调试,测试无异常后连接入系统。

当系统投入运行时,网络 13 和网络15 的初始脉冲信号 SM0.1 接通一个扫描周期,使混合液体阀门打开 30 秒将容器放空后关闭。

在启动按钮按下后,I0.0 有输入信号,使网络 3 中继电器 Q0.0 线圈置位,冷却液 VA 电磁阀打开,冷却液流入容器。

液位逐渐上升至中液位时,网络 4 中I0.3 有输入信号,使 Q0.0 线圈复位,冷却液阀门关闭,同时网络 6 中使 Q0.1 线圈置位,清洗液阀门打开。

液位上升到高液位时,网络 7 中的I0.2 有输入信号,使 Q0.1 线圈复位,清洗液阀门 VB 关闭,同时网络 9 中 Q0.3 线圈置位,搅匀电动机开始工作。此时,网络 10 中定时器 T37 开始计时,60 秒后电动机停止搅动,网络 13 中 Q0.2 线圈置位,混合液体 VC 电磁阀打开,开始供应液体。

液位逐渐下降,高、中、低液位传感器先后复位,当低液位传感器断开时,与系统投入时状态一致。开始下一周期。

当按下停止按钮时,网络 2 中的 I0.1 有输入信号,使网络 3 中 M0.0 动合触点断开,在当前混合液体处理完毕使 T38 动合触点闭合后,Q0.0 线圈不能重新置位,即停止运行,不再循环。 

3  设计特点

(1)完全达到了全自动配液和供液,解决了原系统冷却液使用完后,必须停止所有工艺机台后进行配液的时间损耗,设备可以连续工艺,此一项节省的时间增加设备 uptime 10% 以上。

(2)设备低液位报警后还可以供应倒角机冷却清洗液,并在计时 30 秒后自动进行下一轮的配液,解决了原系统供液不足导致的载台过载等异常情况的发生。设备由于载台过热原因导致的停机维护和维修时间大大减少,MTBF 从原先的二十多小时增加到七十多小时,此一项节省下来的时间每月增加的 uptime 10% 以上。并且使载台备件的异常损耗降低,使载台寿命从 20 000 片/个增加到 25 000 片/个,载台的稳定使用进一步提高了设备的产能和良率,每台设备的产出量每月增加了 1 000 片以上,碎片率从 0.1% 降低到 0.02%。

(3)冷却液内增加一定量的清洗液后,冷却效果基本不变,但对载台的清洗效果却十分明显,载台积粉后更换载台的保养周期,从原先的 1 000 片提高到 1 500 片,平均每月减少的保养次数达到 5 次/台,此一项提高的设备 uptime 也达到 6% 以上。

4  结语

新配液系统的设计使用,解决了老系统存在的所有问题。设备 uptime 从原先的 50% 左右提高到平均 85% 以上,实现了设备产能的大幅度提升和产品的良率极大改善,同时大大降低了车间倒角机台的维护成本,提高了倒角机台的自动化水平,倒角机台的瓶颈问题彻底得到了解决。

引用资料来源:集成电路应用杂志。登载此文出于传播更多信息之目的,并不意味证实其描述或赞同其观点,文章内容仅供参考。如有侵权,请联系删除。

联系方式
ca88会员登录入口主要从事双头倒角机、全自动倒角机等管材加工设备的制造,是一家集研发设计、生产销售于一体的创新型倒角机厂家。免费热线:137-7325-4325