کنترل ترکیبی موقعیت/نیروی بازوی مکانیکی ماکرو/میکرو در نصب سطحی قطعات برد مدار چاپی با استفاده از کنترل فازی

در حال حاضر قطعات الکترونیکی بسیار نازک و شکننده هستند و مونتاژ آن‌ها بر روی بردهای مدار چاپی بسیار حساس شده است. در صورت اعمال نیروی بیش‌ازحد مجاز، احتمال معیوب شدن قطعات و شکستگی آن‌ها وجود دارد. بنابراین استفاده از سازوکاری با توانایی کنترل نیرو در هنگام نصب ضروری است. به‌کارگیری سازوکاری با عضوی بزرگ (ماکرو) برای حرکت‌های طولانی و عضوی کوچک (میکرو) برای حرکت‌های کوتاه و ظریف، کنترل نیروی مناسب و همچنین سرعت بالا در نصب را به همراه خواهد داشت. عضو ماکرو با کنترل مکان به‌سرعت به سطح مدار چاپی نزدیک می‌شود و پس از آن عضو میکرو حرکتش را آغاز می‌کند. با برخورد عضو میکرو به سطح مدار چاپی، روش کنترلی از کنترل موقعیت به کنترل نیرو تغییر می‌یابد و امکان نصب قطعه را با نیروی کنترل‌شده فراهم می‌کند. جهت کنترل سیستم در ابتدا از کنترل‌کننده تناسبی مشتقی استفاده‌شده است. در ادامه کنترل‌کننده فازی برای کنترل سیستم انتخاب‌شده است. با استفاده از کنترل فازی نیرو و مکان، کنترل بهتری فراهم‌شده است و از شکل‌گیری اغتشاشات در هنگام نصب قطعات جلوگیری شده است. همچنین نحوه تغییر نیرو و زمان برخورد با سرعت هد نصب مورد بررسی قرار گرفت و بهینه‌ترین سرعت برخورد محاسبه شد.

Hybrid Position/Force Control of the Macro/Micro Manipulator for Assembly of PCB Utilizing Fuzzy Control

Currently, electronic components are very thin as well as fragile and their assembly on PCB boards is highly sensitive. The components may be damaged and broken in response to an excessive force. Therefore, it is necessary to use a mechanism with force control ability. A mechanism with a large member (macro) for long movements and a small member (micro) for short and delicate movements, is selected to provide accurate force control as well as high speed in installation. The macro member is rapidly approaches the surface of the PCB with the position control and then the micro member initiate its movement. As the micro member contacts the surface of the PCB, the position control is switched to force control and enables the installation of the device with controlled force. At the first attempt, PID controller is used. Thereafter, the fuzzy controller is selected to control the system. The fuzzy controller has a better performance and reduces the disturbances during installation. The relation between maximum contact force and contact time with velocity is also investigated and optimal velocity is determined.