【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片巨量转移，尤其是涉及一种气动针刺巨量转移机构及其刺晶减振方法。
技术介绍
1、mini/micro led显示屏幕由巨量三色微米级led显示芯片排布而成。mini/microled显示芯片通过独立封装形成单个像素点，在发光效率、功耗、对比度、响应速度和寿命等方面表现极佳，是下一代主流显示屏的最佳选择。led显示芯片的巨量转移根据转移方式分为以精准拾取-释放转移技术与激光剥离技术为代表的点转移，和以自组装技术与滚轴转印技术为代表的块转移。
2、点转移发展时间较长，工艺流程较为完善，点转移的应用主要分为三种：机械摆臂式、激光剥离式和针刺式。针刺式使用针刺向芯片实现转移，与机械摆臂式相比缩短了转移行程，优化了转移机构，与激光剥离式相比转移过程无热反应，对芯片结构友好，是目前用于生产的最具前景的转移方式。由于针刺式转移超高频率启停特性，实际工况不可避免存在两个问题：平台高速启停运动产生振动和垂直针刺运动产生振动，两种振动会直接影响到设备的转移精度，影响成品mini/micro led显示屏品质。对于平台高速启停运动致振问题，业内主要是采用主动减振(对抗削减振动力)和被动减振(优化设计)解决。
3、申请专利cn202310323917.4所述的航空齿轮用阻尼环减振设计方法、电子设备及存储介质，利用软件对齿轮辐板进行模态分析，并做振动应力计算，对计算结果不满足要求的危险模型进行重新结构设计，然后重新进行模态分析，此方案可以满足对于单一部件的减振需求，对复杂装配体并不适用，没有主动减振结构导致减振效果
4、申请专利cn202410888298.8所述的一种主被动混合减振系统的控制方法及系统，通过采集不同位置的振动信号，经过算法和控制器处理，得到各个位置最优控制信号，驱动电控液压阀主动抵消实验平台的高频振动，此方案控制准确度较高，相对其他主动减振方式提高了响应速度，但减振过程需要通过采集信号、处理信号和驱动，减振过程流程较长，且该减振方法是对振动作用力的对抗抵消，无法从根源削减振动力大小。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种气动针刺巨量转移机构及其刺晶减振方法，利用随动系统与针刺系统做同速度和同加速度的反向同步运动，削减单侧面永磁直线电机反复启停运动带来的横梁扭转振动，形成刺晶过程中局部的动量平衡。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种气动针刺巨量转移机构，包括横梁、随动系统和针刺系统，针刺系统包括滑板、大行程电机、相机、音圈电机、针杆、气路，滑板受大行程电机驱动并通过滑轨与横梁的前端面滑动连接，音圈电机和相机并排设置于滑板的前方，针杆与音圈电机的输出轴联动，针杆与气路连通，随动系统与横梁的后端面滑动连接，随动系统包括永磁直线电机和可拆卸的质量块。
3、一种气动针刺巨量转移机构的刺晶减振方法，步骤如下：
4、s1、将质量块从随动系统拆下，在不开启随动系统的初始工况下，根据牛顿第二定律和机械动力学方程建立气动针刺巨量转移机构振动力学模型，得到横梁扭转振动力学方程；
5、s2、根据线性系统的叠加原理和杜哈梅公式第二积分形式，计算初始扰动方程，再叠加一般激励力引起的的激励响应扰动，求得系统初始扰动叠加振幅δl0；
6、s3、将质量块装载至随动系统，开启随动系统，使随动系统与针刺系统同步反向运动，采用动平衡主动减振的方式进行减振，参考旋转永磁电机的数学模型，对参与动平衡主动减振的永磁直线电机进行电机建模，得到永磁直线电机模型；
7、s4、根据永磁直线电机模型，使用神经网络前馈法调节永磁直线电机电流pid控制参数，得到加入随动系统后的系统扰动叠加的最小幅值δl。
8、优选的，s1中的针刺系统横梁扭转振动力学方程为：
9、
10、式中m0、m1、m2分别为横梁质量、针刺系统质量、针头与音圈电机及针头与音圈电机之间连接件的质量，f0为针刺系统的永磁直线电机推力，c0、c1分别为针刺系统和随动系统阻尼，k0、k1分别为针刺系统和随动系统刚度。
11、优选的，s2中，计算初始扰动的过程如下：
12、将初始扰动、t＝0时刻的位移和速度代入初始扰动下的振幅x(t)csrd表达式：
13、
14、式中：
15、一般激励力可以看作一系列微小的脉冲激励积分而成，根据线性系统的叠加原理和杜哈梅公式第二积分形式，该系统在0≤τ≤t区间内所有脉冲激励的积分等于一般激励响应x(t)jlxy：
16、
17、横梁最大振幅δl由初始扰动和激励状态下引起的位移响应叠加而成，则有：
18、
19、优选的，s3中，参考旋转永磁电机的数学模型，建立永磁直线电机在旋转坐标下的电压方程式如下：
20、
21、式中，ud与uq分别为d轴与q轴电压，id与iq分别为d轴与q轴电流，ld与lq分别为表示d与q轴电感，ψf为永磁体磁链，v为运行速度，τe为极距，r为绕组电阻，永磁直线电机的功率输入如下式所示：
22、
23、式中，表示线圈发热损耗，表示电磁势能，表示推力做功，对推力做功求导可得永磁直线电机总推力fz表达式为：
24、
25、采用表贴式永磁直线电机，ld与lq近似相等，令ld＝lq，求得永磁直线电机横梁拉伸变形受力fls与拉伸扭转受力fnz表达式为：
26、
27、式中λ定义为表贴式永磁直线电机性能比例参数，λ大小为：
28、
29、实际扭转作用力f表达式为：
30、f＝λiq(f扭转≤f≤f总)。
31、优选的，s4中，采用bp神经网络pid控制针刺系统和随动系统运动，实时调整电流参数控制电机推力，经调控之后实际电流is如下表示：
32、
33、式中，kp、ki和kd为pid控制的比例常数、积分常数和微分常数，μ和η为中间运算变量，综上可得针刺系统电机推力f0为：
34、
35、将重量为m3的质量块加入随动系统，此时整体横梁扭转振动幅值与电流关系式为：
36、
37、式中，c1为随动系统阻尼，k1为随动系统刚度，f1为随动系统永磁直线电机推力，f1表示为：
38、
39、此时的系统平衡方程为：
40、
41、综上，得到随动系统开始工作后系统扰动叠加的最小振幅δl为：
42、
43、式中，
44、因此，本专利技术采用上述结构和步骤的一种气动针刺巨量转移机构及刺晶减振方法，横梁位于针刺系统和随动系统之间，是执行对位的核心部件，也是三自由度平台主要运动媒介单元，利用同步反向运动的直线电机削减横梁扭转振幅，削减单侧面直线电机反复启停运动带来的横梁扭转振动，能够形成刺晶过程中局部的动量平衡，可提高刺晶精度和整机转移本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气动针刺巨量转移机构，其特征在于：包括横梁、随动系统和针刺系统，针刺系统包括滑板、大行程电机、相机、音圈电机、针杆、气路，滑板受大行程电机驱动并通过滑轨与横梁的前端面滑动连接，音圈电机和相机并排设置于滑板的前方，针杆与音圈电机的输出轴联动，针杆与气路连通，随动系统与横梁的后端面滑动连接，随动系统包括永磁直线电机和可拆卸的质量块。
2.如权利要求1所述的一种气动针刺巨量转移机构的刺晶减振方法，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种气动针刺巨量转移机构刺晶减振方法，其特征在于：S1中的针刺系统横梁扭转振动力学方程为：
4.根据权利要求3所述的一种气动针刺巨量转移机构刺晶减振方法，其特征在于：S2中，计算初始扰动的过程如下：
5.根据权利要求4所述的一种气动针刺巨量转移机构刺晶减振方法，其特征在于：S3中，参考旋转永磁电机的数学模型，建立永磁直线电机在旋转坐标下的电压方程式如下：
6.根据权利要求5所述的一种气动针刺巨量转移机构刺晶减振方法，其特征在于：S4中，采用BP神经网络PID控制针刺系统和随动系统
...【技术特征摘要】
1.一种气动针刺巨量转移机构，其特征在于：包括横梁、随动系统和针刺系统，针刺系统包括滑板、大行程电机、相机、音圈电机、针杆、气路，滑板受大行程电机驱动并通过滑轨与横梁的前端面滑动连接，音圈电机和相机并排设置于滑板的前方，针杆与音圈电机的输出轴联动，针杆与气路连通，随动系统与横梁的后端面滑动连接，随动系统包括永磁直线电机和可拆卸的质量块。
2.如权利要求1所述的一种气动针刺巨量转移机构的刺晶减振方法，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种气动针刺巨量转移机构刺晶减振方法，其特征在于：s1中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张财政，樊竞超，孙海威，王雪绒，
申请(专利权)人：北京海炬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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