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[摘 要]硬盘容量不断增加，速度也不断提高，HGA作为硬盘重要的部件之一，也在不断地提高而引进了压电陶瓷。本文介绍了压电陶瓷粘贴机在HGA的应用，通过优化机器参数设置与工序的不断改进，成功应用在HGA工序上。
[关键词]压电陶瓷；紫外光；控制；高度测量；
中图分类号：TJ413.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0358-01
引言
压电陶瓷粘贴是HGA（磁头折片组合）很重要的一道工序。当前比较普遍使用的计算机硬盘定位是音圈电机闭环伺服方式，对亚微米级控制很困难。基于压电陶瓷微致动的特点，而在HGA工序中引入了压电陶瓷。压电陶瓷粘贴机是最近开发的新机型，它的推行将极大提高HGA的性能，满足硬盘不断提高品质的要求。
1.压电陶瓷粘贴机介绍
1.1 压电陶瓷粘贴机简介
压电陶瓷的粘贴是利用真空吸嘴，采用激光加热，将压电陶瓷从预先排好次序的托盘中取出，在飞机仔上加上胶水，通过精确的马达移动机构和图像处理，将其放到预先打好胶水的飞机仔上，照射（UV）紫外线而固化定位。这种胶水内含有光引发因子，在紫外线照射下激发生态分子，从而达到固化的目的。紫外光固化胶粘剂广泛应用于电子产品行业，它具有很高的效率，易于操控，价格便宜，没有污染等特点。
压电陶瓷是按一定顺序及规律整齐地排在托盘上用胶粘好，会预先标记好每个压电陶瓷的相关信息并分好区间放置于文件中，分区如图2示。每个压电陶瓷都有序号，测试好性能并标识好。这样机器做货时通过文件就能识别每个压电陶瓷的好坏及相关信息，从而便于生产制造。
1.2 压电陶瓷粘贴机特点
压电陶瓷粘贴机XYZ三个运动轴共有八套运动系统，如图3示，均采用松下伺服电机及控制驱动器，形成半闭环系统能精确定位。而两个u轴旋转使用了东方步进电机及驱动器，
能快速精确控制旋转位置。整机的控制系统采用松下PLCFP2控制器，松下PLCFP2具有强大的功能，最多可控制多达256根轴。图像处理系统采用基于VC编程的PC控制，便于程序的扩充与改善。采用一个显示器和触摸屏，对应图象处理和PLC程序的操作控制。
激光系统采用武汉凌云固态激光发生器，波长808微米，最大功率为5W，配置0.1mm光纤和透镜，两通道激光单独输出。
图像处理系统中相机采用日本索尼30万像素黑白数字相机。相对于模拟相机，数字相机能避免传输过程的图像衰减，提高图像处理的精确度[3]。
为了保证夹具十个位置的高度一致性，采用了欧姆龙的激光位移传感器ZW-CE10T，可以保证测量精度在2微米。测量每个位置的高度，通过PLC处理数据，保证了每个位置的高度补偿，实现了机器的稳定运行。
2.压电陶瓷粘贴机调试及工序优化
1）夹具的调整：压电陶瓷粘贴机对位置要求比较高，HGA要求压电陶瓷固定在飞机仔上的位置不超过±15微米内。夹具调试时在X方向上要求第一个位与其它位置的最大偏差不超过10微米。在两个方面作保证，首先保证夹具的来料制造误差，其次要借助相机的图像处理在机器中逐步调试，直到调好到设定范围。偏差太多一是可能图像处理无法正确找到设定的特征，二是偏差大也会使压电陶瓷的放置位置不稳定。在生产过程中，当更换夹具后，必须重新按步骤校正夹具，以保证生产的顺利进行。2）做货高度控制：装配过程中需打表控制夹具的高度，用千分尺打表控制高度的跳動误差为±10微米，同时严格控制夹具的制造高度公差为±10微米。通过真空吸嘴将压电陶瓷放到飞机仔上的高度需控制在40-80微米之间，压入量太小会导致压电陶瓷位置不稳定，太大则会将压电套陶瓷压裂，压入位置高度的测量用灵敏的压力传感器，通过伺服电机一起来控制保证高度。3）激光系统控制：激光是一个重要的部件，通过激光加热分离压电陶瓷的间隔时间短，由于所需要的功率大，所以激光的发热量大，必须留出足够的空间给激光散热，同时保证空气的对流把热量充分散去。调好激光的同心度，并用能量表测试来判断调试的状况，保证激光通过光纤和透镜后的能量最优化。要求每天用能量表检查激光的能量并记录下来，跟踪激光机的状态。当发现能量变化超过30%时，需打开检测激光机发光二级管，及时更换并做好记录。4）胶水控制：压电陶瓷粘贴机需用到胶水来固定到飞机仔上，保证胶水的品质很重要。胶水的保质期为七天，当胶水到保质期限时，不管还剩多少必须更换并做好记录。5）UV（紫外线）照射机控制：UV照射机的好坏关系到胶水固化的好坏品质。调整UV照射的角度和位置，使其工作时能准确照射到胶水位置。每天用光强计表来测量UV照射机的光强并记录数据。当发现光强变化超过30%时，需打开UV机检查发光灯管，及时更换并做好记录。
3.结语
通过优化参数及工序的改善控制，压电陶瓷粘贴机已成功应用在HGA工序上，并能满足产品的各项测试要求，提升了产能，保证了生产的顺利进行。
参考文献
[1] 李国荣，陈大任，张申，沈卫，殷庆瑞，毕超，郭伟，郑广德压电陶瓷微致动器在计算机硬盘磁道定位机构中的应用，应用科学学报，2000（6），104-108.
[2] 王军，舒超，王锋胶水快速固化的新技术—激光固化，光机电信息，2006（1），35-38.
[3] 魏计林，王宥宏，虞明香，崔小朝CCD图像处理方法在液相流动研究中的应用，太原重型机械学院学报，2002（4），297-300.
[关键词]压电陶瓷；紫外光；控制；高度测量；
中图分类号：TJ413.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0358-01
引言
压电陶瓷粘贴是HGA（磁头折片组合）很重要的一道工序。当前比较普遍使用的计算机硬盘定位是音圈电机闭环伺服方式，对亚微米级控制很困难。基于压电陶瓷微致动的特点，而在HGA工序中引入了压电陶瓷。压电陶瓷粘贴机是最近开发的新机型，它的推行将极大提高HGA的性能，满足硬盘不断提高品质的要求。
1.压电陶瓷粘贴机介绍
1.1 压电陶瓷粘贴机简介
压电陶瓷的粘贴是利用真空吸嘴，采用激光加热，将压电陶瓷从预先排好次序的托盘中取出，在飞机仔上加上胶水，通过精确的马达移动机构和图像处理，将其放到预先打好胶水的飞机仔上，照射（UV）紫外线而固化定位。这种胶水内含有光引发因子，在紫外线照射下激发生态分子，从而达到固化的目的。紫外光固化胶粘剂广泛应用于电子产品行业，它具有很高的效率，易于操控，价格便宜，没有污染等特点。
压电陶瓷是按一定顺序及规律整齐地排在托盘上用胶粘好，会预先标记好每个压电陶瓷的相关信息并分好区间放置于文件中，分区如图2示。每个压电陶瓷都有序号，测试好性能并标识好。这样机器做货时通过文件就能识别每个压电陶瓷的好坏及相关信息，从而便于生产制造。
1.2 压电陶瓷粘贴机特点
压电陶瓷粘贴机XYZ三个运动轴共有八套运动系统，如图3示，均采用松下伺服电机及控制驱动器，形成半闭环系统能精确定位。而两个u轴旋转使用了东方步进电机及驱动器，
能快速精确控制旋转位置。整机的控制系统采用松下PLCFP2控制器，松下PLCFP2具有强大的功能，最多可控制多达256根轴。图像处理系统采用基于VC编程的PC控制，便于程序的扩充与改善。采用一个显示器和触摸屏，对应图象处理和PLC程序的操作控制。
激光系统采用武汉凌云固态激光发生器，波长808微米，最大功率为5W，配置0.1mm光纤和透镜，两通道激光单独输出。
图像处理系统中相机采用日本索尼30万像素黑白数字相机。相对于模拟相机，数字相机能避免传输过程的图像衰减，提高图像处理的精确度[3]。
为了保证夹具十个位置的高度一致性，采用了欧姆龙的激光位移传感器ZW-CE10T，可以保证测量精度在2微米。测量每个位置的高度，通过PLC处理数据，保证了每个位置的高度补偿，实现了机器的稳定运行。
2.压电陶瓷粘贴机调试及工序优化
1）夹具的调整：压电陶瓷粘贴机对位置要求比较高，HGA要求压电陶瓷固定在飞机仔上的位置不超过±15微米内。夹具调试时在X方向上要求第一个位与其它位置的最大偏差不超过10微米。在两个方面作保证，首先保证夹具的来料制造误差，其次要借助相机的图像处理在机器中逐步调试，直到调好到设定范围。偏差太多一是可能图像处理无法正确找到设定的特征，二是偏差大也会使压电陶瓷的放置位置不稳定。在生产过程中，当更换夹具后，必须重新按步骤校正夹具，以保证生产的顺利进行。2）做货高度控制：装配过程中需打表控制夹具的高度，用千分尺打表控制高度的跳動误差为±10微米，同时严格控制夹具的制造高度公差为±10微米。通过真空吸嘴将压电陶瓷放到飞机仔上的高度需控制在40-80微米之间，压入量太小会导致压电陶瓷位置不稳定，太大则会将压电套陶瓷压裂，压入位置高度的测量用灵敏的压力传感器，通过伺服电机一起来控制保证高度。3）激光系统控制：激光是一个重要的部件，通过激光加热分离压电陶瓷的间隔时间短，由于所需要的功率大，所以激光的发热量大，必须留出足够的空间给激光散热，同时保证空气的对流把热量充分散去。调好激光的同心度，并用能量表测试来判断调试的状况，保证激光通过光纤和透镜后的能量最优化。要求每天用能量表检查激光的能量并记录下来，跟踪激光机的状态。当发现能量变化超过30%时，需打开检测激光机发光二级管，及时更换并做好记录。4）胶水控制：压电陶瓷粘贴机需用到胶水来固定到飞机仔上，保证胶水的品质很重要。胶水的保质期为七天，当胶水到保质期限时，不管还剩多少必须更换并做好记录。5）UV（紫外线）照射机控制：UV照射机的好坏关系到胶水固化的好坏品质。调整UV照射的角度和位置，使其工作时能准确照射到胶水位置。每天用光强计表来测量UV照射机的光强并记录数据。当发现光强变化超过30%时，需打开UV机检查发光灯管，及时更换并做好记录。
3.结语
通过优化参数及工序的改善控制，压电陶瓷粘贴机已成功应用在HGA工序上，并能满足产品的各项测试要求，提升了产能，保证了生产的顺利进行。
参考文献
[1] 李国荣，陈大任，张申，沈卫，殷庆瑞，毕超，郭伟，郑广德压电陶瓷微致动器在计算机硬盘磁道定位机构中的应用，应用科学学报，2000（6），104-108.
[2] 王军，舒超，王锋胶水快速固化的新技术—激光固化，光机电信息，2006（1），35-38.
[3] 魏计林，王宥宏，虞明香，崔小朝CCD图像处理方法在液相流动研究中的应用，太原重型机械学院学报，2002（4），297-300.