一件半导体封装用引线框的质量除了要有好的、成熟的产品成型工艺和电镀工艺外，如何保证电镀前产品的洁净也是非常重要的。因此，镀前清洗是一个关键的工艺过程，而严格按照清洗工艺流程清洗和保证产品的清洗时间则是保证产品质量的决定因素。超声波自动清洗线上采用自动化控制方法，不但可以使清洗出来的产品质量得到保证，有效减少返工率，而且还可以提高生产效率和降低工人的劳动强度。超声波自动清洗线按照其工艺要求和规模一般设计有1～2 台行车，每台行车都根据已编制好的各自的程序进行自动控制。早期行车采用继电器逻辑电路和顺序控制器进行控制，目前主要采用PLC 可编程控制器作为核心控制部件进行控制。本文介绍在一条超声波自动清洗线上用松下PLC 结合变频器来控制2 台行车的自动控制系统，该自动控制系统在宁波华龙电子股份有限公司得到了很好的应用。

1 工作过程分析

1.1 超声波自动清洗线工艺流程介绍

半导体封装用引线框清洗工艺流程为：上料—超声清洗—鼓泡漂洗—酸洗—鼓泡漂洗—碱中和超声清洗—超声波漂洗—上铜保护剂—鼓泡漂洗—热水漂洗—吹气沥水—烘干—下料。以该工艺流程为例，详细介绍了行车前进、下降、延时停留、上升、后退等工序的设计方法。

1.2 工作流程

该设备通过多次超声波清洗和纯水漂洗已获得洁净的引线框。专用行车采用集中控制，起重物品是各清洗阶段的引线框篮。

（1）在清洗线一侧，工人将待洗引线框装入清洗篮，机器感应到入篮信号，行车根据线上的加工情况适时取篮，放到第一清洗工位。

（2）清洗时间结束，行车停留在某个槽位上面后，自动下降提篮，在该清洗位置停留一定的时间（沥水）），再自动前行放入下一工位。

（3）按流程完成各道清洗工序，行车自动将挂篮放到清洗线的末端（出料区），由工人取出干净的清洗篮（含引线框）。至此，一次循环加工完成。可见，清洗专用行车加工过程的控制是顺序控制，由极杆前进、下降、延时停留、上升、后退等工序组成。同时要防止2 辆行车不要撞车，协调运行。

2 控制方式设计

2.1 整体规划

行车控制信号是通过外部的位置感应器与PLC 的输入端口连接，设计手动操作和自动运行模式选择，手动控制由操作人员按工艺流程操作行车，自动控制则根据PLC 内部编好的程序自动运行。可以选择不同的清洗工艺程序以清洗不同品种的引线框，设计有运行和复位操作按钮以及工艺选择，可以使2台行车自动、同步、循环不断地工作。

2.2 电气部分设计

专用行车的前后运动和升降运动由三相交流异步电动机拖动。根据工艺要求，选用2 台行车，每台行车分别采用1 台施耐德ATV12 系列超小型变频器来控制0.5 kW 的电机；2 台行车的前后运动和升降运动共用1 台变频器，采用分时控制。变频器设3 种速度，行车作自动运行时，PLC 通过检测目标位置和当前位置的距离向变频器发出指令，行车距离目标位置较远时就加速行走，接近目标位置时就转入中速运行，然后慢速运行直至行车准确停在目标镀槽位置上。

2.3 控制系统硬件部分

系统采用集中控制，PLC 负责整条清洗线各槽的清洗时间、清洗安排和行车控制，人机画面控制采用威纶通MT6070i。每个槽上方安装2 个定位片， 每部行车上方安装欧姆龙E2E-X5E1 接近开关，负责行车行走定位，当感应到定位片时，可判断行车所在的镀槽位置。在与行车垂直的上下位置，也分别安装2 个欧姆龙接近开关，为上、下工件定位；行车下部安装VTF18-4N1212 光电开关，以防止行程过限。根据工艺要求，共有72 个输入点和48 个输出点，控制系统选用1 个DELTADVP60ES00T2 CPU 单元，2 个DVP32XP200T 扩展单元，1 个DVP08XM211N 输入单元。

3 PLC 程序设计

由于引线框品种繁多，每种产品的清洗时间和工艺要求都不同，为便于操作，应根据工艺和生产要求编制几套工艺参数，以便选择。这种要求若是仅用简单的梯形图是无法实现的，因为动作都是由梯形图中的触点指令实现，而梯形图指令在运行时是不能修改的。现在我们将各清洗工艺参数事先存入PLC失电保持寄存器内，利用寄存器作为各步程序的索引，当用户变更工艺流程号后，PLC 根据流程号索引到失电保持寄存器里存放的工艺信息数据并传送到常规寄存器中。这种技术可以扩展寻址的范围，使多套动作同时共处，以供操作员随机选择。采用这种方式更改程序时，只需更改文件寄存器FL 的数值即可，不必每次都更改主程序。以下就部分主要的程序进行阐述，PLC 程序的索引代码段如图1 所示，代码说明如表1 所示。第1 套清洗流程工艺参数存放在D2000～D2199 单元，客户输入1 号清洗工艺，程序将清洗1 号工艺参数送入运行存放地址。

第2 套清洗流程工艺参数存放在D2200～D2399 单元，客户输入2 号清洗工艺，程序将清洗2 号工艺参数送入运行存放地址。如此类推最多可存放20 套程序。若用户在人机界面上输入2 号工艺则D100 为2，E1 为1，程序运行且M0 闭合时，PLC 将D2200～D2399 工艺参数传送到D400～D599 的运行单元。自动清洗线按用户选定的清洗流程完成产品清洗。

用PLC辅以变频器对引线框超声波自动清洗线行车进行自动控制的系统，具有结构简单、工艺流程转化简单、操作便捷、工作稳定、性能可靠和维护方便的特点，是自动清洗线生产实现高效率、低成本、柔性自动化生产的有效手段。本系统经过一年多的现场试运行及改进完善，完全达到了客户的使用要求。

高速轴转动，实现增速齿轮箱胀紧套的旋转，以便齿轮箱上胀紧套四周各螺栓都能够达到操作位置，并通过液压扳手拧紧。安装在支撑架上的液压马达通过液压马达支撑杆，用锁紧螺母固定，从而支撑液压马达。

4 设备特点

根据不同的风力发电机增速箱输出轴旋转时所需的动力和转速，可调节设备上减压阀或溢流阀的出口压力以达到所需的动力，调节节流阀节流口油的流量可获得所需转速，考虑液压装置长时间工作，油温会上升，因此给该装置增加了油冷却器，从而让油温保持在一定的范围内，使得装置能够长时间工作，不需要停机冷却，通过电磁换向阀可使液压马达获得正反旋转。

5 结语

工作时，液压油驱动液压马达旋转，从而带动高速轴转动，实现增速齿轮箱胀紧套旋转，进而使齿轮箱胀紧套四周各螺栓能够达到操作位置，并通过液压扳手拧紧。该设备结构简单、安全可靠、操作灵活方便，可以使工人从繁重的劳动强度中解脱出来，不但能提高劳动效率，而且有助于提高装配精度。

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