EtherCAT同动控制 推升TFT-LCD制造生产效能

凌华EtherCAT主站向来广泛支持多元从端设备，利于用户灵活选用不同马达，无需受到特定厂牌束缚，连带降低采购费用；综合两方面因素，连带为该点灯检测设备商创造15~30%节流效果，成效可见一斑

毫无疑问，LCD制造与相关显示设备的制造产业前景堪称亮丽，保守预估，2020年之前全球平板显示器产量将是目前规模的3倍或更多，显见成长力道强劲。

TFT-LCD制程分为阵列(Array)、组立(Cell)与模块组装(Module Assembly)三段，先产出薄膜晶体管TFT阵列，再结合CF(彩色滤光片)基板、注入液晶、贴上偏光片，形成液晶Cell，最终与背光板、驱动IC、电路板等多种零件组合为面板。无论前中后段皆需进行缺陷检测，譬如后段的点灯检测作业，即是探查点缺陷、线缺陷或Mura等瑕疵的关键步骤。

点灯检测机与多数TFT-LCD后段制程生产设备一样，都有体积大、距离长等共同特徵，适合走分散式运动控制模式，以往普遍采用MNET、HSL等传统串行式控制技术，但随着面板尺寸不断变大，单轴控制不再合宜，多个操作轴变成关键配置，这种扩展对机器控制与精度形成重大挑战；为了解决效能不彰等等盲点，驱使设备制造商寻求新的、更强大的控制技术架构，多数业者几经评估，皆选择EtherCAT做为升级目标。

为求改善效率，业主纷纷转进EtherCAT架构

以某家TFT-LCD点灯检测设备商为例，历时4周完成EtherCAT升级，将原本仅控制1组龙门的型态，转换为可同步控制3组，其间同步命令的处理延迟小于1毫秒，以致生产效能明显跃升，建置成本大幅减少；此案不论在新旧系统的转换速度，乃至后续展现的效益，都羡煞同业，颇值得一探究竟。

凌华科技自动化事业中心市场开发经理杨家玮指出，伴随加工件(屏幕)尺寸愈来愈大，使TFT-LCD后段制程加工与检测设备，开始从单驱控制模式变为龙门控制，期望藉由两轴同动，解决单驱之下横梁两端受力不均的罩门，消弭原本过大的追随误差(高于10微米)、提高加工精度。

然而透过MNET等传统架构执行龙门控制，仍有一些缺失。首先若以旧的串行通讯架构进行长距离传输，容易受到杂讯干扰；其次受限于带宽而影响传输速度，连带折损控制效能，造成产能不彰。

上述点灯检测设备商便为了改善这些缺点，决定寻求新一代运动控制方案。其经过深入研究，深觉EtherCAT技术最有助于实现高同步控制能力，减少杂讯干扰，并可凭藉优越的传输带宽大幅提升产能，此外还能从配线简洁等各种不同面向实现节省成本综效，更重要的，新旧系统转换历程并不冗长，基于这些惊喜发现，确定执行EtherCAT升级计划。

EtherCAT实现多轴同动，生产效能激增20%

不可否认，系统换转往往耗时费工，主要症结在于，原本基于旧架构开发的控工艺序必须打掉重练，因应新架构全盘改写。杨家玮说，所幸该点灯检测设备商早先已采用凌华MNET运动控制卡，也使用凌华APS Function Library函式库，有效提高各项软件程序的重复利用性，如今即使转而启用凌华PCIe-8338(基于EtherCAT架构的运动控制卡)，也不需大费周章改写程序，使转换历程得以压缩在短短4周内。

谈及EtherCAT之所以能促进生产效能，除在于PCIe-8338可支持3组龙门的同步控制外，更是拜「去中间化」效应所赐。杨家玮解释，在MNET等串行通讯架构下，通讯卡必须结合中间的控制模块，才能控制伺服马达，每个模块可接4个马达，同步控制范围就仅限于这4座马达，举例来说有A、B两模块，前者接编号1~4马达，后者接5~8马达，用户欲将第1号、第7号马达形成龙门，是不可能的事，因为无法跨越模块界线；反观EtherCAT，主从之间不必借助中间模块，所有马达不论编号，都可两两构成龙门，最多允许3组(共6轴)同动。

因模块消失、加上6轴同动，用户在开发控工艺序时，便不再受到Layout或机构限制，可任意调配同动标的，顺势将以往顺序式生产流程，调整为连续式流程，确保站点之间持续滚动不停歇，让该点灯检测设备商提高20%生产效率。

另由于控制层结构简化，减少模块配置成本，加上凌华EtherCAT主站向来广泛支持多元从端设备，利于用户灵活选用不同马达，无需受到特定厂牌束缚，连带降低采购费用；综合两方面因素，连带为该点灯检测设备商创造15~30%节流效果，成效可见一斑。