【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) X、 Y軸硬件限位采用接觸式硬件限位開(kāi)關(guān)安裝于導(dǎo)軌絲杠，這種接近開(kāi)關(guān)通過(guò) I /O 接口板的光電隔離數(shù)字輸入接口將位基于 Panasonic 伺服與 Galil 控制器的 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 置檢測(cè)開(kāi)關(guān)量送至運(yùn)動(dòng)控制器 , 實(shí)現(xiàn)極限位置控制的正向限位、反向限位和回零檢測(cè)。接近開(kāi)關(guān)體積小、靈敏度高、可靠性高。軟件限位開(kāi)關(guān)通過(guò)對(duì)控制器編程設(shè)置，當(dāng)導(dǎo)軌絲杠負(fù)載模塊超出設(shè)定的運(yùn)動(dòng)范圍，立即停止電機(jī)運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) Z軸采用光電開(kāi)關(guān)的硬件限位，當(dāng)皮帶負(fù)載的制具接觸到光電開(kāi)關(guān)后，觸發(fā)信號(hào)通過(guò) I/O 接口板輸入控制器，控制器控制步進(jìn)電機(jī)以設(shè)定好的減速度停止。 限位信號(hào)和原點(diǎn)分別提供以下兩個(gè)功能 : (1) 防止軟件或人工的誤操作導(dǎo)致相機(jī)越過(guò)邊界 ,防止相機(jī)撞擊機(jī)械邊緣導(dǎo)致機(jī)械損壞； (2) 提供運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的機(jī)械坐標(biāo)系原點(diǎn)，當(dāng)相機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中碰到X、 Y軸正限位或負(fù)限位時(shí) ,就停止這個(gè)軸向正或負(fù)向發(fā)脈沖，起到了保護(hù)機(jī)械的作用。 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) X、 Y軸采用松下 A5E 系列小功率伺服電機(jī)，該伺服電機(jī)編碼器反饋為 20Bit（ 1048576分辨率） 5個(gè)串行增量式編碼器，電機(jī)功率為 100W，單相 200~230V供電。在本系統(tǒng)中，采用位置控制模式，與運(yùn)動(dòng)控制器采用長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)輸入 ，脈沖加方向的連接 方式。伺服系統(tǒng)按調(diào)節(jié)理論分類可分為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)，一般的閉環(huán)系統(tǒng)分為三環(huán)結(jié)構(gòu) :位置環(huán) 、 速度環(huán) 、 電流環(huán) 、 每個(gè)環(huán)都基于 Panasonic 伺服與 Galil 控制器的 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 有相應(yīng)的調(diào)節(jié)控 制、檢測(cè)和反饋模塊，如下圖所示： 圖 3 伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖 PBC自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)工藝簡(jiǎn)介 目前電子行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是元件越來(lái)越小、密度越來(lái)越高，客戶端的品質(zhì)要求也在不斷的提高，人工檢測(cè)產(chǎn)品的速度和質(zhì)量已經(jīng)滿足不了工業(yè)化的要求，在這樣的一個(gè)環(huán)境下，便相繼出現(xiàn)了各式各樣的機(jī)器檢測(cè)設(shè)備， AOI(Auto Optical Inspection) 是利用可見(jiàn)光（像 LED 燈）進(jìn)行檢測(cè)。和其他檢測(cè)設(shè)備比較， AOI 更具有準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)，正因?yàn)榫邆溥@些顯著的特點(diǎn)才使得 AOI目前在 SMT 生產(chǎn)線上得到的廣泛應(yīng)用。 當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描 PCB，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過(guò)顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示 /標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整。 AOI 包括了圖像處理和自動(dòng)化的圖像采集兩大部分，其中，圖像采集的關(guān)鍵在于高精度、高效率的運(yùn)動(dòng)控制。 對(duì)于獲取圖像來(lái)說(shuō)，因?yàn)橄鄼C(jī)的 FOV(Field Of Vision)有限，因此就必須通過(guò) XY平臺(tái)來(lái)移動(dòng)相機(jī)才能拍攝到整個(gè) FPC板上的元件；也就是說(shuō) AOI 必須協(xié)調(diào)軟硬件同時(shí)工作，要考慮攝像機(jī)什么時(shí)候開(kāi)始拍照，什么時(shí)候要移動(dòng)，移動(dòng)到什么地方，什么時(shí)候開(kāi)始圖像處理等等各方面的問(wèn)題。 AOI的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)其功能主要分為兩個(gè)部分，一個(gè)是示教過(guò)程，就是建立工程；另一個(gè)是執(zhí)行檢測(cè)的過(guò)程。 在示教的過(guò)程中，先由人手動(dòng)移動(dòng)相機(jī) X、 Y軸，將相機(jī)移動(dòng)到基于 Panasonic 伺服與 Galil 控制器的 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 需要拍照的待檢測(cè)位，通過(guò)編碼器回讀來(lái)獲取當(dāng)前位置的坐標(biāo)，存儲(chǔ)起來(lái)。在執(zhí)行檢測(cè)的過(guò)程中， 控制器控制 X、 Y軸的伺服系統(tǒng)將相機(jī)依次移 動(dòng)到示教過(guò)程中回讀的待檢測(cè)點(diǎn)，并拍照。 第 3 章 基于 Galil控制器的運(yùn)動(dòng)控制模塊 Galil運(yùn)動(dòng)控制器簡(jiǎn)介 美國(guó) GALIL 運(yùn)動(dòng)控制公司位于著名的加州硅谷中心，該公司成立于 1983 年，專業(yè)提供基于微處理器精密運(yùn)動(dòng)控制器。應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，包括醫(yī)療、半導(dǎo)體、紡織、物料搬運(yùn)、食品加 、機(jī)床、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、航天、測(cè)試測(cè)量等等。 GALIL 運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品迄今已發(fā)展到第5 代，采用 32bit 最新微處理器技術(shù)，溶合最新控制理論及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，產(chǎn)品涵蓋 PC/10 ISA、 PCI、 VME 總線板級(jí)產(chǎn)品及具有 RS232C、USB 及 Ether 通信功能的獨(dú)立型控制器，全部產(chǎn)品均可控制伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī) , 獨(dú)特的 2 字符命令及 WSDK 開(kāi)發(fā)調(diào)試、 Active X 等軟件工具使得系統(tǒng)設(shè)置、調(diào)試、應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單而快捷。 DMCB140M 是 GALIL公司根據(jù)新興市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)需求而開(kāi)發(fā)的具有極高性價(jià)比的四軸獨(dú)立型運(yùn)動(dòng)控制器。該控制器提供有兩個(gè)通訊接口：RS232 和以太網(wǎng)接口，可控制 14 軸步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的位置方式（輸出脈沖 +方向） 。其運(yùn)動(dòng)模式包括單軸或多軸點(diǎn)對(duì)點(diǎn)定位運(yùn)動(dòng)、多軸直線 /圓弧插補(bǔ)、電子齒輪、輪廓運(yùn)動(dòng)等。除去每軸獨(dú)立的正、基于 Panasonic 伺服與 Galil 控制器的 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 反向限位及回零信號(hào)外，該控制器還提供了可自由定義的 8 路輸入和 4 路輸出。 DMCB140M 提供有 Flash EEPROM, 方便用戶程序、參數(shù)等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，除了可實(shí)現(xiàn)控制器的獨(dú)立工作，也可通過(guò)通訊接口與其它控制器或人機(jī)界面配合使用。 DMCB140 采用 32bit微處理器，板上的 RAM 和 Flash EEPROM 為用戶提供了 450 行 *40 字符的用戶程序存儲(chǔ)空間、 126 個(gè)變量存儲(chǔ)區(qū)以及 6 個(gè)數(shù)組 800 個(gè)元素的數(shù)組定義空間?？?制器輸出的脈沖 /方向信號(hào)，可用于控制步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)（位置模式）。脈沖信號(hào)頻率最高為 3MHz，可以滿足絕大多數(shù)高速、高分辨率的應(yīng)用需求。 圖 4 DMCB140M 運(yùn)動(dòng)控制器 GalilTools 簡(jiǎn)介 GalilTools 軟件是 GALIL公司推出的新型的調(diào)試軟件，整合了之前所有的調(diào)試軟件，集成為一個(gè)軟件，其功能齊全。 基于 Panasonic 伺服與 Galil 控制器的 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 用戶利用 GalilTools 軟件可在 Galil控制器上進(jìn)行設(shè)置、配置、調(diào)試、測(cè)試和運(yùn)動(dòng)分析。完整版的 GalilTools 軟件包括：具有自動(dòng)重復(fù)輸入、智能變色功能的命令終端（ Terminal），具有高度語(yǔ)法辨析能力的程序編輯器（ Editor），及具有用戶可配置面板的數(shù)據(jù)記錄監(jiān)視窗口（ Watch）， 8 通道實(shí)時(shí)示波器（ Scope）和一個(gè)軸自動(dòng)調(diào)諧器（ Tuner）（簡(jiǎn)化版的 GalilTools 軟件沒(méi)有示波器和調(diào)諧器）。GalilTools 軟件由跨平臺(tái)庫(kù)寫成，可以在目前流行的各類操作系統(tǒng)中安裝使用，例如 Windows XP, XP x64， Vista, Vista x64, 及各種 x86 和 x64 配置的 Linux 系統(tǒng)。 圖 5 完整版的 GalilTools 軟件 基于 Panasonic 伺服與 Galil 控制器的 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 加減速平滑處理 DMCB140M控制器支持多種運(yùn)動(dòng)控制模式，包括：獨(dú)立定位、多軸直線插補(bǔ)、位置跟隨、平面直線和圓弧插補(bǔ)、電子齒輪同步、電子凸輪等運(yùn)動(dòng)控制模式。 在新型 AOI 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，使用到了獨(dú)立軸定位、位置跟隨、直線插補(bǔ)等運(yùn)