CN101206482A - 定位控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种定位控制系统，其包括设备端，所述设备端包括：工业计算机控制模块、连接至所述工业计算机控制模块的网络接口的可编程逻辑控制器模块、与工业计算机控制模块相连接的图形用户界面、输入/输出模块、视觉装置或/及识别装置、及与视觉装置及识别装置对应配置的运动控制模块。所述可编程逻辑控制器模块设置有总线单元并通过工业总线串接所述输入/输出模块与运动控制模块。所述视觉装置与识别装置分别连接至工业计算机控制模块的并行接口与串行接口。本发明经由设置由工业计算机控制模块与可编程逻辑控制器模块构成的混合系统架构，并对控制任务进行适当的分割，其可有效地提升设备端的运转效能。

Description

定位控制系统
技术领域
本发明涉及一种定位控制系统，尤其是一种具有视觉对位功能或/及识别功能的定位控制系统。
背景技术
一般工业用精密设备，如精密加工、组装或测试设备通常采用基于工业计算机控制(PC-based，Personal Computer Based)的或基于可编程逻辑控制器(PLC-based，Programmable Logic Controller Based)的定位控制系统来对目标物体进行定位控制。
对于采用PC-based定位控制系统的精密设备，一般是以工业计算机(PC)为主要控制元件，经由运动控制卡送出控制命令给马达驱动装置来进行步进或伺服马达的定位控制，进而达成工件的精确定位。然而，对于需多轴运动控制的场合则需使用数量较多的运动控制卡送出相应的控制命令，其在一定程度上使得设备的硬件成本偏高；此外，该种精密设备的定位控制软体需采用专业的编程语言来设计，使得日后设备在工厂内维修不易。
对于采用PLC-based定位控制系统的精密设备，一般是以可编程逻辑控制器(PLC)为主要控制元件，经由定位模块送出控制命令给马达驱动装置来进行步进或伺服马达的定位控制，进而达成工件的精确定位。然而，定位模块至马达驱动装置间的配线复杂且易受电磁波干扰；此外，一般的精密设备常需具备视觉对位功能，而可编程逻辑控制器因功能上的限制不适合处理复杂的数据运算，不具备控制视觉装置的能力。
由此可见，单纯地采用PC-based或PLC-based定位控制系统作为控制主体的精密设备均有若干缺陷，其在一定程度上限制了该种设备运转效能。
发明内容
有鉴于此，提供一种可提升工业用精密设备运转效能的定位控制系统实为必要。
下面将以实施例说明一种定位控制系统，其可有效地提升工业用精密设备运转效能。
一种定位控制系统，其包括设备端，所述设备端包括：工业计算机控制模块、图形用户界面、视觉装置、可编程逻辑控制器模块、输入/输出模块、及对位模块。所述工业计算机控制模块设置有图像捕获单元。所述图形用户界面与与所述工业计算机控制模块相连接。所述可编程逻辑控制器模块连接至所述工业计算机控制模块的网络接口。所述可编程逻辑控制器模块设置有总线单元并通过工业总线串接所述输入/输出模块与对位模块。所述视觉装置连接至图像捕获单元的并行接口，用以监测对位模块的对位操作并将监测结果传送至所述工业计算机控制模块的图像捕获单元，由所述工业计算机控制模块输出表征该监测结果的反馈信号并将该反馈信号传送至所述可编程逻辑控制器模块，进而由所述可编程逻辑控制器模块送出运动控制命令至所述对位模块。
以及，另一种定位控制系统，其包括设备端，所述设备端包括：工业计算机控制模块、图形用户界面、识别装置、可编程逻辑控制器模块、输入/输出模块、及识别模块。所述图形用户界面与与所述工业计算机控制模块相连接。所述可编程逻辑控制器模块连接至所述工业计算机控制模块的网络接口。所述可编程逻辑控制器模块设置有总线单元并通过工业总线串接所述输入/输出模块与识别模块。所述可编程逻辑控制器模块用以发出运动控制命令至识别模块，由识别模块携带所述识别装置至目标位置以进行编码资料读取。所述识别装置连接至工业计算机控制模块的串行接口，用以读取编码资料以及将该编码资料送至所述工业计算机控制模块进行处理。
相对于现有技术，所述定位控制系统经由设置由工业计算机控制模块与可编程逻辑控制器模块组成的混合系统架构，由可编程逻辑控制器模块负责对位模块、识别模块等运动控制模块的运动控制命令的送出，由工业计算机控制模块负责视觉装置、识别装置等需较复杂数据运算的装置的控制；其克服了单纯使用工业计算机控制模块或单纯使用可编程逻辑控制器模块的设备的缺陷，有效地提升了设备端的运转效能。并且，所述定位控制系统的可编程逻辑控制器模块设置有总线单元，经由工业总线串接对位模块等运动控制模块和输入/输出模块，其有利于设备端的功能扩充。
附图说明
图1是本发明实施例的定位控制系统的各模块连接关系示意图。
图2是采用图1所示定位控制系统的点灯测试机。
图3是图2所示点灯测试机的取放部的局部放大示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
参见图1，本发明实施例提供的定位控制系统100，其具有视觉对位功能及识别功能。所述定位控制系统100包括设备端120及远程监控端140。在半导体制造和平板显示器(Flat Panel Display，FPD)制造领域，该远程监控端140通常设置有计算机集成制造控制模块142(Computer IntegratedManufacturing，CIM控制模块)，以便于对多个设备端120进行统一监控。
该设备端120包括：工业计算机控制模块122，图形用户界面121(Graphical User Interface，GUI)，识别装置123，视觉装置124，可编程逻辑控制器模块126，输入/输出(I/O)模块127，及运动控制模块128。
该工业计算机控制模块122负责：图形用户界面121的控制，与计算机集成制造控制模块142进行信息交换，以及识别装置123及视觉装置124等需具备复杂数据运算的装置的数据处理。具体的，该图形用户界面121与该工业计算机控制模块122相连接。该计算机集成制造控制模块142可连接至该工业计算机控制模块122的网络接口，如RJ-45接口。该识别装置123可连接至该工业计算机控制模块122的串行接口，如RS-232接口。该工业计算机控制模块122设置有图像捕获单元1222，如图像捕获卡；该视觉装置124可连接至设置在该图像捕获单元1222上的并行接口，如NTSC(NationalTelevision Systems Committee)视频接口。
该可编程逻辑控制器模块126负责：输入/输出(I/O)模块127的控制，以及运动控制模块128的运动控制命令的送出。具体的，该可编程逻辑控制器模块126设置有总线(BUS)单元1262，如BUS卡；并以工业总线1264串接该输入/输入模块127与运动控制模块128(即，输入/输入模块127与运动控制模块分别串接在该工业总线1264上)。
该运动控制模块128可包括与识别装置123对应的识别模块1284，与视觉装置124对应的对位模块1288。该识别模块1284用以携带该识别装置123运动至标的物(如，工件)的编码位置进行编码资料读取。该识别装置123读取编码资料后传送至该工业计算机控制模块122进行分析及处理，该分析及处理结果可传送至图形用户界面121进行显示。该视觉装置124与对位模块1288配合用以实现对标的物的精确对位；具体的，由视觉装置124获取标的物的实际位置并将表征该实际位置信息的图像信号传送至工业计算机控制模块122的图像捕获单元1 222进行信号转换；之后由该工业计算机控制模块122再进行处理及分析以输出表征标的物实际位置的反馈信号并将该反馈信号传送至可编程逻辑控制器模块126，由可编程逻辑控制器模块126送出运动控制命令至对位模块1288以将该标的物移动至目标位置从而完成对标的物的精确对位。
可以理解的是，对于将定位控制系统100应用于无需对标的物的编码进行读取分析的场合，所述定位控制系统100可不设置识别装置123，相应的也无须设置识别模块1284。
也可以理解的是，对于将定位控制系统100应用于需对标的物进行分类而无需对标的物进行对位操作的场合，所述定位控制系统100可不设置对位模块1288，相应的也无须设置视觉装置124。
另外，可根据设备端120的实际需要，可在工业总线1264上串接更多的运动控制模块，如预定位模块1282，及传送臂模块。该预定位模块1282可用于标的物的夹持及粗定位。该传送臂模块，如上传送臂1285及下传送臂1287，可用于标的物的传送。
本发明实施例提供的定位控制系统100，其经由设置由工业计算机控制模块122与可编程逻辑控制器模块126构成的混合系统架构，使得工业计算机控制模块122与可编程逻辑控制器模块126能各展所长，发挥其最大效能；在可编程逻辑控制器模块126内可依设备端120的运动控制流程撰写简单阶梯(Ladder)程序即可使设备进行运转，工厂人员不需具备高度的专业编程能力即可进行设备的维护，克服了采用PC-based定位控制系统的设备维修不易的缺点；并且由可编程逻辑控制器模块126负责设备端120运动控制模块128可节省运动控制卡硬件购置成本。另外，定位控制系统100采用工业总线串接输入/输出模块127及运动控制模块128，其在一定程度上便于日后设备端120的功能扩充。
参见图2及图3，下面将具体描述一种采用上述定位控制系统100的点灯测试机10，用于平板显示器制造领域的液晶面板20的点灯(或点亮)测试。所述点灯测试机10包括本体12，设置在本体12上的取放部14及检测部16。
所述定位控制系统100的工业计算机控制模块122，可编程逻辑控制器模块1 26，及输入/输出(I/O)模块127设置在本体12内，其在图2中未示出。该输入/输出模块127负责点灯测试机10内输入/输出信号的状态控制，如操作按钮1271及电磁阀的状态，塔灯1272的显示。
所述图形用户界面121(GUI)设置在本体12上，可用于显示点灯测试机10在液晶面板的检测过程中的各种检测结果。
所述预定位模块1282，识别装置123及识别模块1284设置在本体12的取放部14。该预定位模块1282用于当液晶面板20装载在其上时对该液晶面板20进行夹持及粗定位，其通常包括X轴方向与Y轴方向的步进马达组件(图3中未标示)，该X轴方向与Y轴方向的步进马达组件分别用于提供沿X轴方向与Y轴方向夹持定位液晶面板20的动力源。所述识别装置123装设在识别模块1284上，该识别模块1284通常包括X轴方向与Y轴方向的伺服马达组件(图未示)，该X轴方向与Y轴方向的伺服马达组件分别用于提供沿X轴方向与Y轴方向定位识别装置123的动力源，该X轴方向与Y轴方向的伺服马达组件共同作用于该识别装置123可将识别装置123移动至液晶面板20的编码位置以进行编码资料读取。该编码资料将经由工业计算机控制模块122的RS-232串行接口送入该工业计算机控制模块122进行处理及分析。
所述视觉装置124，及对位模块1288设置在本体12的检测部16。该对位模块1288通常包括一三向定位平台，该三向定位平台可沿Z轴作升降运动、平行于XY平面的平面内转动及平动，用以对装载在其上的液晶面板20进行对位操作。该视觉装置124用以监测该三向定位平台的对位操作(即，液晶面板20的实际位置)，并将监测结果传送至工业计算机控制模块122的图像捕获单元1222的NTSC视频并行接口由该图像捕获单元1222进行相应信号转换；之后由该工业计算机控制模块122再对转换後的信号进行处理及分析以输出表征该检测结果的反馈信号并将该反馈信号传送至所述可编程逻辑控制器模块126，由该可编程逻辑控制器模块126发出运动控制命令至对位模块1288，进而由对位模块1288实现液晶面板120的金属电极(图未示)与设置在检测部16的探针测试单元162的精确对位。
所述上传送臂模块1285与下传送臂模块1287分两层设置，用以将取放部14的预定位模块1282上的已被夹持及粗定位的液晶面板20传送至检测部16的对位模块1288以进行对位操作，或将检测部16的对位模块1288上的已检测完毕的液晶面板20回传至取放部14的预定位模块1282以进行液晶面板20的载出动作。该上传送臂模块1285与下传送臂模块1287通常分别包括一个X轴方向与两个Y轴方向的伺服马达组件(图3中未标示)、以及两个夹持臂。该X轴方向的伺服马达组件用于提供沿X轴方向传送液晶面板20的动力源；该两个Y轴方向的伺服马达组件用于驱动所述两个夹持臂沿Y轴方向移动以将液晶面板20夹持住。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，如根据实际需要在工业计算机控制模块122上连接其他需具备复杂数据运算的装置等以用于本发明等设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种定位控制系统，其包括设备端，所述设备端包括：输入/输出模块、对位模块、及视觉装置；其特征在于，所述设备端还包括：
工业计算机控制模块，其设置有图像捕获单元；
图形用户界面，其与所述工业计算机控制模块相连接；以及
可编程逻辑控制器模块，其连接至所述工业计算机控制模块的网络接口，所述可编程逻辑控制器模块设置有总线单元并通过工业总线串接所述输入/输出模块与对位模块；
所述视觉装置连接至图像捕获单元的并行接口，用以监测对位模块的对位操作并将监测结果传送至所述工业计算机控制模块的图像捕获单元，由所述工业计算机控制模块输出表征该监测结果的反馈信号并将该反馈信号传送至所述可编程逻辑控制器模块，进而由所述可编程逻辑控制器模块送出运动控制命令至所述对位模块。
2.如权利要求1所述的定位控制系统，其特征在于，所述并行接口为NTSC视频接口。
3.如权利要求1所述的定位控制系统，其特征在于，所述设备端还包括：识别模块及识别装置，所述识别模块串接在所述工业总线上并接受所述可编程逻辑控制器模块的控制以将所述识别装置驱动至目标位置以进行编码资料读取；所述识别装置连接至所述工业计算机控制模块的串行接口，用以读取编码资料以及将编码资料传输至所述工业计算机控制模块进行处理。
4.如权利要求3所述的定位控制系统，其特征在于，所述串行接口为RS-232接口。
5.如权利要求1所述的定位控制系统，其特征在于，所述设备端还包括：预定位模块及传送臂模块，该预定位模块与传送臂模块串接在所述工业总线上；该预定位模块用以执行夹持及粗定位操作，该传送臂模块用以执行传送操作。
6.如权利要求5所述的定位控制系统，其特征在于，所述传送臂模块包括分两层设置的第一传送臂模块及第二传送臂模块，该第一传送臂模块及第二传送臂模块串接在所述工业总线上。
7.如权利要求1至6任一项所述的定位控制系统，其特征在于，该定位控制系统还包括远程监控端，该远程监控端包括计算机集成制造控制模块，其连接至所述工业计算机控制模块的网络接口。
8.一种定位控制系统，其包括设备端，所述设备端包括：输入/输出模块、识别模块、及识别装置；其特征在于，所述设备端还包括：
工业计算机控制模块，
图形用户界面，其与所述工业计算机控制模块相连接；以及
可编程逻辑控制器模块，其连接至所述工业计算机控制模块的网络接口，所述可编程逻辑控制器模块设置有总线单元并通过工业总线串接所述输入/输出模块与识别模块；
所述识别模块接受所述可编程逻辑控制器模块发出的运动控制命令可将所述识别装置驱动至目标位置以进行编码资料读取；
所述识别装置连接至工业计算机控制模块的串行接口，用以读取编码资料以及将编码资料传输至所述工业计算机控制模块进行处理。
9.如权利要求8所述的定位控制系统，其特征在于，所述串行接口为RS-232接口。
10.权利要求8或9所述的定位控制系统，其特征在于，该定位控制系统还包括远程监控端，该远程监控端包括计算机集成制造控制模块，其连接至所述工业计算机控制模块的网络接口。
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