CN1366450A - 基于can总线的贴片机控制系统 - Google Patents

Abstract

一种基于CAN总线的贴片机控制系统,采用分布式结构,将贴片机的控制功能分解成现场模块,通过CAN总线与PC机相连,PC机上插有图像卡和CAN总线适配卡,贴片机X－Y运动平台驱动电机、贴片头驱动电机等各部件分别与各自的CAN控制模块相连,并通过CAN总线与CAN总线适配卡相连。本发明的总线结构大大减少了连线,提高了可靠性,系统易于扩展和修改,有利于实现网络化,增强抗干扰性。

Description

基于CAN总线的贴片机控制系统

技术领域：

本发明涉及一种基于CAN总线的贴片机控制系统，属机械控制领域。

背景技术：

信息产业和电子工业的迅速发展，促成了微电子生产装备的大好市场，其中贴片机是一种面大量广的产品。由于贴片机需要高速高精度和高可靠性运作，所以对其控制系统有很高的要求。目前贴片机的控制系统都是采用传统的上下位机结构，上位机以PC机为主，主要完成人机交互、轨迹规划和视觉信息处理等上层工作，摄像机用来校正元件的位置误差，图像卡插在PC机ISA插槽中，摄像机与图像卡之间通过视频线连接。下位机以专用的运动控制卡(如PMAC)为主，插在PC机的ISA插槽中，主要完成运动控制和输入输出信号处理。贴片机X-Y运动平台驱动电机与下位机之间通过40芯电缆连接，贴片头驱动电机与下位机之间通过多路连接电缆连接，Chip元件和IC芯片上料气阀、PCB板上料、定位、夹紧气阀及贴片机运动检测及真空阀，与下位机之间通过多路电缆连接。由于贴片机是一个由很多功能单元组成的复杂设备，需要控制的电机有10-14个，各类输入输出(I/O)信号达100-200个，其中主要包括PCB板上料、定位、夹紧阀I/O达20个，Chip元件及IC芯片上料阀达100-120个，贴片头运动检测及真空阀I/O达20个，同时电机和I/O分布在贴片机的各个部位，而且下层控制功能全部集中在运动控制卡上。这样的控制系统结构主要存在以下问题：

1、由于各类电机，包括电机上的光学编码器以及众多的I/O口的几百条连线都是集中到运动控制卡上，因此造成接线部位拥挤，抗干扰性差，可靠性下降。

2、连线多而杂，造成材料、安装和维修成本高。

3、下层控制软件过于集中，扩展性差。

发明内容：

本发明的目的在于针对目前集中式贴片机控制系统存在的问题，提供一种新的基于CAN总线的贴片机控制系统，使贴片机的控制功能分解成现场模块，以大大减少连线数目。

为实现这样的目的，本发明的技术方案中，采用分布式结构，将贴片机的控制功能分解成现场模块，通过CAN总线与PC机相连。PC机完成人机交互、轨迹规划和视觉信息处理等上层工作，用来校正元件位置误差的摄像机，通过视频线与插在PC机ISA插槽中的图像卡相连接，CAN总线适配卡插在PC机ISA插槽中，将PC机与CAN总线相连。在CAN总线上连接多块CAN控制模块，分别通过多芯电缆与贴片机X-Y运动平台驱动电机、贴片头驱动电机、Chip元件和IC芯片上料气阀、PCB板上料、定位、夹紧气阀及贴片机运动检测及真空阀等相连。CAN总线适配卡与各控制模块用双绞线互连，因此大大减少了接线。

采用CAN总线之后，整个系统的工作过程为：

PC机通过上层算法进行运动规划，将生成的结果通过CAN总线传输到贴片头的当地运动控制器进行差补处理，实现对芯片的抓取，利用摄象机校正所抓取芯片的位姿参数，这些数据通过CAN总线传输到X-Y平台驱动器，驱动器内部固化算法通过这些数据计算出相应的补偿值，这种信息实时传输的分布式处理方式保证了贴片机的运动高精度与控制实时性，由于外部连线的大量减少，系统的可靠性也大大提高。

本发明以先进的现场总线概念，用实时性强的CAN总线技术，组成了新的贴片机控制系统，与传统贴片机控制系统相比，主要效果有：

a)采用总线结构，控制模块可以分别安放在执行机构接口较集中的地方，大大减少了连线，提高了可靠性；

b)连线大大减小后，降低了材料、安装和维修成本；

c)下层控制软件可以分散到每个控制模块里，系统易于扩展和修改；

d)由于各控制模块成本低，可以进行冗余度设计，增加容错性；

e)有利于实现网络化，CAN标准本身就是基于网络的结构，可以方便地构造点对点，多点对多点等多种拓扑结构；

f)抗干扰性增强，可以采用带有专门电磁兼容的CAN控制器芯片，使系统抗电磁干扰能力提高。

附图说明及具体实施方式：

图1为本发明的贴片机控制系统结构示意图。

图1中，在PC机1上的ISA插槽中，插有图像卡3和CAN总线适配卡4，摄像机2与图像卡3之间通过视频线连接，CAN总线适配卡4将PC机与CAN总线相连，贴片机X-Y运动平台驱动电机5、贴片头驱动电机6、Chip元件和IC芯片上料气阀7、PCB板上料、定位、夹紧气阀等8及贴片机运动检测及真空阀9通过多芯电缆与各自的CAN控制模块10、11、12、13、14相连，各控制模块与CAN总线适配卡4通过双绞线互连。

Claims (1)

1、一种基于CAN总线的贴片机控制系统，其特征在于采用分布式结构，将贴片机的控制功能分解成现场模块，通过CAN总线与PC机相连，PC机上插有图像卡(3)和CAN总线适配卡(4)，摄像机(2)与图像卡(3)之间通过视频线连接，贴片机X-Y运动平台驱动电机(5)、贴片头驱动电机(6)、Chip元件和IC芯片上料气阀(7)、PCB板上料、定位、夹紧气阀等(8)及贴片机运动检测及真空阀(9)与各自的CAN控制模块(10、11、12、13、14)相连，各控制模块通过CAN总线与PC机上的CAN总线适配卡(4)相连。

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