CN206991106U - 一种自动化产线的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化产线的控制装置，包括控制系统平台、光纤主站控制模块、多个光纤从站控制模块和多个伺服驱动器，所述控制系统平台通过光纤主站控制模块与其中的两个光纤从站控制模块进行通信，两个相邻的光纤从站控制模块之间依次连接，从而使得光纤主站控制模块与多个光纤从站控制模块形成一个光纤环路；每个光纤从站控制模块均与多个伺服驱动器分别进行通信；所述控制系统平台通过光纤主站控制模块向对应的光纤从站控制模块发送控制信号，使得对应的光纤从站控制模块根据所述控制信号生成对应的脉冲信号并发送给伺服驱动器，从而控制对应的设备工作。本实用新型能够将PCB板生产实现自动化、智能化，从而提高PCB板的产能。

Description

一种自动化产线的控制装置

技术领域

本实用新型涉及电子自动化领域的一种控制装置，尤其涉及一种生产PCB板的控制装置。

背景技术

印制电路板(PCB)是国家电子工业的支柱，是仪器、家电、航天、通信等行业中必不可少的核心器件。近年来，随着全球电子信息产业的迅猛发展，特别是消费电子产品不断升级迭代，对印制电路板多层化和高精密要求越来越高，PCB板的制作的质量和产能面临着极大的挑战。

另外，由于PCB板的结构复杂、生产环节众多，如以刚挠结合板为例，该电路板拥有从覆盖层到补强板的8层以上结构。而生产这种结构的产品，需要经过不同分段的曝光、显影、蚀刻形成各层线路，然后再经过各个部分的涂布、层压、表面处理、外形加工、清洗等近26到工序才能成型。尽管其生产的工序复杂，但是PCB板的产能确要求很高，而且良率要求也极高。因此，提高PCB板产能和良率是现如今生产PCB板中主要考虑的目的。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种自动化产线的控制装置，其实现了PCB板生产的高效性和智能化生产。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种自动化产线的控制装置，包括控制系统平台、光纤主站控制模块、多个光纤从站控制模块和多个伺服驱动器，所述控制系统平台通过光纤主站控制模块与其中的两个光纤从站控制模块进行通信，两个相邻的光纤从站控制模块之间依次连接，从而使得光纤主站控制模块与多个光纤从站控制模块形成一个光纤环路；每个光纤从站控制模块均与多个伺服驱动器分别进行通信；

所述控制系统平台通过光纤主站控制模块向对应的光纤从站控制模块发送控制信号，使得对应的光纤从站控制模块根据所述控制信号生成对应的脉冲信号并发送给伺服驱动器，从而控制对应的设备工作。

优选地，所述光纤主站控制模块包括PCI-E接口芯片、第一FPGA芯片和第一光电收发模块，所述第一FPGA芯片依次通过PCI-E接口芯片、PCI-E总线与控制系统平台连接；所述第一FPGA芯片还通过第一光电收发模块与每个光纤从站控制模块连接。

优选地，还包括手轮，所述光纤主站控制模块还包括第一光耦隔离模块，所述手轮通过第一光耦隔离模块与第一FPGA芯片连接，所述第一FPGA芯片还用于接收手轮的操作信号。

优选地，每个光纤从站控制模块均包括第二FPGA芯片、第二光电收发模块、第二光耦隔离模块和第三光耦隔离模块，第二FPGA芯片通过第二光电收发模块与光纤主站控制模块进行通信，第二FPGA芯片还用于通过第三光耦隔离模块与伺服驱动器连接，以及通过第二光耦隔离模块与相邻的光纤从站控制模块连接。

优选地，还包括电源模块，所述电源模块用于给控制装置供电。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过分层控制的方式实现了PCB板的生产自动化中硬件的控制，提高了PCB板的产能；同时，本实用新型还具有设计简单、扩展性好的特点。

附图说明

图1为本实用新型提供的控制装置的模块示意图；

图2为本实用新型提供的光纤主站控制模块的模块示意图；

图3为本实用新型提供的光纤从站控制模块的模块示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例

一种自动化产线的控制装置，如图1-3所示，其包括控制系统平台、光纤主站控制模块、多个光纤从站控制模块和多个伺服驱动器。其中控制系统平台通过光纤主站控制模块与其中的两个光纤从站控制模块进行通信，相邻的光纤从站控制模块之间还进行通信，从而使得光纤主站控制模块与多个光纤从站控制模块组成一光纤环路。也即是说，在实际的运用中，光纤主站控制模块与光纤从站控制模块均处于一个光纤环路上，光纤主站控制模块与其相邻的两个从站控制模块连接，每个光纤从站又与其相邻的光纤从站控制模块连接。比如图1中所示，光纤主站控制模块与其相邻的光纤从站控制模块1、光纤从站控制模块3连接，而光纤从站控制模块1与光纤从站控制模块2之间、光纤从站控制模块2与光纤从站控制模块之间均连接。

每个光纤从站控制模块还与多个伺服驱动器连接，用于控制多个伺服驱动器的工作，进而控制对应的设备工作，比如控制生产PCB板的各种设备，每隔光纤从站控制模块均控制一类设备。比如图1中3个光纤从站控制模块与11个伺服驱动器。本实用新型具有很好的扩展性，可根据所需要的设备不同，扩展增加伺服驱动器以及光纤从站控制模块。

控制系统平台是整个控制装置的整体与处理的核心，比如指令表、实时扫描方式的实现、控制信号均是通过控制系统平台的生成的。控制系统平台是采用了Intel的X86处理器，操作系统是使用Linux+RTAI(全称为Real-Time Application Interface)的方法来实现硬实时性的，即通过对Linux操作系统安装实时性补丁RTAI来实现系统的硬实时性。使用操作系统控制是自动化生产线中常用的，与本申请的发明点无关。

光纤主站控制模块包括PCI-E接口芯片、第一FPGA芯片和第一光电收发模块，第一FPGA芯片通过PCI-E接口芯片与PCI-E总线连接，进而与控制系统平台连接，也即是光纤主站控制模块与控制系统平台通过PCI-E总线连接。

本实用新型采用PCI-E总线的原因有以下两点：

1)PCI-E总线作为PCI总线的衍生物，可降低开发难度，提高可靠性能；

2)PCI-E总线是以点对点的方式进行传输，可使得每个设备在传输数据时，建立各自对应的传输通道，对于其他设备无任何影响，保证了数据通道的专用性，避免了其他设备的干扰。另外，PCI-E总线接口简单、硬件制作上简化了很多，在数据传输上利用串行的连接特点能将数据传输的效率提高。

而PCI-E接口芯片用于实现PCI-E总线协议的转换，由于PCI-E总线接口简单，但是其需要较为复杂的软件来支持。也即是，通过PCI-E接口芯片将通过PCI-E总线发送的控制信号首先进行转换后在发送给第一FPGA芯片，而不是直接将第一FPGA芯片与PCI-E总线相连，从而降低了软件的开发难度。

第一FPGA芯片用于接收控制系统平台发送的控制信号并生成对应的脉冲信号通过第一光电收发模块发送给对应的光纤从站控制模块。

每个光纤从站控制模块均包括第二FPGA芯片和第二光电收发模块，其中第二FPGA芯片通过第二光电收发模块与相邻的光纤主站控制模块进行通信，用来接收光纤主站控制模块所发送来的控制信号并对其进行解码后向对应的伺服驱动器发送脉冲信号，从而控制对应的设备工作。比如第二FPGA芯片用于对光纤主站控制模块发送来的数据进行解码并输出各个轴的运行方法和距离给对应的伺服驱动器。第二FPGA芯片还用于向与相邻的光纤从站控制模块发送对应的信号，这样可以使得相邻的两个光纤从站模块之间保持数据的同步。当然，若光纤从站控制模块与光纤主站控制模块不相邻是，二者之间不连接，第二光电收发模块不工作即可。

光纤从站控制模块还包括第一光耦隔离模块和第二光耦隔离模块，光纤从站控制模块通过第二光耦隔离模块与相邻的光纤从站控制模块通信，也即是：光纤从站控制模块可将光纤主站控制模块发送的控制信号或者驱动伺服器反馈的信号等转发给相邻的光纤从站控制模块，可使得每个光纤从站控制模块之间达到信息共享。另外，采用在第二FPGA芯片与其相邻的光纤从站控制模块之间设置第二光耦隔离模块，以及在第二FPGA芯片与伺服驱动器之间设置第一光耦隔离模块，这样可使伺服驱动器的控制信号与其他的信号进行隔离，以及将发送给其他光纤从站控制模块的信号与伺服驱动器的控制信号进行隔离，可减少信号与信号之间的干扰。

另外，第一FPGA芯片、第二FPGA芯片均设有对应的第一FPGA外围电路、第二FPGA外围电路，外围电路均主要包括FPGA配置电路和晶振电路，为FPGA芯片的正常工作提供保证。

另外，控制装置还包括电源模块，电源模块用于给整个装置供电。

本实用新型具有以下优点：

1)具有可扩展性，可根据设备的增加来增加伺服驱动器以及从站控制模块，从而实现支持多硬件，解决了硬件不兼容的问题。

2)本实用新型中采用的接口以及协议标准均符合自动化控制领域的标准。

3)采用了光纤环路通信，能够实现多路控制信号的同时控制，具有很好的灵活性。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种自动化产线的控制装置，其特征在于，包括控制系统平台、光纤主站控制模块、多个光纤从站控制模块和多个伺服驱动器，所述控制系统平台通过光纤主站控制模块与其中的两个光纤从站控制模块进行通信，两个相邻的光纤从站控制模块之间依次连接，从而使得光纤主站控制模块与多个光纤从站控制模块形成一个光纤环路；每个光纤从站控制模块均与多个伺服驱动器分别进行通信；

所述控制系统平台通过光纤主站控制模块向对应的光纤从站控制模块发送控制信号，使得对应的光纤从站控制模块根据所述控制信号生成对应的脉冲信号并发送给伺服驱动器，从而控制对应的设备工作。

2.如权利要求1所述自动化产线的控制装置，其特征在于，所述光纤主站控制模块包括PCI-E接口芯片、第一FPGA芯片和第一光电收发模块，所述第一FPGA芯片依次通过PCI-E接口芯片、PCI-E总线与控制系统平台连接；所述第一FPGA芯片还通过第一光电收发模块与每个光纤从站控制模块连接。

3.如权利要求2所述自动化产线的控制装置，其特征在于，还包括手轮，所述光纤主站控制模块还包括第一光耦隔离模块，所述手轮通过第一光耦隔离模块与第一FPGA芯片连接，所述第一FPGA芯片还用于接收手轮的操作信号。

4.如权利要求1所述自动化产线的控制装置，其特征在于，每个光纤从站控制模块均包括第二FPGA芯片、第二光电收发模块、第二光耦隔离模块和第三光耦隔离模块，第二FPGA芯片通过第二光电收发模块与光纤主站控制模块进行通信，第二FPGA芯片还用于通过第三光耦隔离模块与伺服驱动器连接，以及通过第二光耦隔离模块与相邻的光纤从站控制模块连接。

5.如权利要求1-4任意一项所述自动化产线的控制装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块用于给控制装置供电。