一種貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統的制作方法

本實用新型屬于貼片機控制系統技術領域，具體涉及一種貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統。

背景技術：

貼片機上安裝的電機通常有伺服電機及步進電機，其中伺服電機控制精度高、響應時間短，而步進電機的控制精度及響應時間要求并不是很嚴格。考慮到貼片機的整體成本，并不是所以有的控制系統部分都需要達到控制伺服電機的性能。另外，國內的貼片機控制系統中，大多控制器是為了兼容各種自動化設備而設計的，并沒有專門針對貼片機領域設計相應的控制系統，這對貼片機的整體設計與布局布線造成很多不便之處，同時不能充分利用控制卡上的資源，造成資源浪費。

利用高速貼裝技術進行集成電路元器件在PCB板上的安裝是提高安裝效率和安裝精度的重要途徑。因此，針對常用貼片機型設計一種結構簡單、小型化、驅動與控制一體化的集成控制系統很有必要。

技術實現要素：

鑒于以上所述，本實用新型要解決的技術問題為：提供一種貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統，實現X軸Y軸伺服電機及PCB傳輸機構步進電機的控制與驅動一體化集成控制，提高控制體統穩定性，簡化設計電路及整體布局布線，減少PCB制板成本，節省貼片機制造成本。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統，包括主控模塊、XY軸伺服電機控制模塊、PCB傳輸機構步進電機控制模塊，其特征在于：所述主控模塊包括一張主PCB底板和安裝在主PCB底板上的CAN通訊接口、IO控制接口、光源控制電路接口、伺服電機驅動電路接口、步進電機驅動電路接口、電源電路接口、XY軸運動傳感器報警電路接口、伺服軸光源相機電路接口、外部相機電路接口、XY軸伺服電機控制模塊電路接口、PCB傳輸機構步進電機控制模塊電路接口，所述IO控制接口包括輸入信號檢測電路接口及輸出信號電路接口；

所述XY軸伺服電機控制模塊，包括一張XY軸控制板、以及集成在所述XY軸控制板上的ARM伺服控制核心模塊、XY軸控制板至底板安裝接口，所述ARM伺服控制核心模塊分別與伺服電機驅動電路接口、XY軸運動傳感器報警電路接口、光源控制電路接口、伺服軸光源相機電路接口、外部相機電路接口相連接，所述伺服電機驅動電路接口、XY軸運動傳感器報警電路接口、光源控制電路接口、伺服軸光源相機電路接口、外部相機電路接口分別與外部的伺服電機、XY軸運動傳感器、光源、伺服軸光源相機、外部相機線路連接；

所述PCB傳輸機構步進電機控制模塊，包括一張PCB傳輸控制板、以及集成在所述PCB傳輸控制板上的ARM主控核心模塊、PCB傳輸控制板至底板安裝接口，所述ARM主控核心模塊與步進電機驅動電路接口相連接，所述步進電機驅動電路接口與外部的步進電機相連接；

所述XY軸控制板及PCB傳輸控制板通過XY軸控制板至底板安裝接口及PCB傳輸控制板至底板安裝接口設置于主PCB底板上。

進一步的，所述CAN通訊接口線路連接PCI-CAN轉換器和CAN收發器。

進一步的，所述輸入信號檢測電路接口連接ARM主控核心板模塊的輸入信號檢測部分以及光電耦合隔離電路。

進一步的，所述輸出信號電路接口連接ARM主控核心模塊的光電耦合隔離電路、輸出信號控制電路、達林頓管驅動電路。

進一步的，所述ARM伺服控制核心模塊采用兩片Cortex M系列普通處理器并設置有伺服電機控制信號處理接口、伺服電機控制狀態檢測接口、光源相機觸發信號控制接口。

進一步的，所述ARM主控核心模塊采用1片Cortex M系列高頻多資源處理器、以及2片Cortex M系列普通處理器。

本實用新型提供一種貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統，具有如下有益效果：

采用控制PCB板與驅動PCB板分離式模塊化設計，很大程度的簡化了貼片機系統的調試與測試流程，提高系統工作效率；

利用底層處理器集成連貫性重復過程指令，避免上層分配過多線程處理重復性過程，節省了上層系統資源，提升了貼片機整體上層系統性能。

通過將貼片PCB傳輸機構的PCB傳輸控制流程集成在底層控制，簡化了貼片機PCB傳輸控制，簡化了上層軟件在PCB傳輸控制模塊的設計方式，并且提升了貼片機在PCB傳輸控制中的穩定性。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1為本實用新型貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統模塊框架圖；

圖2為本實用新型貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統主PCB底板布局圖；

圖3為本實用新型貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統XY軸控制板布局圖；

圖4為本實用新型貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統PCB傳輸控制板布局圖。

圖中：101-光源控制電路接口，102-伺服電機驅動電路接口，103-步進電機驅動電路接口，104-電源電路接口，105-輸入信號檢測電路接口，106-輸出信號電路接口，107-CAN通訊電路接口，108- XY軸運動傳感器報警電路接口，109-伺服軸光源相機電路接口，110-外部相機電路接口，111-XY軸伺服電機控制模塊電路接口，112-PCB傳輸機構步進電機控制模塊電路接口，201-ARM伺服控制處理器模塊，202- XY軸控制板至底板安裝接口，301-ARM主控高頻處理器模塊，302- ARM主控普通處理器模塊，303-PCB傳輸控制板至底板安裝接口。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

參見圖1至圖4，本實用新型一較佳實施例所述的一種貼片機XY軸運動及PCB傳輸集成控制系統，包括主控模塊、XY軸伺服電機控制模塊、PCB傳輸機構步進電機控制模塊，其中

主控模塊包括一張主PCB底板以及集成在所述主PCB底板上的CAN通訊接口、IO控制接口、光源控制電路接口101、伺服電機驅動電路接口102、步進電機驅動電路接口103、電源電路接口104、XY軸運動傳感器報警電路接口108、伺服軸光源相機電路接口109、外部相機電路接口110、XY軸伺服電機控制模塊電路接口111、PCB傳輸機構步進電機控制模塊電路接口112，所述CAN通訊接口包括CAN通訊電路接口107、PCI-CAN轉換器、CAN收發器，所述IO控制接口包括輸入信號檢測電路接口105及輸出信號電路接口106；另外，

所述XY軸伺服電機控制模塊，包括一張XY軸控制板、以及集成在所述XY軸控制板上的ARM伺服控制處理器模塊201、XY軸控制板至底板安裝接口202；

所述PCB傳輸機構步進電機控制模塊包括一張PCB傳輸控制板、以及集成在所述PCB傳輸控制板上的ARM主控高頻處理器模塊301、ARM主控普通處理器模塊302、PCB傳輸控制板至底板安裝接口303。

在本實施例中，所述ARM伺服控制核心模塊采用兩片ST公司的STM32F415系列處理器，以及設置包括接口包括伺服電機控制信號處理接口、伺服電機控制狀態檢測接口、光源相機觸發信號控制接口；所述ARM主控核心模塊采用1片ST公司的高頻多資源STM32F429處理器，以及2片ST公司的STM32F415系列處理器。

本系統中的輸入信號檢測電路接口包括光電耦合隔離電路、ARM主控核心板模塊的輸入信號檢測部分，隔離的意義在于外圍傳感器的控制信號是模擬24V，而ARM主控核心模塊的檢測信號的范圍只有0～3V，所以需要使用隔離電路實現0～24V至0～3V的隔離變換；

輸出信號電路接口包括光電耦合隔離電路，ARM主控核心模塊的輸出信號控制電路、達林頓管驅動電路，使用達林頓驅動管以保障外部電路需要驅動大電流負載以達到較強輸出接口的驅動能力；

ARM主控核心模塊中的ARM主控高頻處理器模塊負責系統中的IO控制接口、光源控制接口及通過SPI通訊連接ARM主控普通處理器模塊控制其下屬的各接口；

本PCB傳輸機構分為4段傳輸模式，每一段傳輸機構設置2個步進電機同步帶動皮帶轉動，另外設置一個PCB傳輸機構寬度調節步進電機，所以總共設置9個步進電機。為合理分配處理器工作效率，ARM主控普通處理器模塊設置六個步進驅動接口，均由兩塊STM32F415系列處理器負責控制，其中3個步進驅動接口均勻負責6個步進電機運行，剩余3個步進驅動接口負責3個步進電機運行；

ARM伺服控制處理器模塊設置對應由兩塊STM32F415系列處理器負責控制的X軸驅動接口及Y軸驅動接口，分別對應控制相關軸的伺服電機。

上位機系統與該集成系統通過CAN總線通信，ARM伺服控制核心模塊、ARM主控核心模塊中的處理器與CAN收發器之間存在一一對應關系，也就是說每一個從機都需要一個CAN收發器與之關聯。所有的CAN收發器都會關聯通過PCI-CAN轉換器至上位機，構成CAN總線通信網絡。