贴片机控制系统底层软件模块与上层软件设计

论文摘要

贴片机是融合机械、电气、机器视觉和自动控制技术于一体的先进制造设备,控制系统是其核心。课题组往届研究生以QUAD QSP-2型贴片机为研究控制对象,利用其原有机械结构,更换部分控制系统硬件（工业控制机和伺服控制卡等）,开发了相应的底层驱动程序。本设计在此基础上,通过进一步的实验研究,完善了控制系统底层驱动模块的设计,并根据贴片机工艺要求和控制时序要求,设计了贴片机的控制系统软件,经多次调试修改后,实现了贴片机的基本贴装功能。根据研究过程中所做的工作,将本文的主要内容分为三个部分。第一部分是对贴片机电气结构的各个组成部分的研究,并构建了贴片机的计算机控制系统。第二部分为贴片机底层软件,这部分详细分析了电气控制系统、PCB数据管理系统、视觉系统和运行检测系统的底层程序设计,实现了贴片机各个部分的基本控制功能。第三部分设计了贴片机上层软件,这部分从人机界面设计入手,介绍了贴片机软件开机初始化、调试、控制贴片等功能,并根据基本贴装工艺流程分析了贴片机各个组成部分之间的协调控制的实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 表面组装技术（SMT）概述
• 1.2 贴片机简介
• 1.2.1 贴片机分类
• 1.2.2 贴片机发展现状及趋势
• 1.3 课题来源及研究意义
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 贴片机硬件平台研究
• 2.1 QUAD QSP-2 型贴片机结构分析
• 2.2 PCB 传送系统
• 2.2.1 V 轴PCB 传送装置
• 2.2.2 W 轴PCB 宽度调节装置
• 2.2.3 PCB 固定夹紧装置
• 2.2.4 PCB 传送系统的电气控制
• 2.3 X-Y 与Z/T 伺服定位系统
• 2.3.1 X-Y 伺服定位系统
• 2.3.2 Z/T 伺服定位系统
• 2.4 供料系统
• 2.5 光学视觉系统
• 2.5.1 下视摄像PCB 定位部分
• 2.5.2 上视摄像元件对中部分
• 2.6 真空气动系统
• 2.7 计算机控制系统
• 2.7.1 IPC-60 工控机
• 2.7.2 GT-400-SV 运动控制卡
• 2.7.3 DH-CG300 图像采集卡
• 2.7.4 PC-7483 数据采集卡
• 2.8 本章小结
• 第三章 贴片机控制系统底层软件设计
• 3.1 控制系统软件总体结构
• 3.2 贴片机电气控制系统程序设计
• 3.2.1 X/Y、Z/T 轴驱动设计
• 3.2.2 W/V 轴驱动设计
• 3.2.3 真空气动系统驱动设计
• 3.2.4 吸嘴供给器驱动设计
• 3.3 PCB 数据管理系统程序设计
• 3.3.1 Protel PCB 文件预处理
• 3.3.2 数据接口设计与实现
• 3.4 贴片机视觉系统程序设计
• 3.4.1 数字图像获取
• 3.4.2 数字图像处理
• 3.4.3 元件和PCB 识别
• 3.5 运行检测系统程序设计
• 3.5.1 命令错误检测程序设计
• 3.5.2 控制轴运动错误检测程序设计
• 3.5.3 控制轴驱动器报警处理程序设计
• 3.5.4 控制轴限位状态处理
• 3.6 本章小结
• 第四章 上层软件与协调控制程序设计
• 4.1 控制系统软件主界面设计
• 4.1.1 系统初始化程序设计
• 4.1.2 控制轴归零程序设计
• 4.2 系统调试界面设计
• 4.2.1 X-Y 与Z/T 伺服定位系统调试界面设计
• 4.2.2 W/V 轴调试界面设计
• 4.3 视频控制界面设计
• 4.3.1 图像捕获与处理
• 4.3.2 基于视觉检测的贴片调试程序设计
• 4.4 编辑贴片界面设计
• 4.4.1 创建PCB
• 4.4.2 初始化料槽和吸嘴
• 4.4.3 配置元件
• 4.4.4 贴片控制
• 4.5 自动贴片协调控制
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
• 附录贴片机控制软件主要程序清单
• 致谢