一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统的制作方法

本实用新型属于贴片机控制系统技术领域，具体涉及一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统。

背景技术：

贴片机上安装的电机通常有伺服电机及步进电机，其中伺服电机控制精度高、响应时间短，而步进电机的控制精度及响应时间要求并不是很严格。考虑到贴片机的整体成本，并不是所以有的控制系统部分都需要达到控制伺服电机的性能。另外，国内的贴片机控制系统中，大多控制器是为了兼容各种自动化设备而设计的，并没有专门针对贴片机领域设计相应的控制系统，这对贴片机的整体设计与布局布线造成很多不便之处，同时不能充分利用控制卡上的资源，造成资源浪费。

利用高速贴装技术进行集成电路元器件在PCB板上的安装是提高安装效率和安装精度的重要途径。因此，针对常用贴片机型设计一种结构简单、小型化、驱动与控制一体化的集成控制系统很有必要。

技术实现要素：

鉴于以上所述，本实用新型要解决的技术问题为：提供一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统，实现X轴Y轴伺服电机及PCB传输机构步进电机的控制与驱动一体化集成控制，提高控制体统稳定性，简化设计电路及整体布局布线，减少PCB制板成本，节省贴片机制造成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统，包括主控模块、XY轴伺服电机控制模块、PCB传输机构步进电机控制模块，其特征在于：所述主控模块包括一张主PCB底板和安装在主PCB底板上的CAN通讯接口、IO控制接口、光源控制电路接口、伺服电机驱动电路接口、步进电机驱动电路接口、电源电路接口、XY轴运动传感器报警电路接口、伺服轴光源相机电路接口、外部相机电路接口、XY轴伺服电机控制模块电路接口、PCB传输机构步进电机控制模块电路接口，所述IO控制接口包括输入信号检测电路接口及输出信号电路接口；

所述XY轴伺服电机控制模块，包括一张XY轴控制板、以及集成在所述XY轴控制板上的ARM伺服控制核心模块、XY轴控制板至底板安装接口，所述ARM伺服控制核心模块分别与伺服电机驱动电路接口、XY轴运动传感器报警电路接口、光源控制电路接口、伺服轴光源相机电路接口、外部相机电路接口相连接，所述伺服电机驱动电路接口、XY轴运动传感器报警电路接口、光源控制电路接口、伺服轴光源相机电路接口、外部相机电路接口分别与外部的伺服电机、XY轴运动传感器、光源、伺服轴光源相机、外部相机线路连接；

所述PCB传输机构步进电机控制模块，包括一张PCB传输控制板、以及集成在所述PCB传输控制板上的ARM主控核心模块、PCB传输控制板至底板安装接口，所述ARM主控核心模块与步进电机驱动电路接口相连接，所述步进电机驱动电路接口与外部的步进电机相连接；

所述XY轴控制板及PCB传输控制板通过XY轴控制板至底板安装接口及PCB传输控制板至底板安装接口设置于主PCB底板上。

进一步的，所述CAN通讯接口线路连接PCI-CAN转换器和CAN收发器。

进一步的，所述输入信号检测电路接口连接ARM主控核心板模块的输入信号检测部分以及光电耦合隔离电路。

进一步的，所述输出信号电路接口连接ARM主控核心模块的光电耦合隔离电路、输出信号控制电路、达林顿管驱动电路。

进一步的，所述ARM伺服控制核心模块采用两片Cortex M系列普通处理器并设置有伺服电机控制信号处理接口、伺服电机控制状态检测接口、光源相机触发信号控制接口。

进一步的，所述ARM主控核心模块采用1片Cortex M系列高频多资源处理器、以及2片Cortex M系列普通处理器。

本实用新型提供一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统，具有如下有益效果：

采用控制PCB板与驱动PCB板分离式模块化设计，很大程度的简化了贴片机系统的调试与测试流程，提高系统工作效率；

利用底层处理器集成连贯性重复过程指令，避免上层分配过多线程处理重复性过程，节省了上层系统资源，提升了贴片机整体上层系统性能。

通过将贴片PCB传输机构的PCB传输控制流程集成在底层控制，简化了贴片机PCB传输控制，简化了上层软件在PCB传输控制模块的设计方式，并且提升了贴片机在PCB传输控制中的稳定性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统模块框架图；

图2为本实用新型贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统主PCB底板布局图；

图3为本实用新型贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统XY轴控制板布局图；

图4为本实用新型贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统PCB传输控制板布局图。

图中：101-光源控制电路接口，102-伺服电机驱动电路接口，103-步进电机驱动电路接口，104-电源电路接口，105-输入信号检测电路接口，106-输出信号电路接口，107-CAN通讯电路接口，108- XY轴运动传感器报警电路接口，109-伺服轴光源相机电路接口，110-外部相机电路接口，111-XY轴伺服电机控制模块电路接口，112-PCB传输机构步进电机控制模块电路接口，201-ARM伺服控制处理器模块，202- XY轴控制板至底板安装接口，301-ARM主控高频处理器模块，302- ARM主控普通处理器模块，303-PCB传输控制板至底板安装接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图4，本实用新型一较佳实施例所述的一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统，包括主控模块、XY轴伺服电机控制模块、PCB传输机构步进电机控制模块，其中

主控模块包括一张主PCB底板以及集成在所述主PCB底板上的CAN通讯接口、IO控制接口、光源控制电路接口101、伺服电机驱动电路接口102、步进电机驱动电路接口103、电源电路接口104、XY轴运动传感器报警电路接口108、伺服轴光源相机电路接口109、外部相机电路接口110、XY轴伺服电机控制模块电路接口111、PCB传输机构步进电机控制模块电路接口112，所述CAN通讯接口包括CAN通讯电路接口107、PCI-CAN转换器、CAN收发器，所述IO控制接口包括输入信号检测电路接口105及输出信号电路接口106；另外，

所述XY轴伺服电机控制模块，包括一张XY轴控制板、以及集成在所述XY轴控制板上的ARM伺服控制处理器模块201、XY轴控制板至底板安装接口202；

所述PCB传输机构步进电机控制模块包括一张PCB传输控制板、以及集成在所述PCB传输控制板上的ARM主控高频处理器模块301、ARM主控普通处理器模块302、PCB传输控制板至底板安装接口303。

在本实施例中，所述ARM伺服控制核心模块采用两片ST公司的STM32F415系列处理器，以及设置包括接口包括伺服电机控制信号处理接口、伺服电机控制状态检测接口、光源相机触发信号控制接口；所述ARM主控核心模块采用1片ST公司的高频多资源STM32F429处理器，以及2片ST公司的STM32F415系列处理器。

本系统中的输入信号检测电路接口包括光电耦合隔离电路、ARM主控核心板模块的输入信号检测部分，隔离的意义在于外围传感器的控制信号是模拟24V，而ARM主控核心模块的检测信号的范围只有0～3V，所以需要使用隔离电路实现0～24V至0～3V的隔离变换；

输出信号电路接口包括光电耦合隔离电路，ARM主控核心模块的输出信号控制电路、达林顿管驱动电路，使用达林顿驱动管以保障外部电路需要驱动大电流负载以达到较强输出接口的驱动能力；

ARM主控核心模块中的ARM主控高频处理器模块负责系统中的IO控制接口、光源控制接口及通过SPI通讯连接ARM主控普通处理器模块控制其下属的各接口；

本PCB传输机构分为4段传输模式，每一段传输机构设置2个步进电机同步带动皮带转动，另外设置一个PCB传输机构宽度调节步进电机，所以总共设置9个步进电机。为合理分配处理器工作效率，ARM主控普通处理器模块设置六个步进驱动接口，均由两块STM32F415系列处理器负责控制，其中3个步进驱动接口均匀负责6个步进电机运行，剩余3个步进驱动接口负责3个步进电机运行；

ARM伺服控制处理器模块设置对应由两块STM32F415系列处理器负责控制的X轴驱动接口及Y轴驱动接口，分别对应控制相关轴的伺服电机。

上位机系统与该集成系统通过CAN总线通信，ARM伺服控制核心模块、ARM主控核心模块中的处理器与CAN收发器之间存在一一对应关系，也就是说每一个从机都需要一个CAN收发器与之关联。所有的CAN收发器都会关联通过PCI-CAN转换器至上位机，构成CAN总线通信网络。