一种蠕动式点胶机控制系统方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子封装设备技术领域，特别是涉及一种蠕动式点胶机控制系统方法。
【背景技术】
[0002]点胶是微电子封装工业中一道重要的工序；是将胶体输送到PCB板固定位置，以保护或固定元器件的一个过程。它广泛用于集成电路封装(AICE)和表面贴装(SMT)。由于点胶过程涉及到气体、液体等多种介质，所用的胶体为非牛顿流体，其复杂多变的性能使得点胶的性能和质量不易保证。随着我国电子产品的不断发展，触发了点胶机制造商研宄新的点胶方法，他们在理论和实践上对点胶技术进行更为深入的研宄。
[0003]当前流行的点胶机的控制方案是:采用四轴运动控制卡+10卡+工控机(主机和显示器)+伺服系统，这种方案的缺点是成本高，设备体积庞大，设备启动速度慢、开发周期长，需要强大的硬件和软件开发团队的支持。
[0004]国内的创视纪smart vis1n、华盛等生产的点胶机在设备配置、封装精准度稳定性等方面拥有较好的势能优势，但其封装设备价格较之国内的一些设备价格普遍较高，而且国内以手动、半自动点胶为主，自动化程度不高。
[0005]技术先进的发达国家研制的点胶机以全自动点胶设备为主，大都采用CCD图像及高度检测系统，能实现高精度点胶，但对国内进行技术封锁。
[0006]并且传统的点胶机无法进行图象处理以及路径规划的功能，一般都需要技术人员手工编程，不但效率低，而且容易出错，由于其适应性差、点胶单一等缺陷，无法满足多轨迹复杂路径的点胶需求。
【发明内容】
[0007]基于现有技术点胶操作控制不精确，自动化点胶设备投入大支出的缺陷，本发明要解决的技术问题是，提供一种低成本且能够自动规划点胶路径的点胶控制系统及方法。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案:
[0009]一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其包括步骤:
[0010]一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其特征在于，它包括控制系统的硬件系统和软件系统。
[0011]MKS Mega2560主控板，负责控制整个点胶机来完成特定的动作。
[0012]rampsl.4是主控板的拓展板，是为了更好的与其它硬件进行连接和控制，起到过渡桥梁的作用。
[0013]需要4个A4988步进电机驱动板连接步进电机，实现主控板对步进电机的控制，实现X、Y、Z轴的正反方向的移动以及蠕动泵的挤胶动作。
[0014]完成以上步骤后，用USB数据线链接电脑与MKS Mega2560主控板烧录固件即可。
[0015]软件系统由Arduino IDE、点胶机专用软件、G_code sender。
[0016]其中Arduino IDE，是用来将固件传输到主控板上的工具。
[0017]点胶机专用软件是用来生成点胶路径G代码的工具。
[0018]G-code Sender用来将生成的G代码NC文件传送到MKS Mega2560主控板，从而控制各机构的运动，完成点胶动作。
【附图说明】
[0019]图1 是 MKS Mega2560 主控板。
[0020]图2是Arduino软件界面。
[0021]图3是蠕动式点胶机的系统框图。
[0022]图4是生成G代码的江南大学点胶机界面。
[0023]图5是点胶机专用软件界面开发流程图。
[0024]图6 是 G-code sender 软件界面。
【具体实施方式】
[0025]为了更好的理解本发明的技术方案，下面根据附图对本发明做进一步描述。
[0026]参照图1 MKS Mega2560主控板，这里只用到4个驱动，即X、Y、Z轴的移动和蠕动泵的转动，所以只需将4个A4988步进电机驱动板正确插在拓展板上即可进行正常工作。
[0027]该实施提供一种控制蠕动式点胶机进行点胶的方法，控制点胶机进行自动点胶操作，能够实现精密的点胶操作，且点胶的效率高，质量高。点胶机的控制方式采用的是运动控制器的单机控制方式，控制点胶的步骤包括:
[0028]参见图2 Arduino 软件界面，打开Arduino IDE，选择菜单Tools->Board_>ArduinoMega 2560，然后选择串口 Tools->Serial Port-〉相应的串口，点击编译并下载到上。
[0029]通过Arduino IDE软件和点胶机专用软件可向控制芯片向MKS Mega2560主控板发出控制命令，给出运动参数参数，这时基于运动控制器的三坐标数控工作台和婦动泵通过输出控制信号实现电机的转动，从而达到对工作台精确的控制，实现精确定位，实现蠕动泵的精确点胶。
[0030]参照图3蠕动式点胶机的系统框图，运动控制器与外围部件是通过I/O端子相连，它与三个轴向步进电机驱动器、蠕动泵步进电机驱动器、I/o接口通过现场总线组成控制系统。分别实现在X，Y平面的水平运动和Z轴竖直方向的往复运动，以及蠕动泵的点胶动作。
[0031]参照图4生成G代码的点胶机专用软件，该软件是为生产点胶轨迹G代码而专门编制的，在首页填入设备参数(如点胶界面的长、宽，电机的反应速度、转角，所需精确程度，点胶速度等等)，通过点击加载图片，选择要点胶的图形，选择路径，在这里可以根据点胶的实际尺寸而选择加工范围，设置好需要的参数后，点击生成软件能准确生成符合条件的路径的G代码。点击另存为可自行选择保存位置，方便下次使用。
[0032]点胶机专用软件，该软件能将点胶图形的路径自动规划出来，并生成G代码。由于C#具备了 VB简单的可视化操作和C++的高运行效率，并且，具有强大的操作能力等优点，所以采用C#语言作为开发工具，具体开发流程如图5所示:
[0033]图形经过灰度图、图像二值化、边缘检测、去杂点、控制点提取一些列图像处理将jpg格式的图形生成二值化图，同时生成点胶路径的NC文件。
[0034]参照图6 G-code sender软件，将生产的G代码通过G_code sender传送到主控板MKS Mega2560o选择和Arduino —致的端口，点击“Browse”选择生成的NC文件，通上12V电源，这样一切准备就绪之后点胶机即可开始点胶。
[0035]本发明为一种蠕动式点胶机的控制系统，包括软件系统和硬件系统两大模块。用本控制系统来控制蠕动式点胶机，可取代过去的人工手工编程操作，不但降低了人工强度，而且显著地降低了企业的生产成本、提高了生产效率且能解决运动中的颤抖和拖胶等问题。
[0036]上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
【主权项】
1.一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其特征在于，包括控制系统的硬件系统和软件系统，其中硬件系统包括一个MKS Mega2560、一个rampsl.4扩展板、四个A4988st印stick步进电机驱动板三部分；软件系统由固件上传工具Arduino IDE、点胶机专用软件、读取G代码的G-ode sender三部分组成。所述的硬件系统与软件系统连接。2.根据权利要求1所述的一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其特征在于，点胶控制系统通过固件上传工具Arduino IDE将固件上传，作为点胶工作环境；以MKS Mega2560主控板为核心，负责控制整个点胶机来完成特定的动作，rampsl.4作为主控板的扩展板，以便更好的与其它硬件进行连接和控制，起到辅助控制的作用。3.根据权利要求2所述的一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其特征在于，所述蠕动式点胶机构包括蠕动泵，4个步进电机驱动板以及与其相连的三个用于拖动末端在X、Y、Z轴上分别运动的步进电机。rampsl.4拓展板上插有4个A4988步进电机驱动板，以实现主控板对4个步进电机的控制，实现X、Y、Z轴的运动及蠕动泵的挤胶动作；为了以最小损耗驱动电机及电路板，需要配备一个12V 10ff?200W的电源。4.根据权利要求3所述的一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其特征在于，打开点胶机专用软件，通过加载jpg.格式的图片，生成二值化图形，同时生成点胶路径的G代码，生成的G代码中包含运动路径、及蠕动泵的转速、回转等指令。点胶机专用生成的二值化图形可明确表明点胶路径及行程，便于修改不合理的点胶路径。5.根据权利要求3或4所述的一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其特征在于，点胶机专用软件生成的包含运动路径及蠕动泵转动信息在内的G代码，可以以NC文件格式保存在工作目录，便于使用，避免相同图形处理两次。6.根据权利要求4或5所述的一种蠕动式点胶机的控制系统方法，其特征在于，G-codesender软件将G代码通过USB数据线传送到运动控制系统，实现对蠕动式点胶机的精确控制，以完成复杂的点胶工作。完成一个点胶动作后，在Z轴上升的过程中，蠕动泵有一个短暂的倒转过程，从而抑制点胶机拖胶现象的发生。
【专利摘要】本发明公开了一种蠕动式点胶机的控制系统方法，包括点胶机的硬件系统和软件系统，其中硬件系统包括一个MKS Mega2560主控板、一个ramps1.4扩展板、四个A4988stepstick步进电机驱动板三部分；软件系统由固件上传工具Arduino IDE、点胶机专用软件、读取G代码的G-code sender三部分组成。点胶控制系统通过固件上传工具Arduino IDE将固件上传，通过点胶机专用软件生成点胶路径，将生成的路径NC文件通过G-code sender传送到MKS Mega 2560主控板，控制各步进电机完成复杂的点胶工作，本发明公开的点胶机控制方法有效地解决了传统点胶运行轨迹单一、在线编程复杂、系统成本较高的问题；以较小的成本实现了自动化点胶操作，确保产品作业品质。
【IPC分类】G05B19/19
【公开号】CN104898559
【申请号】CN201510364169
【发明人】王琨, 张铁虎, 俞经虎, 张秋菊
【申请人】江南大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月26日