面向高精度贴片机的基板输送控制方法
【专利摘要】面向高精度贴片机的基板输送控制方法，属于工业传送系统领域，本发明为解决现有工业传送系统无法满足高智能性SMT专用传送系统要求，导致运输量低、整体自动化程度低的问题。本发明方法包括：步骤一、系统初始化，初始化输入寄存器和输出寄存器；步骤二、读取输入寄存器中存储的输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态，并根据所述逻辑状态控制输入传送带、工作传送带和输出传送带执行相应的工作；步骤三、在输入传送带、工作传送带或输出传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现相应传送带的工作状态控制，并在控制过程中定时向上位机发送数据、以更新输入寄存器和输出寄存器内的信息。
【专利说明】面向高精度贴片机的基板输送控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及面向高精度贴片机的基板输送控制方法，属于工业传送系统领域。
【背景技术】
[0002]在SMT(Surface Mounted Technology,表面贴装技术)专用的传送系统中，要求实时性高、运输量小、整体效率高，即智能性要求高，但目前工业传送系统的设计通用性较好，但是智能判定功能差，与贴片系统其他部分的智能性有较大差距，因此，导致其速度往往成为整体速度瓶颈，导致运输量低、整体自动化程度低。
【发明内容】
[0003]本发明目的是为了解决现有工业传送系统无法满足高智能性SMT专用传送系统要求，导致运输量低、整体自动化程度低的问题，提供了一种面向高精度贴片机的基板输送控制方法。
[0004]本发明所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法，用于基板输送的传送带由输入传送带、工作传送带和输出传送带三段依次连接构成；在输入传送带的入口处设置位置传感器PO，在输入传送带的出口处设置位置传感器Pl ;在工作传送带的入口处设置位置传感器P3，在工作传送带的尾部工作区域设置位置传感器P4 ;在输入传送带和工作传送带交界处的等待点设置位置传感器P2 ;在输出传送带的出口处设置位置传感器P5 ；
[0005]该方法包括以下步骤:
[0006]步骤一、系统初始化，初始化输入寄存器和输出寄存器；所述输入寄存器中存储输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态，所述逻辑状态为工作状态、暂停状态或自检状态；所述输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态的初始状态均为自检状态；
[0007]所述输出寄存器存储输入传送带、工作传送带和输出传送带上位置传感器的计数，位置传感器P0、P1、P2、P3、P4和P5的初始计数均为O ;
[0008]负载到位置传感器PO、Pl、P2、P3或P4时，对应的位置传感器PO、Pl、P2、P3或P4计数加I，负载离开时，对应的位置传感器？0、？142、？3或？4计数加I ;
[0009]负载到位置传感器P5时，位置传感器P0、P1、P2、P3和P4计数均减1，负载离开位置传感器P5时，位置传感器P0、P1、P2、P3和P4计数均减I ;
[0010]步骤二、读取输入寄存器中存储的输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态，并根据所述逻辑状态控制输入传送带、工作传送带和输出传送带执行相应的工作；
[0011]步骤三、在输入传送带、工作传送带或输出传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现相应传送带的工作状态控制，并在控制过程中定时向上位机发送输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态和各位置传感器计数信息，以更新输入寄存器和输出寄存器内的信息。
[0012]本发明的优点:本发明所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法提高了表面贴装系统传送带的运输量和自动化程度，实现高速智能且能与其他部分实现实时总线通信。体积较小、成本低廉、可靠性高。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法的结构示意图；
[0014]图2是本发明所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法的原理图。
【具体实施方式】
[0015]【具体实施方式】一:下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法，用于基板输送的传送带由输入传送带、工作传送带和输出传送带三段依次连接构成；在输入传送带的入口处设置位置传感器PO，在输入传送带的出口处设置位置传感器Pl ;在工作传送带的入口处设置位置传感器P3，在工作传送带的尾部工作区域设置位置传感器P4 ;在输入传送带和工作传送带交界处的等待点设置位置传感器P2 ;在输出传送带的出口处设置位置传感器P5 ；
[0016]该方法包括以下步骤:
[0017]步骤一、系统初始化，初始化输入寄存器和输出寄存器；所述输入寄存器中存储输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态，所述逻辑状态为工作状态、暂停状态或自检状态；所述输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态的初始状态均为自检状态；
[0018]所述输出寄存器存储输入传送带、工作传送带和输出传送带上位置传感器的计数，位置传感器P0、P1、P2、P3、P4和P5的初始计数均为O ;
[0019]负载到位置传感器PO、Pl、P2、P3或P4时，对应的位置传感器PO、Pl、P2、P3或P4计数加1，负载离开时，对应的位置传感器？0、？1、？2、？3或？4计数加I ;
[0020]负载到位置传感器P5时，位置传感器P0、P1、P2、P3和P4计数均减1，负载离开位置传感器P5时，位置传感器P0、P1、P2、P3和P4计数均减I ;
[0021]步骤二、读取输入寄存器中存储的输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态，并根据所述逻辑状态控制输入传送带、工作传送带和输出传送带执行相应的工作；
[0022]步骤三、在输入传送带、工作传送带或输出传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现相应传送带的工作状态控制，并在控制过程中定时向上位机发送输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态和各位置传感器计数信息，以更新输入寄存器和输出寄存器内的信息。
[0023]本实施方式方法采用了分段控制，将传送带分成输入传送带、工作传送带和输出传送带三个部分，每段逻辑相互独立，从而保证输入传送带、输出传送带两部分可以容纳许多负载，能保持实时有板运输，无板停车的功能，且拥有良好的人机交互。而工作传送带部分则以运送的高精度，高安全保障为主，保证每块负载都能被识别和贴装。
[0024]程序不断查询状态，通过定时器中断实现延时等待，从而保证系统实时都通过循环程序扫描外界信息，而不会在某时刻停止对外界信息的读取和响应，提高了整体系统的实时性和安全度。通过定时器控制的高速频扫获得当前逻辑状态存入输入寄存器，主程序以循环的方式不断对系统状态和输出寄存器数据做出相应修改，最终以总线和定时器频扫的方式将储存在输出寄存器中的数据输出。
[0025]整体系统在开机时首先进入自检状态，将三段传送带处清空；之后进入检测程序检测硬件是否存在错误状态；在确保初始状态正确的情况下，基板传送系统与系统控制总线交互获得工作指令，以明确当前工作状态是等待(暂停)、工作还是自检状态；当系统处于工作状态时，系统的多条输送带读入外界信息，进行逻辑判断后对系统的输入寄存器和输出寄存器进行修改；当系统处于暂停状态时，系统将停止传送系统的所有输出，除传送带传送功能停止外，其他的所有输出皆保持原状，并在外部存储器中保存当前工作状态，等待上位机命令直至进入其他工作模式；当系统处于自检退出状态时，系统将检查传送带是否处于系统初始状态，若不处于初始状态则将输出回复至初始状态并将基板运送至出口。
[0026]输送系统中三个工作模式的互相转换有一定约束，当系统为工作状态时，系统可以进入自检退出状态和暂停状态；当系统为暂停状态时，系统可以进入工作状态和自检状态，当系统为自检退出状态时，系统将忽略总线上有关系统状态的其他命令数据，直至传送带恢复至初始状态，系统重新进入工作状态。
[0027]以上三段式传送带在主程序中顺序执行，前一个程序的结束即为后一个程序的开始。三段输送带的工作程序中全部没有任何延时等待的函数，所有的信息都由相应寄存器的写入和读取完成交换，本程序一直处于循环状态中，故能保证很高的实时响应功能。
[0028]【具体实施方式】二:本实施方式对实施方式一作进一步说明，在输入传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现输入传送带的工作状态控制的过程为:
[0029]步骤al、读输入传送带逻辑寄存器中数据，连续读取η次，
[0030]步骤a2、判断η次数据是否相同；
[0031]若相同，则执行步骤a3 ;若不同，则返回执行步骤al ；
[0032]步骤a3、输入传送带上的位置传感器PO和位置传感器Pl开始工作计数；然后执行步骤a4 ；
[0033]步骤a4、根据位置传感器PO和Pl的计数来判断输入传送带上是否有负载；
[0034]若输入传送带上有负载，则执行步骤a5 ;若输入传送带上无负载，则执行步骤a7 ；
[0035]步骤a5、判断等待点是否被顶起；
[0036]若是，则执行步骤a6 ;若不是，则执行步骤a7 ；
[0037]步骤a6、将输入寄存器中的输入传送带的逻辑状态更新为工作状态，并开启输入传送带报告状态给上位机；
[0038]步骤a7、将输入寄存器中的输入传送带的逻辑状态更新为暂停状态，并关闭送往上位的输入传送带报告状态的发送，结束输入传送带的控制过程。
[0039]在读入位置传感器信息时，程序快速扫描多次，达到滤波和防止毛刺的作用。在扫描完位置传感器状态后，系统将当前位置传感器状态和之前储存位置传感器的状态进行比对，根据二者是否变化来确定关键工作部位的工作状态。
[0040]例如:当PO处的位置传感器的状态变化为:未检测到一检测到(或检测到一未检测到)时，分别对其输出寄存器计数，负载到PO时，其状态从未检测到状态一检测到状态，计数加1，当负载离开PO，其状态从检测到状态一未检测到状态，计数加1，则PO计数为2，即位置传感器计数为O或2的偶数时，则表示为基板未到达或者已经过状态，而其输出寄存器为I或奇数时，则表明基板正在该位置传感器处。
[0041]由于传送系统的方向统一性，后面的传感器计数值必然小于前方传感器计数值，在传送带有异物、传感器硬件错误或者人为误操作时才会发生计数出错的情况，此时程序将标志错误存储器并紧急停机，由错误纠正程序统一纠正，也可以根据上位机的设置指令根据错误出现时间的长短来判断是否滤除掉此处错误状态，此功能专用来在关键位置，如P4处，可能出现的基板空洞而设定的。
[0042]输入传送带程序仅检测PO位置和Pl位置的位置传感器，程序隔离其他段传感器。
[0043]确认位置传感器输入信息正常后，则进入输入传送带过程主程序，利用自身逻辑判断程序来辨别输入传送带上是否有基板、基板个数及输入传送带的工作状态。若输入传送带上无基板，则对上位机空闲状态并关断输出器件以节能；若输入传送带有I个或多个基板，则输入传送带对等待点的位置传感器P2的状态进行查询，等待点的位置传感器P2的情况有顶起和落下两种，由工作传送带部分的程序进行控制，当输入传送带有基板到达等待点，而工作传送带尚有基板，则将等待点的基板顶起，防止基板进入工作传送带正在贴装位置，以免影响贴装部，等待点顶起时，输入传送带判定为忙，故停止运送，否则，则继续运送，直至基板运送出等待点，完全离开输入传送带。除了根据本身的逻辑程序对基板做出正确输出之外，传送程序定时向通信总线汇报传送带工作情况。
[0044]【具体实施方式】三:本实施方式对实施方式一作进一步说明，在工作传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现工作传送带的工作状态控制的过程为:
[0045]步骤bl、读输入传送带逻辑寄存器中数据，连续读取η次，
[0046]步骤b2、判断η次数据是否相同；
[0047]若相同，则执行步骤b3 ;若不同，则返回执行步骤bl ；
[0048]步骤b3、工作传送带上的位置传感器P3和位置传感器P4开始工作计数；然后执行步骤b4 ；
[0049]步骤b4、根据位置传感器P3和P4的计数判断除等待点外的工作传送带其它位置是否有负载；
[0050]如果有负载，执行步骤b5 ;如果没有负载，执行步骤b6 ；
[0051]步骤b5、判断等待点是否有负载；
[0052]如果有负载，执行步骤b8 ;如果没有负载，执行步骤b7 ；
[0053]步骤b6、判断等待点是否有负载；
[0054]如果有负载，执行步骤b9 ;如果没有负载，执行步骤blO ；
[0055]步骤b7、工作传送带将负载运送至位置传感器P4，在该位置对基板进行贴片操作；
[0056]步骤b8、将等待点顶起，等待点的负载被架空，保证工作传送带上存在单一负载。
[0057]步骤b9、等待点回落，工作传送带正常运行；
[0058]步骤blO、将输入寄存器中的工作传送带的逻辑状态更新为暂停状态，向上位机报告工作传送带为空的状态，停止工作传送带的运行。
[0059]工作传送带为整个贴装系统的工作部分，此部分的基板不仅要被传送，还要在固定位置进行固定、顶起、放下等多项工作，整体系统对基板全部的操作都在工作传送带的P4处进行，因此为防止其他基板的干扰，本段传送带同一时间段只负责一个基板通过，通过对传送带位置传感器信号的检测和传感器关键位置计数可以获得工作传送带上的基板数量，当基板为零时工作传送带等待基板进入并对此基板进行传送、固定等操作，当工作传送带已有一个基板时，工作传送带对等待点进行监测并将通过等待点的基板提醒，使其脱离传送带，而输入传送带则也会因此停机，不再将基板运送至工作部分。
[0060]工作部分的主要工作是基板的精确贴装工作，一般可由数字信号输送到继电器性质的工作元件实现输出，每个工作元件是否升起活降下到位则由接近开关、光电开关等数字信号元件提供信息，因此对基板的操作也按照固定的顺序执行和延时函数即可，此处的顺序执行由每执行一步修改相应寄存器标志位完成，而延时函数则通过利用定时器中断计数求差值来获得，这样程序可以在运行时将循环等待转化为查询忽略，从而不影响其他两段传送带的正常工作进程。
[0061]【具体实施方式】四:本实施方式对实施方式一作进一步说明，在输出传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现输出传送带的工作状态控制的过程为:
[0062]步骤Cl、读输入传送带逻辑寄存器中数据，连续读取η次，
[0063]步骤c2、判断η次数据是否相同；
[0064]若相同，则执行步骤c3 ;若不同，则返回执行步骤Cl ；
[0065]步骤c3、输出传送带上的位置传感器P5开始工作计数；然后执行步骤c4 ；
[0066]步骤c4、判断输出传送带上是否有负载；
[0067]如果有负载，执行步骤c5 ;如果没有负载，执行步骤c7 ；
[0068]步骤c5、将输入寄存器中的输出传送带的逻辑状态更新为工作状态，并开启输出传送带报告状态给上位机；
[0069]步骤c6、根据位置传感器P5的计数判断负载是否到达输出传送带的终点；
[0070]若到达终点，则返回执行步骤c5 ;若没有到达终点，则执行步骤c7 ；
[0071]步骤c7、将输入寄存器中的输出传送带的逻辑状态更新为暂停状态，并关闭送往上位的输出传送带报告状态的发送，结束输出传送带的控制过程。
[0072]输出过程程序相对简单，主要是检测输出传送带上是否有基板，并及时将基板送至终点停止，并上传至系统工作总线，待工作人员取出即可。当输出传送带没有基板时，输出传送带保持传送部静止以节省能量。
[0073]【具体实施方式】五:本实施方式对实施方式一作进一步说明，步骤c4中判断输出传送带上是否有负载的过程为:当P1P2P3P4P5的计数值为00000时判定为输出传送带上无负载。
[0074]当三段传送带只有一个负载，且走到P4、P5之间时，P1P2P3P4P5的计数值为22220，当负载到P5时，前面所有计数值都减1，变成11110，离开P5后再减1，变成00000，
此时寄存器完全归零，则表明输出传送带上没有负载。
[0075]当三段传送带有两个负载，且都走到P4、P5之间时，P1P2P3P4P5的计数值为44440，当负载到P5时，前面所有计数值都减1，变成33330，离开P5后再减1，变成22220，此时，表明输出传送带上还有一个负载，当第二负载再离开P5时，变为00000，此时寄存器完全归零，则表明输出传送带上没有负载。 [0076] 以此类推来判断输出传送带上是否有负载。
【权利要求】
1.面向高精度贴片机的基板输送控制方法，用于基板输送的传送带由输入传送带、工作传送带和输出传送带三段依次连接构成；在输入传送带的入口处设置位置传感器PO，在输入传送带的出口处设置位置传感器Pl ;在工作传送带的入口处设置位置传感器P3，在工作传送带的尾部工作区域设置位置传感器P4 ;在输入传送带和工作传送带交界处的等待点设置位置传感器P2 ;在输出传送带的出口处设置位置传感器P5 ； 其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、系统初始化，初始化输入寄存器和输出寄存器；所述输入寄存器中存储输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态，所述逻辑状态为工作状态、暂停状态或自检状态；所述输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态的初始状态均为自检状态； 所述输出寄存器存储输入传送带、工作传送带和输出传送带上位置传感器的计数，位置传感器PO、P1、P2、P3、P4和P5的初始计数均为O ； 负载到位置传感器P0、P1、P2、P3或P4时，对应的位置传感器P0、P1、P2、P3或P4计数加1，负载离开时，对应的位置传感器？0、？1、？2、？3或？4计数加I ; 负载到位置传感器P5时，位置传感器P0、P1、P2、P3和P4计数均减1，负载离开位置传感器P5时，位置传感器P0、P1、P2、P3和P4计数均减I ; 步骤二、读取输入寄存器中存储的输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态，并根据所述逻辑状态控制输入传送带、工作传送带和输出传送带执行相应的工作； 步骤三、在输入传送带、工作传送带或输出传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，并按输入传送带、工作传送带和输出传送带顺序依次实现控制，并在控制过程中定时向上位机发送输入传送带、工作传送带和输出传送带的逻辑状态和各位置传感器计数信息，以更新输入寄存器和输出寄存器内的信息。
2.根据权利要求1所述面向高`精度贴片机的基板输送控制方法，其特征在于，在输入传送带在工作状态时，实现输入传送带控制的过程为: 步骤al、读输入传送带逻辑寄存器中数据，连续读取η次， 步骤a2、判断η次数据是否相同； 若相同，则执行步骤a3 ;若不同，则返回执行步骤al ； 步骤a3、输入传送带上的位置传感器PO和位置传感器Pl开始工作计数；然后执行步骤a4 ； 步骤a4、根据位置传感器PO和Pl的计数来判断输入传送带上是否有负载； 若输入传送带上有负载，则执行步骤a5 ;若输入传送带上无负载，则执行步骤a7 ； 步骤a5、判断等待点是否被顶起； 若是，则执行步骤a6 ;若不是，则执行步骤a7 ； 步骤a6、将输入寄存器中的输入传送带的逻辑状态更新为工作状态，并开启输入传送带报告状态给上位机； 步骤a7、将输入寄存器中的输入传送带的逻辑状态更新为暂停状态，并关闭送往上位的输入传送带报告状态的发送，结束输入传送带的控制过程。
3.根据权利要求1所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法，其特征在于，在工作传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现工作传送带控制的过程为:步骤bl、读输入传送带逻辑寄存器中数据，连续读取η次， 步骤b2、判断η次数据是否相同； 若相同，则执行步骤b3 ;若不同，则返回执行步骤bl ； 步骤b3、工作传送带上的位置传感器P3和位置传感器P4开始工作计数；然后执行步骤b4 ； 步骤b4、根据位置传感器P3和P4的计数判断除等待点外的工作传送带其它位置是否有负载； 如果有负载，执行步骤b5 ;如果没有负载，执行步骤b6 ； 步骤b5、判断等待点是否有负载； 如果有负载，执行步骤b8 ;如果没有负载，执行步骤b7 ； 步骤b6、判断等待点是否有负载； 如果有负载，执行步骤b9 ;如果没有负载，执行步骤blO ； 步骤b7、工作传送带将负载运送至位置传感器P4，在该位置对基板进行贴片操作； 步骤b8、将等待点顶起,等待点的负载被架空； 步骤b9、等待点回落，工作传送带正常运行； 步骤blO、将输入寄存器中的工作传送带的逻辑状态更新为暂停状态，向上位机报告工作传送带为空的状态，停止工作传送带的运行。
4.根据权利要求1所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法，其特征在于，在输出传送带在工作状态时，上位机读取输出寄存器中相应传送带的位置传感器的计数，实现输出传送带控制的过程为: 步骤Cl、读输入传送带逻辑寄存器中数据，连续读取η次， 步骤c2、判断η次数据是否相同； 若相同，则执行步骤c3 ;若不同，则返回执行步骤Cl ； 步骤c3、输出传送带上的位置传感器P5开始工作计数；然后执行步骤c4 ； 步骤c4、判断输出传送带上是否有负载； 如果有负载，执行步骤c5 ;如果没有负载，执行步骤c7 ； 步骤c5、将输入寄存器中的输出传送带的逻辑状态更新为工作状态，并开启输出传送带报告状态给上位机； 步骤c6、根据位置传感器P5的计数判断负载是否到达输出传送带的终点； 若到达终点，则返回执行步骤c5 ;若没有到达终点，则执行步骤c7 ； 步骤c7、将输入寄存器中的输出传送带的逻辑状态更新为暂停状态，并关闭送往上位的输出传送带报告状态的发送，结束输出传送带的控制过程。
5.根据权利要求4所述面向高精度贴片机的基板输送控制方法，其特征在于，步骤c4中判断输出传送带上是否有负载的过程为:当P1P2P3P4P5的计数值为00000时判定为输出传送带上无负载。
【文档编号】H05K3/34GK103717008SQ201410028468
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】高会军, 彭鹏, 谢文麟, 孙一勇, 张焯然 申请人:哈尔滨工业大学