一种印制电路板曝光机用的带安全功能的并行控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业控制领域，特别是涉及一种印制电路板曝光机用的带安全功能的 并行控制方法。
【背景技术】
[0002] 印制电路板曝光机的控制系统需要实现光源强度、光源开关、气泵、开关信号检 测、安全信号检测、限位信号检测、与人机界面通信、上下台框的运动控制，如果是带自动对 位的全自动曝光机还需要实现自动对位机构的运动控制。以往印制电路板曝光机的控制系 统有PLC或插槽式运动控制卡两种方式。无论采用何种控制系统，运动控制和逻辑控制是 在一个处理器中串行完成的，对运动控制的速度和精度有一定影响。因此为了提高运动控 制效果，将串行控制方式改变成并行控制方式，由一个独立的处理器专门负责运动控制信 号的输出，将大大提高运动控制的效果。
[0003] 为了保证人员安全，曝光机中都安装了安全开关。此外，现在的全自动曝光机普遍 采用了自动对位机构，有4个高分辨率摄像头。上下台框进出时，需要抬升或降低摄像头。 LED曝光机还有LED光源。这些设备价格昂贵。因此为了保护这些设备不被上下台框撞击 损坏，在前端安装了限位传感器。当安全开关或限位传感器触发时需要紧急停止设备运行， 防止人员受伤和设备损坏。但是由于安全信号和限位信号是接入处理器的，因此如果处理 器的引脚失效将导致无法正确检测输入的信号。为了解决这个问题，就需要增加一个处理 器进行信号对决。即只有当两个处理器接收到的信号是一致的时候，设备正常工作。当两 个处理器接收到的信号不一致时，表示有一个处理器出现了错误，应紧急停止。通过这个方 法避免了因处理器引脚失效造成的人员受伤或设备损坏的风险。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是针对现有印制电路板曝光机控制系统中存在的不足，提供了一 种带安全功能的并行控制方法。
[0005] 本发明解决技术问题所采取的技术方案： 一种印制电路板曝光机用的带安全功能的并行控制方法，该方法中的控制卡由三个处 理器构成，分别是主处理器、运动控制从处理器和安全控制从处理器，其特征在于：主处理 器完成主逻辑控制、向运动控制从处理器发出运动参数和命令；主处理器和安全控制从处 理器完成限位传感器信号对决工作；主处理器和运动控制从处理器间通过引脚和通信链路 双重连接；主处理器和安全控制从处理器通过高速板级总线连接；运动控制从处理器完成 上下台框、自动对位机构和遮光板对应伺服电机的控制信号输出；安全控制从处理器完成 限位信号和安全信号的采集，并发送给主处理器，实现安全信号和限位信号的对决。
[0006] 进一步说，主逻辑控制是指通过检测输入按钮信号启动相应操作，包括光源、负压 气泵的开关控制；光源强度控制；安全信号和限位信号检测；与人机界面通信。
[0007] 进一步说，向运动控制从处理器发出运动参数和命令是指通过控制程序判断当上 下台框、自动对位机构或遮光板需要运动时，主处理器向运动控制从处理器通过通信链路 发出运动控制所需的参数，通过引脚发出运动命令。
[0008]进一步说，主处理器和运动控制从处理器间通过引脚和通信链路双重连接是指通 信链路用来发送运动控制所需的参数以及用来同步主处理器和运动控制从处理器间的状 态；主处理器和运动控制从处理器间通过若干个引脚相连，通过引脚的电平组合实现运动 通道选择和命令选择。
[0009]进一步说，同步主处理器和运动控制从处理器间的状态是为了防止由于干扰引起 的电平跳变造成的主处理器和运动控制从处理器间状态不一致，通过通信方式定时将主处 理器状态发送给运动控制从处理器，同步两个处理器间的状态。
[0010] 进一步说，主处理器和安全控制从处理器对决是指所有的安全信号和限位传感器 信号同时输入主处理器和安全控制从处理器，安全控制从处理器实时及定时将输入的信号 发送给主处理器；在主处理器中完成输入主处理器的安全信号和限位传感器信号与安全控 制从处理器传输过来的信号的比对，如果比对结果一致，则主处理器正常工作；如果比对结 果不一致，则发出紧急停止信号，停止设备的工作。
[0011] 进一步说，实时是指只要安全信号或限位信号变化时就发送；定时是指通过时钟 控制，每隔一定时间间隔，安全控制从处理器就将信号状态发送给主处理器。
[0012] 本发明的有益效果是：通过独立的处理器完成运动控制，将大大提高运动的速度 和精度；通过安全处理器和主处理器对决，将解决由于主处理器引脚失效带来的对人员伤 害和设备损坏的风险。
【附图说明】
[0013] 图1为三处理器构成的控制器结构图； 图2为主处理器和运动控制从处理器间连接示意图； 图3为梯形加减速运动控制示意图； 图4为主处理器和安全从处理器对决示意图。
【具体实施方式】
[0014]本发明的一种印制电路板曝光机用的带安全功能的并行控制方法，如图1所示， 控制器核心由三个处理器组成，分别是主处理器、运动控制从处理器、安全从处理器。主处 理器和运动控制从处理器实现并行的运动控制；主处理器和安全从处理器间实现安全开关 信号和限位传感器信号的对决。
[0015] 主处理器和运动控制从处理器实现并行的运动控制方法如下： 1)、运动控制从处理器引脚和伺服控制器(或步进控制器）连接，运动控制从处理器引 脚数决定了能同时控制的电机数，每一路电机控制器对应一个通道。运动装置(如对位机 构）在电机驱动下运动。
[0016] 2)、主处理器和运动控制从处理器之间通过引脚和通信链路(如UART)双重连接。 通信链路用来发送数据，引脚用来选择通道和发送命令。
[0017] 3)、当主处理器判断到需要运动控制时，首先通过通信链路将运动相关的参数传 递给运动控制从处理器，包括运动的加减速度、起始速度、运行速度、运行距离等，参数存入 运动控制从处理器的参数区中。
[0018] 4)、主处理根据需要运动的装置对应的通道号和运动状态，在和运动控制从处理 器连接的引脚上发出高低电平组合。以六个引脚为例进行说明。三个引脚用来选择通道， 三个引脚用来选择状态。三个引脚用来选择通道，每个通道对应一路电机(伺服电机或步进 电机)，三位最多可支持八路电机的选择。还有三个引脚用来完成状态切换，最多支持八个 状态，如加速、勾速、减速、停止等状态。如表1所示。
[0019] 表1引脚电平对应通道和命令的示例
【主权项】
1. 一种印制电路板曝光机用的带安全功能的并行控制方法，该方法中的控制卡由三个 处理器构成，分别是主处理器、运动控制从处理器和安全控制从处理器，其特征在于：主处 理器完成主逻辑控制、向运动控制从处理器发出运动参数和命令；主处理器和安全控制从 处理器完成限位传感器信号对决工作；主处理器和运动控制从处理器间通过引脚和通信链 路双重连接；主处理器和安全控制从处理器通过高速板级总线连接；运动控制从处理器完 成上下台框、自动对位机构和遮光板对应伺服电机的控制信号输出；安全控制从处理器完 成限位信号和安全信号的采集，并发送给主处理器，实现安全信号和限位信号的对决。
2. 权利要求1所述的并行控制方法，其特征在于：主逻辑控制是指通过检测输入按钮 信号启动相应操作，包括光源、负压气泵的开关控制；光源强度控制；安全信号和限位信号 检测；与人机界面通信。
3. 权利要求1所述的并行控制方法，其特征在于：向运动控制从处理器发出运动参数 和命令是指通过控制程序判断当上下台框、自动对位机构或遮光板需要运动时，主处理器 向运动控制从处理器通过通信链路发出运动控制所需的参数，通过引脚发出运动命令。
4. 权利要求1所述的并行控制方法，其特征在于：主处理器和运动控制从处理器间通 过引脚和通信链路双重连接是指通信链路用来发送运动控制所需的参数以及用来同步主 处理器和运动控制从处理器间的状态；主处理器和运动控制从处理器间通过若干个引脚相 连，通过引脚的电平组合实现运动通道选择和命令选择。
5. 权利要求4所述的并行控制方法，其特征在于：同步主处理器和运动控制从处理器 间的状态是为了防止由于干扰引起的电平跳变造成的主处理器和运动控制从处理器间状 态不一致，通过通信方式定时将主处理器状态发送给运动控制从处理器，同步两个处理器 间的状态。
6. 权利要求1所述的并行控制方法，其特征在于：主处理器和安全控制从处理器对决 是指所有的安全信号和限位传感器信号同时输入主处理器和安全控制从处理器，安全控制 从处理器实时及定时将输入的信号发送给主处理器；在主处理器中完成输入主处理器的 安全信号和限位传感器信号与安全控制从处理器传输过来的信号的比对，如果比对结果一 致，则主处理器正常工作；如果比对结果不一致，则发出紧急停止信号，停止设备的工作。
7. 权利要求6所述的并行控制方法，其特征在于：实时是指只要安全信号或限位信号 变化时就发送；定时是指通过时钟控制，每隔一定时间间隔，安全控制从处理器就将信号状 态发送给主处理器。
【专利摘要】本发明涉及一种印制电路板曝光机的带安全功能的并行控制方法。该方法中主处理器控制完成光源强度、光源开关、气泵、开关信号检测、限位信号检测、与人机界面通信工作；一个从处理器完成运动控制，包括控制上下台框、对位机构和遮光板的运动；另一个安全从处理器实现和主处理器的安全对决。主处理器和运动控制从处理器之间通过中断信号和通信命令相结合的方式实现命令发送和数据交互。主处理器和安全从处理器之间通过高速板级总线实现限位信号状态数据交互。本发明将运动控制独立出来，由一个专门的处理器完成运动控制，大大提高了运动的速度和准确性。同时通过两个处理器对决实现安全功能，避免因主处理器引脚失效引起的安全风险。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104571008
【申请号】CN201410669705
【发明人】邬惠峰
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月20日