一種蠕動式點膠機控制系統(tǒng)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子封裝設備技術領域，特別是涉及一種蠕動式點膠機控制系統(tǒng)方法。
【背景技術】
[0002]點膠是微電子封裝工業(yè)中一道重要的工序；是將膠體輸送到PCB板固定位置，以保護或固定元器件的一個過程。它廣泛用于集成電路封裝(AICE)和表面貼裝(SMT)。由于點膠過程涉及到氣體、液體等多種介質，所用的膠體為非牛頓流體，其復雜多變的性能使得點膠的性能和質量不易保證。隨著我國電子產品的不斷發(fā)展，觸發(fā)了點膠機制造商研宄新的點膠方法，他們在理論和實踐上對點膠技術進行更為深入的研宄。
[0003]當前流行的點膠機的控制方案是:采用四軸運動控制卡+10卡+工控機(主機和顯示器)+伺服系統(tǒng)，這種方案的缺點是成本高，設備體積龐大，設備啟動速度慢、開發(fā)周期長，需要強大的硬件和軟件開發(fā)團隊的支持。
[0004]國內的創(chuàng)視紀smart vis1n、華盛等生產的點膠機在設備配置、封裝精準度穩(wěn)定性等方面擁有較好的勢能優(yōu)勢，但其封裝設備價格較之國內的一些設備價格普遍較高，而且國內以手動、半自動點膠為主，自動化程度不高。
[0005]技術先進的發(fā)達國家研制的點膠機以全自動點膠設備為主，大都采用CCD圖像及高度檢測系統(tǒng)，能實現(xiàn)高精度點膠，但對國內進行技術封鎖。
[0006]并且傳統(tǒng)的點膠機無法進行圖象處理以及路徑規(guī)劃的功能，一般都需要技術人員手工編程，不但效率低，而且容易出錯，由于其適應性差、點膠單一等缺陷，無法滿足多軌跡復雜路徑的點膠需求。

【發(fā)明內容】

[0007]基于現(xiàn)有技術點膠操作控制不精確，自動化點膠設備投入大支出的缺陷，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種低成本且能夠自動規(guī)劃點膠路徑的點膠控制系統(tǒng)及方法。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案:
[0009]一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其包括步驟:
[0010]一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其特征在于，它包括控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。
[0011]MKS Mega2560主控板，負責控制整個點膠機來完成特定的動作。
[0012]rampsl.4是主控板的拓展板，是為了更好的與其它硬件進行連接和控制，起到過渡橋梁的作用。
[0013]需要4個A4988步進電機驅動板連接步進電機，實現(xiàn)主控板對步進電機的控制，實現(xiàn)X、Y、Z軸的正反方向的移動以及蠕動泵的擠膠動作。
[0014]完成以上步驟后，用USB數(shù)據(jù)線鏈接電腦與MKS Mega2560主控板燒錄固件即可。
[0015]軟件系統(tǒng)由Arduino IDE、點膠機專用軟件、G_code sender。
[0016]其中Arduino IDE，是用來將固件傳輸?shù)街骺匕迳系墓ぞ摺?br>[0017]點膠機專用軟件是用來生成點膠路徑G代碼的工具。
[0018]G-code Sender用來將生成的G代碼NC文件傳送到MKS Mega2560主控板，從而控制各機構的運動，完成點膠動作。
【附圖說明】
[0019]圖1 是 MKS Mega2560 主控板。
[0020]圖2是Arduino軟件界面。
[0021]圖3是蠕動式點膠機的系統(tǒng)框圖。
[0022]圖4是生成G代碼的江南大學點膠機界面。
[0023]圖5是點膠機專用軟件界面開發(fā)流程圖。
[0024]圖6 是 G-code sender 軟件界面。
【具體實施方式】
[0025]為了更好的理解本發(fā)明的技術方案，下面根據(jù)附圖對本發(fā)明做進一步描述。
[0026]參照圖1 MKS Mega2560主控板，這里只用到4個驅動，即X、Y、Z軸的移動和蠕動泵的轉動，所以只需將4個A4988步進電機驅動板正確插在拓展板上即可進行正常工作。
[0027]該實施提供一種控制蠕動式點膠機進行點膠的方法，控制點膠機進行自動點膠操作，能夠實現(xiàn)精密的點膠操作，且點膠的效率高，質量高。點膠機的控制方式采用的是運動控制器的單機控制方式，控制點膠的步驟包括:
[0028]參見圖2 Arduino 軟件界面，打開Arduino IDE，選擇菜單Tools->Board_>ArduinoMega 2560，然后選擇串口 Tools->Serial Port-〉相應的串口，點擊編譯并下載到上。
[0029]通過Arduino IDE軟件和點膠機專用軟件可向控制芯片向MKS Mega2560主控板發(fā)出控制命令，給出運動參數(shù)參數(shù)，這時基于運動控制器的三坐標數(shù)控工作臺和婦動泵通過輸出控制信號實現(xiàn)電機的轉動，從而達到對工作臺精確的控制，實現(xiàn)精確定位，實現(xiàn)蠕動泵的精確點膠。
[0030]參照圖3蠕動式點膠機的系統(tǒng)框圖，運動控制器與外圍部件是通過I/O端子相連，它與三個軸向步進電機驅動器、蠕動泵步進電機驅動器、I/o接口通過現(xiàn)場總線組成控制系統(tǒng)。分別實現(xiàn)在X，Y平面的水平運動和Z軸豎直方向的往復運動，以及蠕動泵的點膠動作。
[0031]參照圖4生成G代碼的點膠機專用軟件，該軟件是為生產點膠軌跡G代碼而專門編制的，在首頁填入設備參數(shù)(如點膠界面的長、寬，電機的反應速度、轉角，所需精確程度，點膠速度等等)，通過點擊加載圖片，選擇要點膠的圖形，選擇路徑，在這里可以根據(jù)點膠的實際尺寸而選擇加工范圍，設置好需要的參數(shù)后，點擊生成軟件能準確生成符合條件的路徑的G代碼。點擊另存為可自行選擇保存位置，方便下次使用。
[0032]點膠機專用軟件，該軟件能將點膠圖形的路徑自動規(guī)劃出來，并生成G代碼。由于C#具備了 VB簡單的可視化操作和C++的高運行效率，并且，具有強大的操作能力等優(yōu)點，所以采用C#語言作為開發(fā)工具，具體開發(fā)流程如圖5所示:
[0033]圖形經過灰度圖、圖像二值化、邊緣檢測、去雜點、控制點提取一些列圖像處理將jpg格式的圖形生成二值化圖，同時生成點膠路徑的NC文件。
[0034]參照圖6 G-code sender軟件，將生產的G代碼通過G_code sender傳送到主控板MKS Mega2560o選擇和Arduino —致的端口，點擊“Browse”選擇生成的NC文件，通上12V電源，這樣一切準備就緒之后點膠機即可開始點膠。
[0035]本發(fā)明為一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)，包括軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩大模塊。用本控制系統(tǒng)來控制蠕動式點膠機，可取代過去的人工手工編程操作，不但降低了人工強度，而且顯著地降低了企業(yè)的生產成本、提高了生產效率且能解決運動中的顫抖和拖膠等問題。
[0036]上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產品形態(tài)和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【主權項】
1.一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其特征在于，包括控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，其中硬件系統(tǒng)包括一個MKS Mega2560、一個rampsl.4擴展板、四個A4988st印stick步進電機驅動板三部分；軟件系統(tǒng)由固件上傳工具Arduino IDE、點膠機專用軟件、讀取G代碼的G-ode sender三部分組成。所述的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其特征在于，點膠控制系統(tǒng)通過固件上傳工具Arduino IDE將固件上傳，作為點膠工作環(huán)境；以MKS Mega2560主控板為核心，負責控制整個點膠機來完成特定的動作，rampsl.4作為主控板的擴展板，以便更好的與其它硬件進行連接和控制，起到輔助控制的作用。3.根據(jù)權利要求2所述的一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其特征在于，所述蠕動式點膠機構包括蠕動泵，4個步進電機驅動板以及與其相連的三個用于拖動末端在X、Y、Z軸上分別運動的步進電機。rampsl.4拓展板上插有4個A4988步進電機驅動板，以實現(xiàn)主控板對4個步進電機的控制，實現(xiàn)X、Y、Z軸的運動及蠕動泵的擠膠動作；為了以最小損耗驅動電機及電路板，需要配備一個12V 10ff?200W的電源。4.根據(jù)權利要求3所述的一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其特征在于，打開點膠機專用軟件，通過加載jpg.格式的圖片，生成二值化圖形，同時生成點膠路徑的G代碼，生成的G代碼中包含運動路徑、及蠕動泵的轉速、回轉等指令。點膠機專用生成的二值化圖形可明確表明點膠路徑及行程，便于修改不合理的點膠路徑。5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其特征在于，點膠機專用軟件生成的包含運動路徑及蠕動泵轉動信息在內的G代碼，可以以NC文件格式保存在工作目錄，便于使用，避免相同圖形處理兩次。6.根據(jù)權利要求4或5所述的一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，其特征在于，G-codesender軟件將G代碼通過USB數(shù)據(jù)線傳送到運動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對蠕動式點膠機的精確控制，以完成復雜的點膠工作。完成一個點膠動作后，在Z軸上升的過程中，蠕動泵有一個短暫的倒轉過程，從而抑制點膠機拖膠現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蠕動式點膠機的控制系統(tǒng)方法，包括點膠機的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，其中硬件系統(tǒng)包括一個MKS Mega2560主控板、一個ramps1.4擴展板、四個A4988stepstick步進電機驅動板三部分；軟件系統(tǒng)由固件上傳工具Arduino IDE、點膠機專用軟件、讀取G代碼的G-code sender三部分組成。點膠控制系統(tǒng)通過固件上傳工具Arduino IDE將固件上傳，通過點膠機專用軟件生成點膠路徑，將生成的路徑NC文件通過G-code sender傳送到MKS Mega 2560主控板，控制各步進電機完成復雜的點膠工作，本發(fā)明公開的點膠機控制方法有效地解決了傳統(tǒng)點膠運行軌跡單一、在線編程復雜、系統(tǒng)成本較高的問題；以較小的成本實現(xiàn)了自動化點膠操作，確保產品作業(yè)品質。
【IPC分類】G05B19/19
【公開號】CN104898559
【申請?zhí)枴緾N201510364169
【發(fā)明人】王琨, 張鐵虎, 俞經虎, 張秋菊
【申請人】江南大學
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月26日