全自动贴片机吸嘴头升降轴机械原点定位电气控制方法,涉及全自动贴片机自动控制领域。本发明专利技术解决了现有全自动贴片机吸嘴头升降轴机械原点定位精确度差的问题。本发明专利技术将磁片安装在全自动贴片机的吸嘴头升降轴上，采用霍尔传感器采集磁片位置信息，采用码盘计数器通过固定频率对全自动贴片机的Z轴驱动电机的码盘值进行采样，并判断相邻n次采样中每相邻两次码盘值的差值是否大于预设值，是则降低直流伺服系统的占空比，否则提高直流伺服系统的占空比，当磁片进入霍尔传感器的感应范围内时，霍尔传感器向全自动贴片机的运动控制板输出使能信号，此时磁片的位置作为吸嘴头升降Z轴的机械原点位置。本发明专利技术适用于全自动贴片机自动控制领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】,涉及全自动贴片机自动控制领域。本专利技术解决了现有全自动贴片机吸嘴头升降轴机械原点定位精确度差的问题。本专利技术将磁片安装在全自动贴片机的吸嘴头升降轴上，采用霍尔传感器采集磁片位置信息，采用码盘计数器通过固定频率对全自动贴片机的Z轴驱动电机的码盘值进行采样，并判断相邻n次采样中每相邻两次码盘值的差值是否大于预设值，是则降低直流伺服系统的占空比，否则提高直流伺服系统的占空比，当磁片进入霍尔传感器的感应范围内时，霍尔传感器向全自动贴片机的运动控制板输出使能信号，此时磁片的位置作为吸嘴头升降Z轴的机械原点位置。本专利技术适用于全自动贴片机自动控制领域。【专利说明】
本专利技术涉及全自动贴片机自动控制领域。
技术介绍
全自动贴片机是整个SMT (Surface Mounted Technology,表面贴装技术)生产线上的主要设备。全自动贴片机运动控制系统总共分为X、Y、ζ、Θ轴四个部分。Z轴是指贴片机吸嘴头升降轴的上下运动轴。全自动贴片机吸嘴头从送料器中吸取元件和把元件贴装在PCB (Printed Circuit Board,印刷电路板)板上时,需要通过吸嘴头升降Z轴，以便于元件在适度的高度准确的贴到PCB的相应位置上，完成贴片工作。由于吸嘴头需要以一定高度进入送料器和贴装元件的需要，所以要确定Z轴的原点以计算升降轴的机械绝对高度以及升降Z轴的行程范围。目前吸嘴头升降Z轴的机械原点定位存在两个问题:1、升降Z轴运动机械接触不光滑，导致轴在上下运动的时候遇到的阻力不一样，控制电机在恒力矩或是恒速上很难实现磁片在每次通过霍尔传感器感应区域时速度是相同的，如果速度不是一样将会带来吸嘴头升降Z轴的机械原点定位在一个很大的区域内变化。2、仅仅依靠磁片无法通过霍尔传感器准确定位吸嘴头升降Z轴的机械原点。全自动贴片机在引入磁片和霍尔传感器后，还会遇到吸嘴头升降Z轴机械原点定位不准的问题。由于磁片磁感应是具有一定面积的区域，霍尔传感器对准这个区域内时，都会输出信号给控制器，当磁片与霍尔传感器没有重合区域时，霍尔传感器输出高电平，当磁片与霍尔传感器一旦出现重合区域，霍尔传感器输出低电平。霍尔传感器的输出信号传送到运动控制板上CPLD (可编程逻辑器件)的输入端口上，CPLD检测到低电平霍尔传感器的输出信号时，即认为此时磁片与霍尔传感器有重合区域，但CPLD采集这个端口上的信号是通过查询的方式，具有延时性，不能立即对信号进行处理，当吸嘴头升降速度不同时(即磁片经过霍尔传感器感应区的速度不同时)，由于CPLD对磁片的位置判断有延时性，因此会得到不同磁片的位置，从而无法精确定位吸嘴头升降Z轴的机械原点位置。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有全自动贴片机吸嘴头升降轴机械原点定位精确度差的问题，提出了一种。本专利技术所述，该方法的具体步骤为:步骤一、将磁片安装在全自动贴片机的吸嘴头升降轴上，采用霍尔传感器采集磁片位置信息，所述霍尔传感器固定在与磁片相对方向的钢板上的固定机械原点上；步骤二、启动全自动贴片机的Z轴驱动电机，Z轴驱动电机带动全自动贴片机吸嘴头进行升降运动；步骤三、采用码盘计数器通过固定频率对全自动贴片机的Z轴驱动电机的码盘值进行采样，并判断相邻η次采样中每相邻两次码盘值的差值是否大于预设值，若是则执行步骤四，否则执行步骤五；其中η为大于等于3的正整数； 所述码盘计数器与Z轴驱动电机连接；步骤四、降低直流伺服系统的占空比，实现降低Z轴驱动电机的速度；使Z轴减速向霍尔传感器位置运动；执行步骤六；步骤五、提高直流伺服系统的占空比，加快Z轴驱动电机的速度；使Z轴加快向霍尔传感器位置运动；步骤六、当磁片进入霍尔传感器的感应范围内时，霍尔传感器向全自动贴片机的运动控制板输出使能信号，将Z轴驱动电机所连接的码盘计数器清零，此时将磁片到达霍尔传感器感应区内的位置作为吸嘴头升降Z轴的机械原点位置。本专利技术通过调整直流伺服系统PWM(Pulse-Width Modulation)的占空比来实现可控电压控制电机速度。通过一个固定频率的盘计数器对电机码盘值采样，如果在相邻几个间隔内采样的码盘值是相当等的，则应该适当提高PWM值得到更大电机力矩使升降Z轴向霍尔传感器位置运动；如果在相邻几个间隔内采样的码盘值相差大于预定的值，则应该适当降低PWM值使电机的运动速度降下来。实验表明这样的控制能实现电机在运动的同时克服不同阻力带来的影响，这样确保了霍尔传感器在每次通过磁片感应区域时速度是基本相同的。同时在磁片到达霍尔传感器感应范围内时，霍尔传感器输出信号传给CPLD，与此同时，使能码盘清零，当电机旋转至码盘输出的Z相信号给CPLD中时码盘计数器清零，识别判断磁片到达霍尔传感器位置，即为吸嘴头升降Z轴的机械原点位置(在电机旋转到输出Z相信号的时间内有效的避开了 CPLD查询的时间)，提高了全自动贴片机吸嘴头升降轴机械原点定位精确度，且与现有全自动贴片机相比，吸嘴头升降轴机械原点定位的精确度提高了 10%。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术所述方法的流程图。【具体实施方式】【具体实施方式】一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的，该方法的具体步骤为:步骤一、将磁片安装在全自动贴片机的吸嘴头升降轴上，采用霍尔传感器采集磁片位置信息，所述霍尔传感器固定在与磁片相对方向的钢板上的固定机械原点上；步骤二、启动全自动贴片机的Z轴驱动电机，Z轴驱动电机带动全自动贴片机吸嘴头进行升降运动；步骤三、采用码盘计数器通过固定频率对全自动贴片机的Z轴驱动电机的码盘值进行采样，并判断相邻η次采样中每相邻两次码盘值的差值是否大于预设值，若是则执行步骤四，否则执行步骤五；其中η为大于等于3的正整数；所述码盘计数器与Z轴驱动电机连接；步骤四、降低直流伺服系统的占空比，实现降低Z轴驱动电机的速度；使Z轴减速向霍尔传感器位置运动；执行步骤六；步骤五、提高直流伺服系统的占空比，加快Z轴驱动电机的速度；使Z轴加快向霍尔传感器位置运动；步骤六、当磁片进入霍尔传感器的感应范围内时，霍尔传感器向全自动贴片机的运动控制板输出使能信号，将Z轴驱动电机所连接的码盘计数器清零，此时将磁片到达霍尔传感器感应区内的位置作为吸嘴头升降Z轴的机械原点位置。当吸嘴头升降运动复位时，贴在其上的磁片刚引起霍尔传感器产生感应信号时，霍尔传感器就输出使能信号和电机本身码盘计数Z相输出信号将Z轴驱动电机所连接的运动控制板内的码盘计数器清零，此磁片位置即为吸嘴头轴的原点位置。【具体实施方式】二、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的的进一步说明，步骤一中所述的磁片的形状为圆形。【具体实施方式】三、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的的进一步说明，步骤二中所述的全自动贴片机的Z轴驱动电机为直流电机，其参数为:额定电压24V,额定转速8050rpm,额定转矩85mNm,额定电流3.44A。【具体实施方式】四、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的的进一步说明，步骤二中所述的全自动贴片机的Z轴驱动电机每转一圈码盘输出A、B相信号各1000个、Z相信号I个。【具体实施方式】五、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的的进一步说明，Z轴驱动电机轴与吸嘴头升降Z轴的变比为:Z轴驱动电机转动I圈，Z轴升降运动2mm。【权本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高会军，谢文麟，张增杰，于占东，徐世东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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