虚拟贴片机仿真系统、方法及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及贴片机电子技术领域，具体公开了一种虚拟贴片机仿真系统、方法及存储介质，所述系统包括主控模块、系统子模块、轴运动仿真模块和事件总线。该方案包含真实贴片机所有模块、所有功能的仿真，不仅能用于控制软件的调试和测试，还能通过系统仿真运行得到某些模块功能的上下限理论值以及真实可靠的理论仿真结果，从而为真实贴片机研发过程中的软件测试和系统测试提供了真实可靠的理论数据，对于某些功能的设计和完善具有引领作用。某些功能的设计和完善具有引领作用。某些功能的设计和完善具有引领作用。

【技术实现步骤摘要】
虚拟贴片机仿真系统、方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及贴片机电子
，具体地涉及一种虚拟贴片机仿真系统、方法及存储介质。

技术介绍

[0002]在贴片机研发过程中，包含软件、硬件和结构的设计。软件的研发周期相对其他部分来说很短，在软件设计完成时，贴片机整体硬件结构还没有完成，或者某个新增模块的硬件结构没有完成，如果等待硬件结构完成后再进行软件测试，在硬件结构设计完成之前的这段时间就会存在软件研发停滞期，导致软件不能及时进行测试和修改完善。最终会导致软件系统的研发周期被大大延长，严重影响研发进度。如果在硬件结构完成之前，可以提供一套用于贴片机功能仿真的软件仿真系统，就可以使软件的设计和运行效果测试提前进行，那么就可以尽早测试出软件的缺陷，甚至是系统运行功能的缺陷。这样就有很大概率去及早发现系统问题，在一定程度上去弥补因硬件结构研发周期长导致的整体研发周期较长的问题。
[0003]对于贴片机功能仿真，目前已经有设计可以仿真贴片机单个模块部分功能的仿真软件，比如贴装头吸取和贴装动作的贴装头可视化仿真软件，但是仿真软件的功能非常有限，只能体现出贴装头吸取和贴装过程中的上升和下降动作，并不能模拟贴装头进行整体水平较大范围移动的动作，更加没有单个模块的完整功能仿真，比如贴装头所用到的视觉相机、真空气阀等其他功能。这样的仿真效果是严重不足的，测试结果是非常不可靠的，在贴片机研发过程中起不到真正的仿真作用，对于系统测试同样没有帮助。小的模块仿真目前都没有一个完整的仿真软件，更加没有一套功能健全、性能良好可靠的可以提供给控制软件进行调试和测试的贴片机全功能软件仿真系统。
[0004]如何设计和提供一套可以完整仿真贴片机真实工作情况的贴片机仿真系统，使控制软件可以不依赖硬件平台提前进行功能调试和系统测试，就成为当前需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种虚拟贴片机仿真系统、方法及存储介质，以期能尽可能实现包含真实贴片机所有模块、所有功能的仿真，不仅能用于控制软件的调试和测试，还能通过系统仿真运行得到某些模块功能的上下限理论值以及真实可靠的理论仿真结果，从而为真实贴片机研发过程中的软件测试和系统测试提供了真实可靠的理论数据，对于某些功能的设计和完善具有引领作用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种虚拟贴片机仿真系统，包括主控模块、系统子模块、轴运动仿真模块和事件总线；所述主控模块，用于将来自上位机的控制事件下发给所述事件总线；所述系统子模块，用于仿真贴片机子模块的状态；所述轴运动仿真模块，用于仿真各个轴的状态；
所述事件总线，包括事件接收缓存单元和事件管理单元，所述事件接收缓存单元用于接收所述主控模块下发的控制事件、所述系统子模块和轴运动仿真模块返回的任务事件；所述事件管理单元用于对所述事件接收缓存单元中所存储的控制事件和任务事件进行分发，控制事件根据事件类型，将相应事件发送给订阅相应类型事件的所有订阅者；所述订阅者包括主控模块、系统子模块以及轴运动仿真模块。
[0007]本专利技术第二方面提供了一种仿真系统的创建运行方法，包括以下过程：创建并初始化事件总线的对象实例，包括：初始化事件接收缓存单元、初始化事件管理单元；初始化虚拟贴片机的机器参数的存储对象实例，并解析机器参数文件，将机器参数存入机器参数对象实例中，供虚拟贴片机仿真系统在工作时调用；创建并初始化主控模块的对象实例，包括：初始化事件接收单元、初始化控制事件缓存区、初始化控制事件下发单元、初始化监控单元、初始化模块管理单元；创建并初始化系统子模块的各个对象实例，初始化系统子模块中各个模块的部件状态；创建并初始化轴运动仿真模块的对象实例；创建并初始化各个轴模型的对象实例，将机器参数中轴相关参数导入各个轴的对象实例中；依据各个轴所属的模块编号，将各个轴的对象实例关联到所属的模块对象实例中；创建上位机与仿真系统间的通信；主控模块接收上位机下发的控制事件，并依照事件总线、轴运动仿真模块和系统子模块的功能和运行逻辑运行。
[0008]本专利技术第三方面提供了一种虚拟贴片机仿真系统的运行方法，所述方法基于上述仿真系统，包括以下步骤：S9.1、主控模块和系统子模块中的各个模块作为事件订阅者，根据自身模块处理的事件类型，订阅不同类型的事件：所述主控模块和系统子模块中每个模块能订阅多种类型的事件，每种类型的事件也能被多个订阅者订阅；订阅者订阅事件时，事件总线将订阅者信息和订阅者订阅的事件类型进行绑定，并进行保存；订阅者取消已经订阅的类型的事件时，事件总线从保存的相应订阅者订阅的事件类型中删除相应事件类型；S9.2、事件总线接收主控模块下发的控制事件、系统子模块和轴运动仿真模块返回的任务事件：事件总线将接收到的控制事件和任务事件统一按照先入先出的顺序存储；S9.3、事件总线按照先入先出的顺序将控制事件和任务事件逐个取出并下发给相应的订阅者：事件管理单元先判断事件接收缓存单元是否为空，如果为空，则等待事件接收缓存单元接收事件，如果不为空，则取出第一个事件后，判断所取出事件的事件类型，并以事
件类型为索引，在保存的订阅者中遍历查找已订阅相应类型事件的订阅者，每查找到一个订阅者，则将相应事件发送给相关订阅者。
[0009]本专利技术第四方面提供了一种计算机存储介质，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述运行方法的步骤。
[0010]通过上述技术方案，基于真实贴片机的系统架构和完整功能，使用模块化功能仿真的方法，设计出一套完整的虚拟贴片机仿真系统，将真实贴片机的各个模块的功能进行了全面仿真，在相同的系统参数和运行条件下，通过虚拟贴片机仿真系统的仿真运行，能得到真实贴片机各个模块运行时的理论结果；在真实贴片机研发过程中，此理论结果能为真实贴片机的软件测试和真实贴片机的系统性能测试提供真实可靠的理论数据；通过观察仿真系统运行过程和分析仿真得到的理论数据，能预先体现真实贴片机运行时的理论效果，能预先发现真实贴片机研发过程中的一些技术问题和功能缺陷，能在一定程度上缩短了真实贴片机的研发周期，减少了真实贴片机研发的时间成本和物质成本；因此，本专利技术技术方案是一种系统完备、功能完善、低成本、高可靠性且对真实贴片机的研发过程具有引领作用的虚拟贴片机仿真系统。
附图说明
[0011]图1为本专利技术虚拟贴片机仿真系统主体架构和信息交互示意图，交互信息主要为控制事件和任务事件，信息交互方向为箭头所指方向；图2为本专利技术轴运动仿真方法流程示意图；图3为本专利技术控制事件处理示意图；图4为本专利技术控制事件类型分类示意图；图5为本专利技术任务事件类型分类示意图。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟贴片机仿真系统，其特征在于，包括主控模块、系统子模块、轴运动仿真模块和事件总线；所述主控模块，用于将来自上位机的控制事件下发给所述事件总线；所述系统子模块，用于仿真贴片机子模块的状态；所述轴运动仿真模块，用于仿真各个轴的状态；所述事件总线，包括事件接收缓存单元和事件管理单元，所述事件接收缓存单元用于接收所述主控模块下发的控制事件、所述系统子模块和轴运动仿真模块返回的任务事件；所述事件管理单元用于对所述事件接收缓存单元中所存储的控制事件和任务事件进行分发，控制事件根据事件类型，将相应事件发送给订阅相应类型事件的所有订阅者；所述订阅者包括主控模块、系统子模块以及轴运动仿真模块。2.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述主控模块包括：事件接收单元、控制事件缓存区、控制事件下发单元、监控单元、模块管理单元；所述事件接收单元，用于接收上位机发送的控制事件并对所接收的控制事件进行执行类型判断，若为立即执行的事件类型，则直接由所述控制事件下发单元执行相应的控制事件；若为非立即执行的事件类型，则按照先入先出的规则存入所述控制事件缓存区；所述控制事件下发单元，用于从所述控制事件缓存区中取出控制事件或者从所述事件接收单元直接接收立即执行的控制事件，并推送到所述事件总线；所述监控单元，用于监控下发的控制事件执行情况，当监控到某个控制事件未完成时，则所述控制事件下发单元停止下发控制事件，直到所监控的控制事件完成执行后，继续下发控制事件；所述模块管理单元，用于管理所述系统子模块的运行状态，当仿真系统出错或者紧急停止时，所述管理单元控制所述系统子模块执行一次模块退出动作，所述退出动作是先停止当前所有动作，再复位所述系统子模块中各个模块状态为初始状态。3.根据权利要求2所述的仿真系统，其特征在于，所述模块管理单元包括动力线管理机构和轴联锁检测机构，所述动力线管理机构，用于收到所述系统子模块返回的错误信息时，切断所述仿真系统的动力线，清空所述控制事件缓存区以及所述监控单元中的监控事件，并对所有的系统子模块进行一次模块复位动作；其中，所述动力线用于控制所述仿真系统中轴的使能状态，若所述动力线断线，则无法控制轴进行动作，正常工作状态下所述动力线为上电状态；所述轴联锁检测机构，用于通过获取所述系统子模块返回的轴状态信息以及上位机下发的轴运动控制指令，来检测上位机下发的控制事件是否会导致轴之间产生碰撞，若存在，则生成错误信息，并通知所述动力线管理机构，切断所述动力线，并对主控板和系统子模块进行复位。4.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述轴运动仿真模块进行轴运动仿真时，先根据轴初始位置、运动速度、加速度和目标位置，计算出理论的完整运动时间，若轴运动仿真过程在所述完整运动时间内未被打断，则轴运动结束并更新轴当前位置和当前状态，反馈轴运动仿真的任务事件；若轴运动仿真过程中接收到轴停止事件，则轴运动仿真过程被打断，在轴停止的时刻，根据轴运动的运动时长、初始位置、速度和加速度计算出轴停止时刻的位置，并更新轴当前状态参数，反馈轴运动仿真的任务事件。
5.根据权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述系统子模块包括：贴装头模块、XY模块、传送模块、供料器模块、机器视觉模块、外设模块；所述贴装头模块，用于实现贴片机中吸取元件、相机拍照、贴装元件、贴装头各个轴的仿真功能、贴装头吸嘴吸气、贴装头吸嘴吹气、贴装头吸嘴停气的功能仿真；所述XY模块，用于实现X、Y轴的仿真功能，包括：轴运动控制仿真和轴状态控制仿真；所述传送模块，用于实现贴片机传送基板的相关功能仿真，包括传板动作、基板夹具动作、挡销动作、基板顶针动作、传送轨道调宽动作；所述供料器模块，用于通过控制改变相应关模块部件的状态来实现仿真贴片机中送料器功能，包括：送料器安装状态、送料器工作状态、送料器送料速度、送料间距；所述机器视觉模块，用于吸取物料后，物料执行识别拍照所得到的结果处理的仿真，根据配置的参数选择结果为识别成功还是识别失败，并将处理结果封装为任务事件后通过事件总线反馈给相关事件的订阅者；所述外设模块，用于仿真贴片机中的控制面板、指示灯和蜂鸣器的功能。6.根据权利要求5所述的仿真系统，其特征在于，所述贴装头模块用于实现贴片机中吸取元件、贴装元件、相机拍照、贴装头各个轴移动、贴装头吸嘴吸气、贴装头吸嘴吹气、贴装头吸嘴停气和贴装头真空压控制的功能仿真；执行吸取元件指令时，调用所述轴运动仿真模块去执行贴装头Z轴的先下降后上升的连续移动动作，来仿真贴装头吸取动作；执行相机拍照指令时，调用所述轴运动仿真模块去执行移动相关反射镜的CA轴动作，来仿真识别元件时拍照的轴运动动作，CA轴移动完成后表示相机拍照完成，并反馈一个拍照完成的任务事件；执行贴装元件指令时，调用所述轴运动仿真模块去执行贴装头Z轴的先下降后上升的连续移动动作，来仿真贴装头贴装动作；执行贴装头各个轴移动指令时，调用所述轴运动仿真模块去执行相关轴运动，并在各个轴运动完成后，由所述轴运动控制模块反馈相应动作执行的任务事件；执行贴装头吸嘴吸气、吹气和停气动作时，通过改变自身相关部件状态来仿真三种气压操作动作，并反馈各个相关部件状态的任务事件；执行贴装头真空压控制时，通过改变自身相关部件状态来仿真吸气、吹气以及停气操作动作，并反馈各个相关部件状态的任务事件；所述XY模块接收到订阅的控制事件后进行判断，若为运动控制事件，则调用所述轴运动仿真模块执行相应控制事件中的轴运动指令，并在轴运动结束后由所述轴运动仿真模块返回执行的任务事件；若为状态控制事件，则结合目标状态以及当前状态更新执行结果，若与当前状态冲突则反馈错误信息，否则更新轴状态，并在控制事件执行结束后反馈仿真的任务事件。7.根据权利要求1
‑
6中任一所述的仿真系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅亚男，朱远哲，于缓缓，王俊，唐学峰，
申请(专利权)人：合肥安迅精密技术有限公司，
类型：发明
国别省市：