一种用于自动固晶机的点胶运动控制系统技术方案

本发明专利技术涉及点胶运动控制，具体涉及一种用于自动固晶机的点胶运动控制系统，人机交互单元，通过点胶软件与硬件电路的结合实现视觉系统的运行、创建并编辑点胶程序、实时监控各系统模块运行状态及数据反馈与分析，将视觉系统处理后的图像与模板进行特征匹配，根据匹配结果自动设置点胶参数并发送至运动控制单元，同时采集点胶过程图像并进行分析，以对点胶参数的设置及点胶过程进行改进；运动控制单元，以STM32为主控制器、FPGA为辅控制器搭建硬件平台及外部电路，基于点胶参数结合点胶启动条件检测结果驱动步进电机带动点胶器移动至预设点胶位置进行点胶操作；本发明专利技术提供的技术方案能够有效克服点胶的适应性、灵活性和精准性较差的缺陷。差的缺陷。差的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自动固晶机的点胶运动控制系统


[0001]本专利技术涉及点胶运动控制，具体涉及一种用于自动固晶机的点胶运动控制系统。

技术介绍

[0002]固晶一般是通过固晶摆臂将晶圆上的晶片从供晶位吸取，再移动至基板上的固晶位，将晶片精准放置在基板上，并利用点胶机进行点胶，以实现固晶。
[0003]传统点胶运动控制系统缺乏视觉技术的应用和传感器技术的改进，意味着无法实时获得工件及点胶位置的准确信息，无法对点胶过程进行自动判定和实时质量检测，也无法及时发现漏胶、过胶等问题，导致点胶位置存在偏差，严重影响点胶质量，同时增加了产品不合格的风险。
[0004]传统点胶运动控制系统多轴联动的缺失限制了系统对复杂、曲面及非规则形状工件的精准点胶，同时也无法根据工艺要求灵活调整点胶路径、速度和压力等点胶参数，影响点胶的适应性和灵活性。由于系统受到较多限制，可能需要频繁地进行人工干预和调整，导致生产效率低下且容易出现操作误差。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种用于自动固晶机的点胶运动控制系统，能够有效克服现有技术所存在的点胶的适应性、灵活性和精准性较差的缺陷。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0009]一种用于自动固晶机的点胶运动控制系统，包括人机交互单元和运动控制单元；
[0010]人机交互单元，通过点胶软件与硬件电路的结合实现视觉系统的运行、创建并编辑点胶程序、实时监控各系统模块运行状态及数据反馈与分析，将视觉系统处理后的图像与模板进行特征匹配，根据匹配结果自动设置点胶参数并发送至运动控制单元，同时采集点胶过程图像并进行分析，以对点胶参数的设置及点胶过程进行改进；
[0011]运动控制单元，以STM32为主控制器、FPGA为辅控制器搭建硬件平台及外部电路，基于点胶参数结合点胶启动条件检测结果驱动步进电机带动点胶器移动至预设点胶位置进行点胶操作。
[0012]优选地，所述人机交互单元运行于PC端，所述视觉系统利用摄像机和图像处理技术来获取、处理和分析视觉信息，所述视觉系统包括摄像机、图像采集和处理模块、特征提取和分析模块、目标检测和跟踪模块、视觉反馈与控制模块；
[0013]摄像机，安装于点胶器的一侧，用于捕捉工件图像；
[0014]图像采集和处理模块，将摄像机捕捉到的工件图像直接通过高速通信接口进行数据传输，并在采集工件图像后，对工件图像进行包括去噪、增强、边缘检测在内的图像处理；
[0015]特征提取和分析模块，通过特定的图像处理算法提取出目标区域包括边缘、角点、
纹理在内的特征，并对目标进行定位和识别，以及分析目标的特性和属性；
[0016]目标检测和跟踪模块，通过目标检测算法进行目标检测，并通过目标跟踪算法追踪目标在连续图像帧中的位置和运动轨迹；
[0017]视觉反馈与控制模块，基于从工件图像中获取的视觉信息，向运动控制单元提供实时的反馈信号用于控制点胶器动作。
[0018]优选地，所述主控制器与辅控制器之间通过通信接口进行通信，所述主控制器与PC、外部存储模块和电源模块相连，所述辅控制器与模数/数模转换电路模块、步进电机模块、流量控制模块和驱动模块相连；
[0019]外部存储模块，充当发送、接收数据的双向通道；
[0020]主控制器，接收人机交互单元发送的点胶参数，并发送给辅控制器；
[0021]模数/数模转换电路模块，对流量控制模块中传感器的检测信号进行模数转换，并发送至辅控制器，同时将数字信号转换为模拟信号；
[0022]步进电机模块，基于辅控制器的控制信号驱动步进电机按照所需步进角度进行转动，带动点胶器移动至预设点胶位置，并基于辅控制器的控制信号驱动流量控制模块中电磁阀驱动电路带动点胶器进行点胶操作；
[0023]辅控制器，根据传感器的检测信号得到点胶启动条件检测结果，基于点胶参数结合点胶启动条件检测结果通过步进电机模块带动点胶器移动至预设点胶位置并进行点胶操作。
[0024]优选地，所述外部存储模块包括存储芯片U4，所述存储芯片U4的串行数据输入/输出引脚与主控制器的PB7引脚相连，以充当发送、接收数据的双向通道；
[0025]所述存储芯片U4的串行时钟输入引脚与主控制器的PB6引脚相连，主控制器通过控制PB6引脚确定数据传输的速率和时序；
[0026]所述存储芯片U4的VCC引脚、GND引脚之间连接电容C19，起到平滑电源波动、滤波干扰和减少信号反射的作用，提高存储芯片U4工作可靠性，确保存储芯片U4正常工作并准确存储数据。
[0027]优选地，所述电源模块包括电压调节器U3，所述电压调节器U3的GND引脚、IN引脚之间连接电容C9，提供稳定的电源滤波和去除高频噪声，减小电源线上的噪声，提供稳定的电压输出；
[0028]所述电压调节器U3的OUT引脚、TAB引脚之间连接并联的电容C10和电容C11，起到稳压和滤波的作用；
[0029]所述电压调节器U3的OUT引脚通过限流电阻R13连接指示灯D10。
[0030]优选地，所述模数/数模转换电路模块包括模数转换电路和数模转换电路，所述模数转换电路对流量控制模块中传感器的检测信号进行模数转换，并发送至辅控制器，所述模数转换电路包括与标准接口依次连接的AD芯片、衰减电路和信号输入接口；
[0031]所述数模转换电路将数字信号转换为模拟信号，所述数模转换电路包括与标准接口依次连接的DA芯片、低通滤波器、幅度调节电路和信号输出接口；
[0032]低通滤波器，滤除DA芯片差分输出中的高频噪声，保留模拟信号中的低频成分，提高转换的精度和稳定性；
[0033]幅度调节电路，调节模拟信号的幅度，避免信号失真或超出器件工作范围，得到可
靠、精确的输出结果。
[0034]优选地，所述步进电机模块包括步进电机和用于驱动步进电机的驱动芯片，所述驱动芯片基于辅控制器的控制信号调节输出电流和电压波形，驱动步进电机按照所需步进角度进行转动，带动点胶器移动至预设点胶位置；
[0035]所述驱动芯片的输入端接入辅控制器，所述驱动芯片的输出端与步进电机之间连接限流电阻，使得步进电机每个相之间电流平衡，确保步进电机和驱动芯片不超载；
[0036]所述驱动芯片未使用的输出引脚均接地，以提高电路稳定性、抑制干扰、防止静电放电和保护电路安全；
[0037]所述步进电机包括X轴步进电机B1、Y轴步进电机B2和Z轴步进电机B3，所述驱动芯片包括分别驱动X轴步进电机B1、Y轴步进电机B2、Z轴步进电机B3的驱动芯片U10、U11、U12，所述驱动芯片U10的OUT5引脚连接流量控制模块中电磁阀驱动电路。
[0038]优选地，所述流量控制模块包括温度传感器、压力传感器、激光传感器、流量传感器和电磁阀驱动电路，所述温度传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自动固晶机的点胶运动控制系统，其特征在于：包括人机交互单元和运动控制单元；人机交互单元，通过点胶软件与硬件电路的结合实现视觉系统的运行、创建并编辑点胶程序、实时监控各系统模块运行状态及数据反馈与分析，将视觉系统处理后的图像与模板进行特征匹配，根据匹配结果自动设置点胶参数并发送至运动控制单元，同时采集点胶过程图像并进行分析，以对点胶参数的设置及点胶过程进行改进；运动控制单元，以STM32为主控制器、FPGA为辅控制器搭建硬件平台及外部电路，基于点胶参数结合点胶启动条件检测结果驱动步进电机带动点胶器移动至预设点胶位置进行点胶操作。2.根据权利要求1所述的用于自动固晶机的点胶运动控制系统，其特征在于：所述人机交互单元运行于PC端，所述视觉系统利用摄像机和图像处理技术来获取、处理和分析视觉信息，所述视觉系统包括摄像机、图像采集和处理模块、特征提取和分析模块、目标检测和跟踪模块、视觉反馈与控制模块；摄像机，安装于点胶器的一侧，用于捕捉工件图像；图像采集和处理模块，将摄像机捕捉到的工件图像直接通过高速通信接口进行数据传输，并在采集工件图像后，对工件图像进行包括去噪、增强、边缘检测在内的图像处理；特征提取和分析模块，通过特定的图像处理算法提取出目标区域包括边缘、角点、纹理在内的特征，并对目标进行定位和识别，以及分析目标的特性和属性；目标检测和跟踪模块，通过目标检测算法进行目标检测，并通过目标跟踪算法追踪目标在连续图像帧中的位置和运动轨迹；视觉反馈与控制模块，基于从工件图像中获取的视觉信息，向运动控制单元提供实时的反馈信号用于控制点胶器动作。3.根据权利要求1所述的用于自动固晶机的点胶运动控制系统，其特征在于：所述主控制器与辅控制器之间通过通信接口进行通信，所述主控制器与PC、外部存储模块和电源模块相连，所述辅控制器与模数/数模转换电路模块、步进电机模块、流量控制模块和驱动模块相连；外部存储模块，充当发送、接收数据的双向通道；主控制器，接收人机交互单元发送的点胶参数，并发送给辅控制器；模数/数模转换电路模块，对流量控制模块中传感器的检测信号进行模数转换，并发送至辅控制器，同时将数字信号转换为模拟信号；步进电机模块，基于辅控制器的控制信号驱动步进电机按照所需步进角度进行转动，带动点胶器移动至预设点胶位置，并基于辅控制器的控制信号驱动流量控制模块中电磁阀驱动电路带动点胶器进行点胶操作；辅控制器，根据传感器的检测信号得到点胶启动条件检测结果，基于点胶参数结合点胶启动条件检测结果通过步进电机模块带动点胶器移动至预设点胶位置并进行点胶操作。4.根据权利要求3所述的用于自动固晶机的点胶运动控制系统，其特征在于：所述外部存储模块包括存储芯片U4，所述存储芯片U4的串行数据输入/输出引脚与主控制器的PB7引脚相连，以充当发送、接收数据的双向通道；所述存储芯片U4的串行时钟输入引脚与主控制器的PB6引脚相连，主控制器通过控制
PB6引脚确定数据传输的速率和时序；所述存储芯片U4的VCC引脚、GND引脚之间连接电容C19，起到平滑电源波动、滤波干扰和减少信号反射的作用，提高存储芯片U4工作可靠性，确保存储芯片U4正常工作并准确存储数据。5.根据权利要求4所述的用于自动固晶机的点胶运动控制系统，其特征在于：所述电源模块包括电压调节器U3，所述电压调节器U3的GND引脚、IN引脚之间连接电容C9，提供稳定的电源滤波和去除高频噪声，减小电源线上的噪声，提供稳定的电压输出；所述电压调节器U3的OUT引脚、TAB引脚之间连接并联的电容C10和电容C11，起到稳压和滤波的作用；所述电压调节器U3的OUT引脚通过限流电阻R13连接指示灯D10。6.根据权利要求3所述的用于自动固晶机的点胶运动控制系统，其特征在于：所述模数/数模转换电路模块包括模数转换电路和数模转换电路，所述模数转换电路对流量控制模块中传感器的检测信号进行模数转换，并发送至辅控制器，所述模数转换电路包括与标准接口依次连接的AD芯片、衰减电路和信号输入接口；所述数模转换电路将数字信号转换为模拟信号，所述数模转换电路包括与标准接口依次连接的DA芯片、低通滤波器、幅度调节电路和信号输出接口；低通滤波器，滤除DA芯片差分输出中的高频噪声，保留模拟信号中的低频成分，提高转换的精度和稳定性；幅度调节电路，调节模拟信号的幅度，避...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青松，
申请(专利权)人：中科合肥技术创新工程院，
类型：发明
国别省市：