本发明专利技术提供了一种多轴同步运动控制系统，包括：上位机；同步信号模块；主机箱，主机箱与上位机通讯连接，主机箱包括：主板卡和多个次级板卡，主板卡通过背板分别与多个次级板卡进行通讯传输，主板卡与上位机通讯连接，每个次级板卡之间连接同步信号模块；多个次级机箱，各个次级机箱之间以及各个次级机箱与主机箱之间连接同步信号模块。本发明专利技术还提供了一种多轴同步运动控制系统的控制方法。本发明专利技术所提供的多轴同步运动控制系统的结构简单，层次化清晰，且易于维修、更换、重用和扩展。该控制系统可以满足各种复杂的控制算法、轨迹规划等的计算量要求，为控制轴数的扩展提供了保障。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机控制领域，尤其涉及。
技术介绍
多轴同步运动控制包含两个层面的意思，一是多轴，包括多个速度、位置的控制，为几个甚至几十个传感器和执行器的统一体；二是同步，具体而言，是执行器运动的时间保持一致，在指定的时间开始运动，在指定的时间达到某个位置。现在大型的数控设备或光刻设备要求同步控制的轴数达到十几轴甚至几十轴，同时控制算法越来越复杂，而同步时间却要求越来越精确。光刻是集成电路加工过程中最关键的工序，因此光刻机是集成电路加工过程中最关键的设备。在步进扫描光刻机中，光束通过一个狭缝并透过照明系统投影到掩膜面上，掩膜以设定的匀速通过这束光。同时，硅片在透镜的下方以相反方向运动。承载硅片的工件台和承载掩膜的掩膜台都能够实现高速运动，使得步进扫描光刻机具有很高的生产率，从而更好地满足了市场对半导体芯片加工的需求。步进扫描光刻机需要非常注意同步的问题，这是因为(I)对所有涉及的子模块，扫描必须在相同的时间段内完成。具体来说，工件台和掩膜台必须在完全相同的时间段内通过事先规划好的轨迹；照明系统必须在相同的时间段内提供均匀分布的正确剂量；狭缝控制系统必须与掩膜台同步地打开和关闭它的狭缝。(2)对于所有涉及的子模块，扫描的起始时刻和结束时刻必须相同。具体而言，工件台和掩膜台必须在照明系统开始提供曝光剂量的时刻，以正确的速度到达正确的位置。通过以上的分析可以得出，对于曝光扫描同步，要求所有涉及的子模块必须在扫描时序上取得严格一致。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，以解决子模块在扫描时序上如何取得严格一致的问题。为了实现上述的目的，本专利技术提供一种多轴同步运动控制系统，包括上位机；同步信号模块；主机箱，所述主机箱与所述上位机通讯连接，所述主机箱包括主板卡和多个次级板卡，所述主板卡通过背板分别与多个所述次级板卡进行通讯传输，所述主板卡与所述上位机通讯连接，每个所述次级板卡之间连接所述同步信号模块；多个次级机箱，所述各个次级机箱之间以及所述各个次级机箱与所述主机箱之间连接所述同步信号模块。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统中，所述同步信号模块为参考时钟树。进一步的,所述参考时钟树树形结构是一以所述主板卡或所述次级板卡为节点的二叉树。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统中，所述多个次级板卡包括控制板、同步板以及检测板。进一步的，在所述多轴冋步运动控制系统中，所述多轴冋步运动控制系统还包括自定义总线，所述自定义总线设置在背板上，所述各个次级板卡分别连接至所述自定义总线。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统中，所述自定义总线包括地址总线、数据总线以及位置总线。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统中，所述自定义总线的时间单元分为数据传输周期、数据传输序元以及数据传输间隔三个级别。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统中，所述主机箱与所述上位机通过以太网或RS232通讯连接。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统中，所述主板卡通过背板分别与多个所述次级板卡进行VME通讯传输。本专利技术还提供了一种多轴同步运动控制系统的控制方法，所述多轴同步运动控制系统的控制方法包括主板卡与上位机进行通讯传输，所述主板卡接受所述上位机指派的任务；所述主板卡通过背板将所述任务分配给各个次级板卡；同步信号模块对所述各个次级板卡进行同步；所述同步信号模块对各个次级机箱进行同步以及对主机箱与各个次级机箱进行同步。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统的控制方法中，多个所述次级板卡包括控制板、同步板以及检测板。进一步的，在所述多轴同步运动控制系统的控制方法中，所述主机箱与各个次级机箱通过至少一个同步板进行同步。综上所述，本专利技术所提供的多轴同步运动控制系统中，同步信号模块的设置可使运动控制系统实现精确同步，多个次级板卡之间通过同步信号模块实现时钟的同步精确可调，增强了系统的可扩展性。多轴同步运动控制系统的结构简单，层次化清晰，且易于维修、更换、重用和扩展。该控制系统可以满足各种复杂的控制算法、轨迹规划等的计算量要求，为控制轴数的扩展提供了保障。本专利技术提供的多轴同步运动控制系统的控制方法，同步信号模块对各个次级板卡进行同步、对各个次级机箱进行同步以及对主机箱与各个次级机箱进行同步，实现了机箱内以及机箱之间的同步数据的传递。附图说明图1为本专利技术实施例提供的多轴同步运动控制系统的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的多轴同步运动控制系统的控制方法的步骤流程图；图3为本专利技术实施例提供的步进扫描光刻机曝光扫描时的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的步进扫描光刻机同步运动控制系统的结构示意图；图5a为本专利技术实施例提供的运动控制用同步机箱内时钟树的结构示意图；图5b为本专利技术实施例提供的机箱间时钟树的结构示意图；图6a为本专利技术实施例提供的时钟树的连接结构示意图；图6b为本专利技术实施例提供的时钟调整前的脉冲信号示意图6c为本专利技术实施例提供的时钟调整后的脉冲信号示意图；图7为本专利技术实施例提供的机箱间同步数据交换结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的机箱内同步数据交换P2自定义总线结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的连续序元的控制机制结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的同步板通过FIFO队列及命令寄存器实现同步信号的结构示意图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施方案对本专利技术提出的多轴同步运动控制系统及其控制方法作进一步详细说明。图1为本专利技术实施例提供的多轴同步运动控制系统的系统结构示意图。参照图1，多轴同步运动控制系统包括上位机11 ;同步信号模块13 ;主机箱12，所述主机箱12与所述上位机11通讯连接，所述主机箱12包括主板卡121和多个次级板卡122，所述主板卡121通过背板123分别与多个所述次级板卡122进行通讯传输，所述主板卡121与所述上位机11通讯连接，每个所述次级板卡122之间连接所述同步信号模块13 ;多个次级机箱14，各个所述次级机箱14之间以及所述各个次级机箱14与所述主机箱12之间连接所述同步信号模块13。在本实施例中，同步信号模块13为参考时钟树。所述参考时钟树树型结构是一个二叉树，所述主板卡121或所述次级板卡122作为一个树的节点，其输入时钟来源于父节点的输出时钟，其输出时钟供给子节点作为输入时钟，各级时钟相对于源时钟的延时精确可调。具体地，所述多个次级板卡122包括控制板122a、同步板122b以及检测板122c。多轴同步运动控制系统还包括自定义总线123a，所述自定义总线123a设置在背板123上，所述各个次级板卡122分别连接至所述自定义总线123a。所述自定义总线123a包括地址总线、数据总线以及位置总线。所述自定义总线123a的时间单元分为数据传输周期、数据传输序元以及数据传输间隔三个级别。 在本实施例中，所述主机箱12与所述上位机11通过以太网或RS232通讯连接。进一步的，所述主板卡121具有标准VME总线123b，所述主板卡121分别与多个所述次级板卡122进行VME通讯传输。图2为本专利技术实施例提供的多轴同步运动控制系统的控制方法的步骤流程图。参照图2，多轴同步运动控制系统的控制方法包括S21、主板卡与上位机进行通讯传输，所述主板卡接受所述上位机指派的任务；S22、所述主板卡通过背板将所述任务分配给各个次级板卡；S23、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多轴同步运动控制系统，包括：上位机；同步信号模块；主机箱，所述主机箱与所述上位机通讯连接，所述主机箱包括：主板卡和多个次级板卡，所述主板卡通过背板分别与多个所述次级板卡进行通讯传输，所述主板卡与所述上位机通讯连接，每个所述次级板卡之间连接所述同步信号模块；多个次级机箱，所述各个次级机箱之间以及所述各个次级机箱与所述主机箱之间连接所述同步信号模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢仁飚，方欣，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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