1 自動(dòng)貼片機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 2 系統(tǒng) 方案 設(shè)計(jì) 案比較 方案 一： 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 主要 完成 檢測(cè) 位置信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的功能。 位置 檢測(cè)信號(hào)由光電傳感器提供， 當(dāng)物料 的位置 放置 正確之后，光電檢測(cè)裝置產(chǎn)生一個(gè)下降沿脈沖，單片機(jī) （ 檢測(cè)到 下降沿 脈沖，觸發(fā)一次 外部中斷 ， 后續(xù) 部件開(kāi)始使能， 整個(gè) 系統(tǒng)開(kāi)始工作。 由于系統(tǒng) 需要四個(gè)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)作， 步進(jìn)電機(jī) 1 控制 板 的 進(jìn)入與退出，步進(jìn)電機(jī) 2、 3、 4分別控制 取料器的 x， y， 串口 用于單片機(jī)與 下載程序和調(diào)試。方案一 采用 四個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)板分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)步進(jìn)電機(jī)。系統(tǒng) 框圖 如圖 單 片 機(jī)單 片 機(jī)電 源 模 塊電 源 模 塊電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 1電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 1電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 2電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 2電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 3電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 3電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 4電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 4串 口串 口光 電 檢 測(cè)光 電 檢 測(cè)步 進(jìn) 電 機(jī) 1步 進(jìn) 電 機(jī) 1步 進(jìn) 電 機(jī) 2步 進(jìn) 電 機(jī) 2步 進(jìn) 電 機(jī) 3步 進(jìn) 電 機(jī) 3步 進(jìn) 電 機(jī) 4步 進(jìn) 電 機(jī) 4圖 驅(qū)動(dòng)方案系統(tǒng)框圖 方案二 ： 只是用 一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板， 用 四組繼電器完成四個(gè)電機(jī)的 分別 驅(qū)動(dòng) 過(guò)程 。 單片機(jī) 檢測(cè) 到 光電傳感器傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào) ，系統(tǒng) 開(kāi)始工作。單片機(jī) 分別 控制四組繼電器的開(kāi)斷 來(lái)確定哪 一個(gè) 電機(jī) 與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板聯(lián)通，這就需要每組四個(gè)繼電器控制四路電機(jī)信 2 號(hào)， 共四個(gè) 電機(jī)所以需要 16個(gè) 繼電器來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的控制。 系統(tǒng) 框圖如圖 單 片 機(jī)單 片 機(jī)電 源 模塊電 源 模塊繼 電 器 組 1繼 電 器 組 1繼 電 器 組 2繼 電 器 組 2繼 電 器 組 3繼 電 器 組 3繼 電 器 組 4繼 電 器 組 4串 口串 口光 電 檢 測(cè)光 電 檢 測(cè)步 進(jìn) 電 機(jī) 1步 進(jìn) 電 機(jī) 1步 進(jìn) 電 機(jī) 2步 進(jìn) 電 機(jī) 2步 進(jìn) 電 機(jī) 3步 進(jìn) 電 機(jī) 3步 進(jìn) 電 機(jī) 4步 進(jìn) 電 機(jī) 4電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)圖 組 繼電器驅(qū)動(dòng) 方案 案 論證 方案 一： 每個(gè) 電機(jī)都有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 每個(gè) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)需要 單片機(jī) 的 4 個(gè) 來(lái) 控制轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，共需要 46 個(gè) 來(lái)控制 ， 每個(gè) 驅(qū)動(dòng)的 控制是相互獨(dú)立 的。 方案二 ： 不同于 方案一的地方 是 四個(gè)電機(jī) 共 用 一個(gè) 電機(jī) 驅(qū)動(dòng) ，而電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的連接是通過(guò)繼電器來(lái)連接的， 共 4 組 繼電器， 每個(gè) 繼電器 組 又有 4 個(gè) 繼電器，每組的 繼電器 共用一個(gè)通斷信號(hào)， 所以繼電器 共需要單片機(jī) 4 個(gè) 來(lái)提供 驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，再加上電機(jī)驅(qū)動(dòng) 需要 單片機(jī) 4 個(gè) ， 共需要 8 個(gè) 就能完成系統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分控制。注意 每一 時(shí)刻 只能導(dǎo)通一組繼電器。例如給繼電器組 1 導(dǎo)通信號(hào) ，此時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)就控制步進(jìn)電機(jī) 1。 方案一實(shí)現(xiàn) 起來(lái)簡(jiǎn)單， 信號(hào) 不會(huì)相互干擾， 可以 實(shí)現(xiàn) 多個(gè) 電機(jī)可以 同時(shí) 控制，節(jié)省時(shí)間 ， 但是電路實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。方案二 能夠 使用較少的 最大限度的 使用 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板 ， 節(jié)省資源 ， 但是每次 只能 控制一個(gè)電機(jī)。 3 為了 能夠提升系統(tǒng)的速 度 ，加快生產(chǎn)效率， 在 綜合考慮 到 實(shí)際應(yīng)用 效果 、測(cè)量指標(biāo)要求、 數(shù)據(jù)量 大小 、 成本等 諸 多方面因素 ，方案一 較方案 二來(lái)說(shuō)具有 明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠克服方案 二 的不足，同樣也能完全達(dá)到系統(tǒng)要求。 因此選擇方案一作為我此次設(shè)計(jì)方 案。 4 3 單元模塊設(shè)計(jì) 在這次的電源電路部分，我們?yōu)檎麄€(gè)電路的供電提供了兩種模式，一種用 5種是外接 12 40時(shí)就需要設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓的電源電路。 在此對(duì)穩(wěn)壓電路進(jìn)行一定說(shuō)明，在整個(gè) 系統(tǒng)中，主控芯片 供電電壓為5V， 系統(tǒng) 所使用的步進(jìn) 電機(jī) 驅(qū)動(dòng) 芯片 進(jìn)電機(jī) 28作 電壓均為 +5V，鑒 于 系統(tǒng)有四個(gè)步進(jìn)電機(jī)需要驅(qū)動(dòng)，所使用的電流較大，所以在這里選用 源穩(wěn)壓芯片。 穩(wěn)壓電路如圖 圖 壓 電路 原理圖 統(tǒng) 系統(tǒng)的 主控 芯片為 以 將該芯片類比于 控制或 指揮人體 工作 運(yùn)轉(zhuǎn)的 大腦 , 但是 要想使得該芯片能夠正常工作必須要外接一些硬件電路才行，由此搭建出 其的重要性 亦 不言而喻。 小系統(tǒng)如 圖 圖 片機(jī) 最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)在執(zhí)行復(fù)位命令以前，單片機(jī)的復(fù)位端口必須產(chǎn)生多個(gè)的高電平輸出。若復(fù)位引腳（ 直為“ 1”時(shí)，則 照實(shí)際情況，復(fù)位可以分為兩種， 即 開(kāi)關(guān)進(jìn)行復(fù)位和通 電進(jìn)行復(fù)位。圖 關(guān)）復(fù)位電路。 5 關(guān)）復(fù)位電路 （ 1）復(fù)位后狀態(tài)： 復(fù)位后 000H，程序開(kāi)始執(zhí)行的值為 0000H。 當(dāng) 7這表示堆棧底部當(dāng)前處于 07此時(shí)需要重新設(shè)定 。 若我們假設(shè) 果輸入口需要采用 須先輸出高電平給這個(gè)端口。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，此時(shí)已經(jīng)將 1”。 （ 2） 溢出會(huì)導(dǎo)致該引腳輸出高電平。 部有一個(gè)高增益的反相放大 器，這個(gè)放大器主要用來(lái)構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的主要是一個(gè)高增益的反相放大器。它與晶振一起產(chǎn)生的振蕩電路圖參見(jiàn)下圖 圖 鐘自激震蕩電路 單片機(jī)內(nèi)部有屬于自己的振蕩器，在外部 晶振 電路 共同作用時(shí)， 會(huì) 放出一定量的 偕波 ，這樣的話不利于時(shí)鐘振蕩器的穩(wěn)定性。這時(shí)就需要 在 振蕩器 的兩 端 處 連接上 兩個(gè) 6 22證 電路的穩(wěn)定 。 故本設(shè)計(jì)中采用的是圖 圖 振電路 在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，在送料器部分還有一套完整的光電檢測(cè)系統(tǒng)，用以檢測(cè)送料器部分送料已經(jīng)到位 ，這是在可以進(jìn)行下一步的貼裝工作。在本次設(shè)計(jì)中，由于是探究貼片機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部分，因此對(duì)于具體的光電檢測(cè)部分不做深入研究。在此，將光電檢測(cè)部分簡(jiǎn)化為一個(gè)光電檢測(cè)電路，電路以光電二極管 單片機(jī)控制系統(tǒng)通電復(fù)位后，光電檢測(cè)電路檢測(cè)到送料器部分已經(jīng)送料到位，則給單片機(jī)輸入一個(gè)低電平的中斷信號(hào)，由單片機(jī)開(kāi)始執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的程序，進(jìn)行脈沖信號(hào)的輸送，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。光電檢測(cè)部分電路圖如下 圖 電檢測(cè)電路 動(dòng) 電路 在本次的設(shè)計(jì)中，采用步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為 28由于單片機(jī)所發(fā)出的脈沖信號(hào)強(qiáng)度很弱，不足以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，因此需要在步進(jìn)電機(jī)與單片機(jī)之間加入一個(gè)信號(hào)放大電路，也就是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。在電路驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中，主要采用的是主控芯片 由于步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，可能會(huì)損壞單片機(jī)，同時(shí)也為了 7 防止步進(jìn)電機(jī)與上位機(jī)之間的信號(hào)之間產(chǎn)生干擾，因此需要在電機(jī)芯片與單片機(jī)之間加入一定的電壓隔離電路，電壓隔離電路主要由光電耦合器為主，本設(shè)計(jì)中采用的光電耦合器為 4型。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示： 圖 機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 在本設(shè)計(jì)中， 2848型是由 5個(gè)步進(jìn)電機(jī)耗電大概在 200右，驅(qū)動(dòng)端口為 A） ,),),)。正轉(zhuǎn)次序 : (即一個(gè)脈沖 ,正轉(zhuǎn) )；反轉(zhuǎn)次序： (即一個(gè)脈沖 ,正轉(zhuǎn) ,如下表： 表 轉(zhuǎn)表 端口值 步數(shù) ) ) ) ) 0 1 1 0 0 0 2 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 表 轉(zhuǎn)表 端口值 步數(shù) ) ) ) ) 0 1 1 0 0 0 2 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 8 源 芯片 統(tǒng) 78列三端穩(wěn)壓管是一種線性的穩(wěn)壓電子元器件，它具有很多的不足，比如工作效率發(fā)熱巨大等，并且最大只能輸入電流僅有 1A。為 了克服這些弊端， 圖 傳統(tǒng) 78列相比，它具有更高的工作穩(wěn)定性和效率，電流輸出驅(qū)動(dòng)也有很明顯的優(yōu)勢(shì)。 路能夠很好且高效的保護(hù)電路 。 其主要參數(shù)為： 表 要參數(shù) 最大輸出電流 3A 工作溫度 +125 最高輸入電壓 40V 工作模式 低功耗 /正常 輸出電壓 5v、 12工作模式控制 震動(dòng)頻率 52需外部元件 四個(gè)或六個(gè) 轉(zhuǎn)換 效率 75% 88% 器件保護(hù) 熱關(guān)段及電流限制 控制方式 裝形式 9 片機(jī) 圖 性能的 8位 有 81內(nèi)核這個(gè)基礎(chǔ)上做了很多的 優(yōu) 化 ，在本器件上，包含 8位的 位 得 控制系統(tǒng)中 提供了高彈性、高效率的解決方法。 52單片機(jī)具備以下幾項(xiàng)常規(guī)的功能， 如 復(fù)位電路， 4組可編程 8位 的 I/個(gè) 看門狗 ，內(nèi)置有 4512讀 、寫 存儲(chǔ)器 （ 3個(gè)計(jì)數(shù) /定時(shí)器，4個(gè)中斷請(qǐng)求源。在單片機(jī) 的 閑置 前 的工作狀態(tài)進(jìn)行 停止 并 保存 下來(lái)，同時(shí)允許執(zhí)行以下這幾個(gè)特殊功能寄存器進(jìn)行工作，如中斷服務(wù)， 可讀 、 寫存儲(chǔ)器 ，串行口通信等模塊。掉電保護(hù)工作時(shí)， 可讀 、 寫存儲(chǔ)器里面的 內(nèi)容就會(huì)被保存 下來(lái)，停止 內(nèi)部 時(shí)鐘振蕩，內(nèi)部的全部工作將會(huì)停止，等 待 下一個(gè)中斷源開(kāi)始。 （ 1）片內(nèi)具 有 8 （ 2）具有 512 （ 3）內(nèi)帶 2儲(chǔ)空間； （ 4） 具有三級(jí)程序加 密保護(hù) 的 程序存儲(chǔ)器 ； （ 5） 具有五個(gè) 中斷源及兩個(gè) 中斷優(yōu)先級(jí) ； 功能 引腳說(shuō)明： 源正端接工作 電壓 +5V 地端（電源地 ） 位雙向三態(tài)的漏極開(kāi)路 I/0口， ，能夠驅(qū)動(dòng)工作 8個(gè) 即 晶體管 的邏輯門電路，向端口發(fā)送高電平并置“ 1”，且 用。單片機(jī)訪問(wèn) 組口線就 會(huì) 分時(shí)轉(zhuǎn)換低八 位 地址和低八位 行 訪問(wèn)時(shí)，內(nèi)部的上拉電阻 行在系統(tǒng)編程操作時(shí)， 令 ，而在程序檢驗(yàn)時(shí)由 10 八位的準(zhǔn)雙向 l/0口，每個(gè)端口都可以進(jìn)行獨(dú)立控制，其內(nèi)部自帶有上拉電阻，由于接口的輸出沒(méi)有高阻態(tài)，所以輸入也不能鎖存，故 。該口作為輸入狀態(tài)使用前，首先要對(duì) I/1” 的 操作，然后單片機(jī)才可以正確 地 讀出引腳外部信號(hào)，也就是進(jìn)行這一系列 操作 需要一個(gè)準(zhǔn)備的過(guò)程，這才被稱為準(zhǔn)雙向口。對(duì)單片機(jī)第一引腳 的 復(fù)用功能 為 計(jì)數(shù)器的信號(hào)輸入，第二引腳也有復(fù)用 功能 ，是 ： l/0和 硬件 特性一樣 ，其可驅(qū)動(dòng) 4個(gè)晶體管 吸收或輸出電流）。當(dāng) 。 進(jìn)行 。 ： 性 和 樣 。它除了作為一個(gè)普通通用 l/ 也擁有復(fù)用功能，如下所列舉的功能： 對(duì) 程序閃存 。 位功能引腳。對(duì) 單片機(jī) 進(jìn)行 復(fù)位初始化操作時(shí)，需要給 于兩個(gè)機(jī)器周期的高電平。復(fù)位 后 ， 指針的 值會(huì)等于 即復(fù)位后 就是單片機(jī)從頭部開(kāi)始執(zhí)行程序。 查詢 容 時(shí)，地址鎖存寄存器將允許 位地址的脈沖。 蕩器及內(nèi)部時(shí)鐘的輸入端口。 蕩器輸出端口。 11 部 單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)所產(chǎn)生 的 數(shù)據(jù)信息都存儲(chǔ)在隨機(jī)的寄存器中，單片機(jī)掉電后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 將無(wú)法對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行 保存，于是為了掉電后使傳輸進(jìn)入單片機(jī)的數(shù)據(jù)不會(huì) 被 丟失，開(kāi)發(fā) 時(shí) 通常采用 電 數(shù)據(jù)保存 。然而在比較傳統(tǒng)的舊式單片機(jī) 系統(tǒng)中，是在外部進(jìn)行擴(kuò)展存儲(chǔ)器，與單片機(jī)之間通過(guò) 協(xié)議接口來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。但是這樣設(shè)計(jì)不但增加了開(kāi)發(fā)所需成本而且還使得程序上設(shè)計(jì)更加 復(fù)雜 。本設(shè)計(jì)中所使用 的 己 設(shè)置了 用 這樣不僅節(jié)約了單片機(jī)的外接 設(shè)備 資源， 而且 更加方便開(kāi)發(fā)人員 使用 。 表 片機(jī)芯片型號(hào) 起始地址 內(nèi)置 量 （每個(gè)扇區(qū) 512 含八個(gè)扇區(qū) 含八個(gè)扇區(qū) 0 含五十八個(gè)扇區(qū) 0 含五十八個(gè)扇區(qū) 0 含五十八個(gè)扇區(qū) 12 注： 寫 100000次以上。 術(shù)： 的 是 在應(yīng)用編程，即在單片機(jī) 行時(shí)可提供的 改變 方法之一。而 在單片機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)編程里，即片子已經(jīng)焊好了，不需要取下來(lái)，就可以對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)單而且方便地編程。就像我們通常給 常規(guī)使用：下載程序操作只需要簡(jiǎn)短 的代碼即可 完成。在檢測(cè)到程序下載軟件發(fā)出下載請(qǐng)求時(shí)，就和下載軟件實(shí)現(xiàn)通信，下載程序數(shù)據(jù)到單片機(jī)的存儲(chǔ)區(qū)中。通常使用的 作地址寄存器的高 8位。 作地址寄存器的低 8位。 作命令模式寄存器，需要啟動(dòng) 動(dòng)作。 作命令觸發(fā)寄存器。當(dāng) =1時(shí)，對(duì)寫進(jìn)值 0后再寫進(jìn)值 0會(huì)使命令生效。 制 寄存器。 能允許位。 0：禁止 程改變 1：允許 程 改變 件可選的啟動(dòng)方式：用戶的主程序區(qū)中啟動(dòng)（ 0）、 1）。 機(jī) 驅(qū)動(dòng)芯片 298以驅(qū)動(dòng)直流或步進(jìn)電機(jī)，在本設(shè)計(jì)中用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。圖 298N 13 表 最高工作電壓 46V 瞬時(shí)峰值電流 3A 持續(xù)工作電流 2A 額定功率 25W 除此之外還有其他的一些特點(diǎn)， 橋的全橋式驅(qū)動(dòng)器，這種方式在本設(shè)計(jì)中可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)提供很好的驅(qū)動(dòng)； 用標(biāo)準(zhǔn)邏 輯電平信號(hào)進(jìn)行控制；它有兩個(gè)使能控制端，它可以禁止或者同意器件工作時(shí)具有一個(gè)輸入端，前提是不能受到輸入信號(hào)的影響； 到檢測(cè)的功能，并將及時(shí)向控制電路反饋信號(hào)的變化。在本設(shè)計(jì)中，一個(gè)該芯片驅(qū)動(dòng)電路能驅(qū)動(dòng)一臺(tái)四相五線的步進(jìn)電機(jī)。 感器 在本次設(shè)計(jì)中采用的光電傳感器型號(hào)為 圖 的主要特點(diǎn)是采用紅外光電二極管和光敏晶體管組成，其中紅外光電二極管具有高發(fā)射功率，光敏晶體管具有很高的靈敏度，光縫寬度為 軸中心為 的極限參數(shù)如下： 表 28步進(jìn)電機(jī)是的功能主要是在驅(qū)動(dòng)電路的輔助下，將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移。也就是說(shuō)，當(dāng)對(duì)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器輸入一個(gè)脈沖信號(hào)后，這個(gè)脈沖信號(hào)就會(huì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按照預(yù)先 14 設(shè)置的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，也就是常說(shuō)的步進(jìn)角。在實(shí)際應(yīng)用中，所需的角位移量可以通過(guò)改變輸入脈沖的信號(hào)量來(lái)進(jìn)行改變，并且電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度還可以通過(guò)改變輸入脈沖的頻率大小來(lái)確定。步進(jìn)電機(jī)常見(jiàn)的通電方式有單（單相繞組通電）四拍（ 。），雙（雙 相繞組通電）四拍（ 。），八拍（ 。）。 在本設(shè)計(jì)中，采用的四相五線的步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)為 28 圖 848 表 電機(jī)型號(hào) 28壓 5v 相電阻 300歐 步進(jìn)角度 4 減速比 1:64 啟動(dòng)轉(zhuǎn)扭 大于 300 啟動(dòng)頻率 大于 550 定位轉(zhuǎn)矩 大于 300 摩擦轉(zhuǎn)矩 - 噪聲 小于 35 分貝 相數(shù) 4 絕緣強(qiáng) 度 600 15 4 軟件 設(shè)計(jì) 件 設(shè)計(jì)所 用 工具 統(tǒng)軟件 的 設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編程，相對(duì)于匯編語(yǔ)言有著顯著的優(yōu)勢(shì)，對(duì)軟件編程者來(lái)說(shuō)，可移植性 高且 淺顯易懂，能夠在調(diào)試的過(guò)程中會(huì)帶來(lái)很大的便利，編程質(zhì)量也 相對(duì) 更好。 設(shè)計(jì)中我們使用的編程軟件是 件現(xiàn)如今也能夠大多在其 更高的用戶操作系統(tǒng)上運(yùn)行。它的 方便易用的集成環(huán) 境， 軟 件仿真調(diào)試工具 在 實(shí)用，在編程 時(shí)常常能使我們事半功倍。 圖 16 件 設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)圖 圖 序流程圖 Y N N 定義步進(jìn) 電機(jī) I/O 口 光電 開(kāi)關(guān)狀態(tài)掃描 驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)工作 運(yùn)動(dòng)位置 一 運(yùn)動(dòng)位置 二 工作計(jì)數(shù) =5? 結(jié)束 Y 開(kāi)始 是否產(chǎn)生下降沿 17 要軟件設(shè)計(jì)程序 統(tǒng)主程序 / ; ; ; ; ) ; : ; : ; ; / ; 18 電檢測(cè)程序 if(1) ; ; ; 848驅(qū)動(dòng)程序 /電機(jī) 1 正轉(zhuǎn) 托盤 i,j; j=0; i=0;i=4) j=0; ); /Z 軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) i,j; 19 j=0; i=0;i=4) j=0; ); 20 5 系統(tǒng) 調(diào)試 系統(tǒng)的整體調(diào)試分為硬件和軟件兩部分。首先需要根據(jù)貼片機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體 設(shè)計(jì)要求， 將所需要 路板 購(gòu)買以及手動(dòng) 焊接完成 之后 ，檢測(cè) 所需電機(jī)器件 的 數(shù)量 、安裝 的方向 和焊接 點(diǎn) 是否 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。電路硬件調(diào)試十分重要，最初進(jìn)行的事對(duì)于電路整體供電的檢測(cè)記憶相關(guān)芯片的組合關(guān)系檢查等。 在 電路板 所有 的 元件都安裝 后，并且經(jīng)過(guò)檢測(cè)完成 后 ，在電路通電之前 ，首先 需要采用 萬(wàn)用表根據(jù)電路的設(shè)計(jì) 方案 ， 仔細(xì) 的檢查 電路的連線 是否有 現(xiàn) 斷路或 短接 的現(xiàn)象，同時(shí) 需要 確保芯片 的各個(gè)方面都要 是滿足規(guī)定， 再元件 的安裝 位置 是否 正確 ， 電容是否防反， 元件引腳 是否有 是 效焊接 到位等。 供電檢測(cè)：當(dāng)電路板連線、焊接檢查無(wú)誤后，第一步先不要將單片機(jī)和 重要的 光電模塊 接上電源通電。根據(jù) 系統(tǒng)供電 的 要求，選擇 5源 供電，將萬(wàn)用表調(diào) 到 電壓檔，然后檢查芯片的各個(gè)底座對(duì)應(yīng)的管腳電壓是符合標(biāo)準(zhǔn)，正負(fù)極性是否匹配一致。假設(shè)有不正?，F(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)該立即 斷電 并檢查，確保最后各供電管腳的電壓值都滿足要求。 接下來(lái)是各器件的供電檢測(cè) :關(guān)閉供電，依據(jù)準(zhǔn)確的器件方位將元件連接到位。 并依次連接，依次供電，同時(shí)依次檢查各個(gè)元件上的供電是否符合標(biāo)準(zhǔn)，直到最終將所有元件連接上，在同上所要求 的電壓大小 后，各個(gè)元件上供電情況應(yīng)該正常。 軟件調(diào)試。在 本次的 軟件 調(diào)試 主要如下，本設(shè)計(jì)中的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 程序，編寫 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 的程序 和相應(yīng)通信 程序， 編譯準(zhǔn)確無(wú)誤后將 程序下載到 單片機(jī) 中 ，單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊 連接 并上電， 在光電傳感器給出信號(hào)后觀察步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況 并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。 最后需要注意的是， 在 各個(gè) 模塊 的 程序調(diào)試 過(guò)程 中， 需 要盡量 將 程序進(jìn)行模塊化的編寫，這樣 對(duì) 后面的移植 產(chǎn)生便利， 并且 可以增強(qiáng)程序的可讀性 。 最后 ， 在 各個(gè)模塊的測(cè)試程序編寫 和 調(diào)試完成 確保 無(wú)誤后， 再 將各個(gè)模塊 進(jìn)行 整合，根據(jù)系統(tǒng)功能需求編寫主程序 ，對(duì) 所有程序 模塊 進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試， 以 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。 在 整個(gè)程序 模塊聯(lián)合 調(diào)試中更加能夠體現(xiàn)出程序模塊化的好處。 21 6 系統(tǒng)功能 、指標(biāo)參數(shù) 統(tǒng) 能實(shí)現(xiàn)的功能 1 模擬貼片機(jī)送料器光電檢測(cè)部分，采用模擬光電檢測(cè)電路向控制系統(tǒng)輸送啟動(dòng)指令。 2 使用 片機(jī) 為主 芯片 組成的 貼片機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路。 3 通過(guò)預(yù)先的程序設(shè)定，給步進(jìn)電機(jī)輸送一定的指令，使其按照一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。 4 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案 可以隨時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行一定的調(diào)整。 5 本系統(tǒng)可以對(duì)探究貼片機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供一定的參考。 標(biāo)參數(shù)設(shè)計(jì)與 分析 本次設(shè)計(jì)采用的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為 2848，它的步距角為 ，減速比為1/64，也就是說(shuō)在電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)了 360 后，電機(jī)外部只轉(zhuǎn)動(dòng)其 1/64 即 ,由此可見(jiàn)，在給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖信號(hào)后，步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)了 ，以此類推。下面對(duì)軟件流程圖中的位置一和位置二進(jìn)行一定的設(shè)定。如下表： 表 置一 運(yùn)動(dòng)電機(jī)順序 角度 /脈沖數(shù) 位置二 運(yùn)動(dòng)電機(jī)順序 角度 /脈沖數(shù) 傳送電機(jī)正轉(zhuǎn) 920 吸嘴 920 吸嘴 60 吸嘴 920 吸嘴 60 920 60 920 60 吸嘴 920 吸嘴 60 吸嘴 920 吸嘴 60 920 60 920 60 傳送電機(jī)正轉(zhuǎn) 920 22 7 結(jié)論 通過(guò) 對(duì) 以上本次所 設(shè)計(jì)的 貼片機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 各部分介紹 ，可以 很明顯的 感受到 本系統(tǒng) 設(shè)計(jì)能從理論上較好的完成對(duì)貼片機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的探究。 系統(tǒng)總體 能夠 較好 完成設(shè)計(jì)所要求的指標(biāo)， 能夠基本讓步進(jìn)電機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的程序步驟轉(zhuǎn)動(dòng)一定 的角度，在工業(yè)生產(chǎn)中反映出來(lái)的是一定的路徑 。 基本上能夠展現(xiàn)出貼片機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的工作原理，并可以提供一定的參考價(jià)值。 但是 由于 作者 時(shí)間和水平有限， 再加上物質(zhì)條件的限制，本 系統(tǒng)也 還存在有一些 問(wèn)題， 例如設(shè)計(jì)中采用 5由于計(jì)算機(jī) 有 500樣導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)會(huì)有一定的異常，但采用學(xué)生電源輸入 82且由于水平和時(shí)間有限 ,對(duì)電機(jī)斷電復(fù)位部分未做詳細(xì)探討。 總 體 來(lái)說(shuō)，這 本次設(shè)計(jì) 的 貼片機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次修改和調(diào)試后，已經(jīng)是比較 理想的設(shè)計(jì)，通過(guò)此 次 的 設(shè)計(jì) ，可以看出 來(lái)貼片機(jī) 系統(tǒng)在測(cè)控 以及工業(yè)生產(chǎn) 領(lǐng)域?qū)⒂兄?廣闊 的前景，但是 對(duì)設(shè)計(jì)的精度以及工作速度 會(huì)提出更高 更嚴(yán) 的要求。 23 8 總結(jié)和 體會(huì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從初定題目到完成，前后花了三個(gè)月的時(shí)間，在課題初步定性的時(shí)候，我遇到了很多的問(wèn)題和麻煩，甚至于有些已經(jīng)超過(guò)了自己的能力范圍，但在整個(gè)設(shè)計(jì)中，自己也沒(méi)有放棄過(guò)，在遇到困難時(shí)，適時(shí)的調(diào)整好心態(tài)，在老師和同學(xué)們的幫助下通過(guò)不懈的努力，終于完成了本次設(shè)計(jì)，完成了對(duì)于貼片機(jī)整個(gè)控制系統(tǒng)的研究。 貼片機(jī)對(duì)于 很多本科生來(lái)說(shuō)是一個(gè)比較陌生的工業(yè)設(shè)備，但在工業(yè)生產(chǎn)中起著很重要的作用，而其中的控制系統(tǒng)部分與我們的專業(yè)是息息相關(guān)的，在設(shè)計(jì)之中，我查找了很多的資料，也在老師的那里學(xué)到了很多的東西，平時(shí)雖然忙碌，但也沉浸在探索的樂(lè)趣之中。最終較為成功的完成了本次設(shè)計(jì)，也為自己的大學(xué)四年的生涯畫上了一個(gè)比較好的句號(hào)。 24 9 謝辭 歷經(jīng)整整三個(gè)月的時(shí)間， 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)在 靳斌 老師的 悉心指導(dǎo)下 ， 完成了從系統(tǒng)的命題再到設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)模塊的制作和調(diào)試，在此我向靳斌老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助表示真誠(chéng)的感謝 。并且同時(shí)需要感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給與我指導(dǎo)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)們，他們 在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中給了我很大的幫助， 在這些老師和同學(xué)的身上我學(xué)到了不怕苦不怕累的精神，也學(xué)到了不畏艱難的學(xué)習(xí)態(tài)度和生活態(tài)度。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了如何把自己 4 年所學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，學(xué)會(huì)了如何使自己的想法變成切實(shí)可以完成的作品。這是畢業(yè)設(shè)計(jì)帶給我的體會(huì)和感悟。 最后，再次感謝靳斌老師以及向我提供幫助的同學(xué)和老師們。 25 10 參考文獻(xiàn) 1 張毅剛，張喜元，董繼成 高等教 育出版社， 2003 2 賈春燕 哈爾濱工程大學(xué)， 2008 3 肖永山 中南大學(xué) ,2008 4 孫紅標(biāo) 上海交通大學(xué)， 2012 5 肖永山 子工業(yè)專用設(shè)備， 2006 6 劉生財(cái) 上海交通大學(xué)， 2005 7 溫照方 北京理工大學(xué)出版社， 2004 8 高晉占，微弱信號(hào)檢測(cè) . 清華大學(xué)出版社， 2011. 9 宣大榮 電子工 業(yè)出版社， 1994 10 胡金榮 2009 26 附錄 1:系統(tǒng)原理圖、 實(shí)物圖 圖 1 系統(tǒng)原理圖 圖 2 實(shí)物圖 27 0 1232 12 11 21 22122232425262728293031323334353637383940201918171615141312111098765432187654321876543218765432187654321211234567891 23 44321211221圖 3 小系統(tǒng) 1 2321215432112211212 21圖 4 電源 28 附錄 2:系統(tǒng)參考程序 # # # _ =0 /*正轉(zhuǎn)表 ,低四位 */ =0 =0 /*反轉(zhuǎn)表 ,低四位 */ =0 #2 #2 #0 #0 ; /電機(jī) 1 正轉(zhuǎn) 托盤電機(jī) ; /電機(jī) 2 正轉(zhuǎn) Z ; /電機(jī) 3 正轉(zhuǎn) Y ; /電機(jī) 4 正轉(zhuǎn) x /; /電機(jī) 1 反轉(zhuǎn) ; / ; / ; / ; /工作方式 1 ; /工作方式 2 ;/停止工作 ; 29 # # b,c; 32; /*/ /延時(shí)函數(shù) j; j=0;j=4) j=0; ); /Z 軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 31 i,j; j=0; i=0;i=4) j=0; ); i,j; /反轉(zhuǎn) 2 圈共 128 個(gè)脈沖 j=0; i=0;i=4) j=0; ); /Y 軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) /向上 i,j; j=0; 32 i=0;i=4) j=0; ); i,j; /反轉(zhuǎn) 2 圈共 128 個(gè)脈沖 j=0; i=0;i=4) j=0; ); /X 軸電機(jī) i,j; j=0; i=0;i=4) j=0; ); i,j; /反轉(zhuǎn) 2 圈共 128 個(gè)脈沖 j=0; i=0;i=4) j=0; ); /停止工作 /*/ /*/ 34 /第一次工作方式 / /托盤 -2 b=10;b0; ; 000); / /z!5 z|5 c=5;c0; ; 000); c=5;c0; ; 000); / / y|5 b=5;b0; ; 000); b=5;b0; ; 000); 35 / /z!2 z|2 c=5;c0; ; 000); c=5;c0; ; 000); / /x0; ; 000); b=5;b0; ; 000); /*/ /*/ /第二次工作方式 / /托盤 -4 36 b=10;b0; ; 000); / /z!2 z|2 c=5;c0; ; 000); c=5;c0; ; 000); / / y|2 b=10;b0; ; 000); b=5;b0; ; 000); / /z!2 z|2 c=5;c0; ; 37 000); c=5;c0; ; 000); / /x0; ; 000); b=5;b2; ; 000); / /托盤 c=10;c0; ; 000); /*/ / 主函數(shù) /*/ / 38 / ; ; ; ) ; : ; : ; ; / ; 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 第 40 頁(yè) 附錄 3: 外文翻譯 譯文： 自動(dòng)貼片機(jī)主要原理 產(chǎn)芯片技術(shù)一般是指以某種方式片狀元件準(zhǔn)確地裝配到指定的位置的 個(gè)過(guò)程被稱為英語(yǔ)中的“拾取和放置”，這顯然是指在吸取 /取放兩個(gè)動(dòng)作。在 于片式元器件，鑷子等簡(jiǎn)單工具，人們可以實(shí)現(xiàn)上述行動(dòng)的規(guī)模比較大，至今也有少數(shù)工廠仍采用或手工放置元件的方法的一部分。但為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要，特別是與 精細(xì)，人們?cè)絹?lái)越重視采用自動(dòng)化的機(jī)器 - 貼片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速高精度的元件貼裝。 近 30 年來(lái)，貼片機(jī)從早期的低速（ /片）和低精 度（機(jī)械調(diào)整）高速（ 片）和精密的發(fā)展（光學(xué)定位，定位精度 + 4） 。精密自動(dòng)貼片機(jī)是計(jì)算機(jī)，光學(xué)，精密機(jī)械，滾珠絲桿，直線導(dǎo)軌，直線電機(jī)，諧波傳動(dòng)，和真空系統(tǒng)，以及各種傳感器組成的高科技設(shè)備機(jī)電一體化的。從某種意義上說(shuō)， 片技術(shù)已成為支柱的重要標(biāo)志，整個(gè) 困難的選擇最精良的設(shè)備，也是人們首次集達(dá) 本章將重點(diǎn)放在貼片機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，作品的主要特點(diǎn)，以及各種型號(hào)的 1結(jié)構(gòu)和一個(gè)貼片機(jī)性能 目前，生產(chǎn)的貼片機(jī)制造商之一。有幾十個(gè)品種的貼片機(jī)在數(shù)百，但無(wú)論是自動(dòng)還是手動(dòng) 論是高速或低速貼片機(jī)貼片機(jī)，其整體結(jié)構(gòu)是相似的。 結(jié)構(gòu)貼片機(jī)可分為：機(jī)架，印刷電路板輸送機(jī)構(gòu)和所述支撐臺(tái)的 X， /伺服定位系統(tǒng)，光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)，貼裝頭，饋線，傳感器和計(jì)算機(jī)操作軟件?，F(xiàn)在的上述特征和結(jié)構(gòu)的原理概述如下。 2架 機(jī)架是機(jī)器的基礎(chǔ)上，所有的驅(qū)動(dòng)器，定位，傳送機(jī)構(gòu)被牢固地固定在其上，貼片機(jī)以及各種饋線的大多數(shù)模型被放置在上面，所以該幀應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛性。 3輸送機(jī)構(gòu)和 支撐表 動(dòng)作的傳送機(jī)構(gòu)所需的 后完成補(bǔ)丁到下一處理的 轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)安裝在導(dǎo)軌薄皮帶輸送系統(tǒng)。通常放置在軌道邊帶，皮帶被分為 A， B， 傳動(dòng)部件，配有在 A， 先進(jìn)的機(jī)器 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 第 41 頁(yè) 還自帶條形碼讀取裝置，它可以識(shí)別的 目并發(fā)送，在 4， X， /伺服定位系統(tǒng) X， Y 定位系統(tǒng)是關(guān) 鍵機(jī)制貼片機(jī)的主要指標(biāo)來(lái)評(píng)估的貼片機(jī)，其包括 X， Y 傳輸結(jié)構(gòu)以及 X， 有兩個(gè)，一個(gè)是支持貼裝頭，即鋪放頭安裝在 沿著在運(yùn)動(dòng)的 向的 Y 方向，以達(dá)到該補(bǔ)丁，這種結(jié)構(gòu)在通用的整個(gè)過(guò)程 X 軌貼片機(jī) 通用機(jī)械 共同點(diǎn)，另一個(gè)功能是支持和實(shí)施 載體平臺(tái)在移動(dòng) 向，這種結(jié)構(gòu)常見(jiàn)于在旋轉(zhuǎn)頭型貼片機(jī) 炮塔 塔。在這樣的高速機(jī)器，貼裝頭僅用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并依靠饋線水平運(yùn)動(dòng)和印刷電路板的承載平面的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成修補(bǔ)過(guò)程。兩者的 X， Y 定位系統(tǒng)，沿著軌道運(yùn)動(dòng)的 方向，在從上看的運(yùn)動(dòng)的形式，屬于互鎖結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是用 導(dǎo)軌支撐，并沿著 屬于代理導(dǎo)軌（移動(dòng)導(dǎo)軌）的結(jié)構(gòu)。 還有一類頭貼片機(jī)，貼片機(jī)安裝在 方向， 而階段只進(jìn)行 方向，都與在完成工作安置方法，其特征是， X， 屬于安靜導(dǎo)軌（ 構(gòu)。 從理論上講，該導(dǎo)軌相分離結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的變形小于連動(dòng)式，但在不同的結(jié)構(gòu)中，印刷電路板在運(yùn)動(dòng)中，是否對(duì)位移后安裝元件，應(yīng)予以考慮。 X， 類是滾珠絲杠 - 直線導(dǎo)軌，另一種是同步 （ 1）滾珠絲杠 - 直線導(dǎo)軌 一個(gè)典型的球的結(jié)構(gòu)螺桿直線導(dǎo)軌，球置放頭被固定在基座和基座上方的相應(yīng)螺母直線導(dǎo)軌，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行的影響，否則 導(dǎo)軌支撐，以確保運(yùn)動(dòng)平行的方向上， - 線性導(dǎo)向做 達(dá)到該貼裝頭垂直平行移動(dòng)的 似地，印刷電路板承載平臺(tái)以同樣的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)正交的 增加貼片的速度，是指以改善傳輸結(jié)構(gòu)