緒論燒錄器在大陸是叫編程器。因?yàn)榕_灣的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的早，到大陸后，客戶之所以叫它為"編程器"，是因?yàn)楝F(xiàn)在英文名為PROGRAMMER，這個(gè)英文名與一般編寫軟件程式設(shè)計(jì)師是同名，所以就叫"編程器"。燒錄器實(shí)際上是一個(gè)把可編程的集成電路寫上數(shù)據(jù)的工具，燒錄器主要用于單片機(jī)(含嵌入式)/存儲器(含BIOS)之類的芯片的編程(或稱刷寫)。燒錄器在功能上可分萬用型燒錄器、量產(chǎn)型燒錄器、專用型燒錄器。專用型燒錄器價(jià)格最低，適用芯片種類較少，適合以某一種或者某一類專用芯片編程的需要，例如僅僅需要對PIC系列編程。全功能通用型一般能夠涵蓋幾乎(不是全部)所有當(dāng)前需要編程的芯片，由于設(shè)計(jì)麻煩，成本較高，限制了銷量，最終售價(jià)極高，適合需要對很多種芯片進(jìn)行編程的情況。像比如：ISD1700燒錄器，他針對的是ISD1700全系統(tǒng)語音芯片，ISD1700燒錄器又可以分為多片燒錄器和單片拷貝機(jī)，還有如：PM50燒錄器，PM60燒錄器，ISD3340燒錄器燒錄器英文名為PROGRAMMER，有人叫WRITER，更早期有人叫BURNER，這種機(jī)器是用來燒錄〔PROGRAM〕一種稱為可燒錄的IC〔PROGRAMABLEIC〕，可燒錄這些IC內(nèi)部的CELL〔細(xì)胞〕資料，造成不同的功能，以前的IC大部份都是固定功能的IC〔DEDICATEDID〕，所以設(shè)計(jì)者若設(shè)計(jì)一片電路板必須用上多種不同的固定功能的IC，對大量生產(chǎn)者需準(zhǔn)備很多類型的IC，自從可燒錄的IC出現(xiàn)后，設(shè)計(jì)者只要準(zhǔn)備一種IC便可把它燒錄成不同功能的IC，備料者只采購一種IC即可，備料方便，但須準(zhǔn)備燒錄器去燒錄它[5]。在可程式元件選擇眾多的今日，可以輕易地將數(shù)佰萬位元的程式和資料永久地保存在FLASH/EPROM中，或是將百來顆的傳統(tǒng)數(shù)位元件塞進(jìn)一個(gè)指甲般大小的CPLD/FPGA之中，也可以將整個(gè)微電腦化為一顆單晶片。只要研發(fā)工程師有創(chuàng)意就有可能在他的實(shí)驗(yàn)桌上，完成這件現(xiàn)今認(rèn)為稀松平常的事。訂作一個(gè)MASKROM或是一個(gè)ASIC，其中除了費(fèi)用昂貴外，還要承受著很大的風(fēng)險(xiǎn)和不少的庫存壓力。隨著半導(dǎo)體廠商的推陳出新，陸續(xù)出現(xiàn)了可以由使用者程式化的元件，例如儲存資料的非揮發(fā)性記憶體PROM、EPROM、EEPROM、FLASHEPROM…等等，早期只能用TTL來設(shè)計(jì)的數(shù)位電路也逐漸地被PLD所替代，由簡單的PAL到現(xiàn)在百萬GATECOUNT級CPLD/FPGA。再配和上IC燒錄器廠商提供的工具日新月異，讓“在桌上就可以定制IC”的美夢成真。燒錄器的制造商來說，萬用型燒錄器最主要的困難和挑戰(zhàn)來自半導(dǎo)體廠商的推陳出新，目前市面上燒錄的元件大約在4000顆上下，每年又以300到500顆的速度在新陳代謝，這還不含上舊元件更新燒錄演算法的數(shù)量，所以萬用型燒錄器的廠商就必需有一個(gè)龐大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，面對永無止盡的軟體更新，不但速度要快，還要完全正確無誤，否則很快就被淘汰出局，另外絕大部份的IC原廠也不會任由市場上良莠不齊的燒錄器產(chǎn)生大量的不良效果，造成糾紛無法解決，所以只會對認(rèn)證過的少數(shù)優(yōu)良廠商提供IC樣品和燒錄演算法(Algorithm)。最后新進(jìn)入的競爭者又必需面臨一次支援4000種以上元件，其中所需要入的龐大人力和費(fèi)用更令人望之卻步。由此可知這項(xiàng)產(chǎn)品進(jìn)入門檻之高，維系不墜之難[1]。1元器件的選用電機(jī)的選擇和對比流水線的電機(jī)主要是xy軸的直流電機(jī)和z軸上的伺服電機(jī)，在選擇電機(jī)時(shí)查找的資料中發(fā)現(xiàn)，可用于AK416這中燒錄器的電機(jī)有很多，像德國著名品牌德恩科，專業(yè)小型直線電機(jī)制造廠商，還有日本著名的伺服電機(jī)制造商安川。三軸的電機(jī)型號他們都可以提供。但是從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)方面等多方面考慮下，x軸、y軸選擇了德康威爾直流電機(jī)，z軸選擇了日本松下伺服電機(jī)。德康威爾直流電機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)勢德康威爾直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有四種常見的控制方式：第一種是脈沖控制，脈沖控制一般都是需要控制卡來完成控制，而控制卡由PLC通過脈沖控制，其通用性好，而且大部分控制卡PLC都支持，無需適配。就可以完成復(fù)雜的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。但是其缺點(diǎn)也比較明顯，在多軸時(shí)，線纜比較多的情況下，容易引起干擾。第二種是串口控制：串口控制是通過RS232直接控制的，而且RS485可以支持modbus協(xié)議。串口控制不需要專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制卡，使用PLC即可完成運(yùn)動(dòng)控制，但是其缺點(diǎn)只適合簡單應(yīng)用，串口響應(yīng)較慢，也不能用作插補(bǔ)。第三種是總線控制：總線控制在德康威爾里有兩種主要的高速總線。分別是EhterCAT高速總線和CANOpen高速總線，兩種高速總線的線路拓?fù)涓啙崳m用于通用協(xié)議，而且適配簡單，性能也比其他品牌強(qiáng)大。它簡單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一般主站可以配置上百個(gè)從站。但是它的不足也比其他品牌明顯，就是成本較高。第四種就是I/O控制：I/O控制需要在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部德多段位置，設(shè)置I/O開關(guān)量信號，就可以實(shí)現(xiàn)簡單的工位方向控制。無需專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制，即可配合復(fù)雜的程序。但是I/O控制比較呆板，只能走固定的工位方向，或者說只能走固定的位置。其次就是德康威爾直流電機(jī)的反饋信號也在行業(yè)中排名靠前的，其分辨率可以達(dá)到1um、0.5um、0.1um，甚至更低。其增量ABZ和增量正余弦的優(yōu)勢是精準(zhǔn)度高。如下圖1-1，圖1-2所示：圖1-1增量ABZ圖圖1-2增量正余弦圖就以上控制和反饋情況可以看出，AK416三軸的在一定的運(yùn)動(dòng)范圍里可以隨意移動(dòng)，而且AK416燒錄器的控制器就是PLC進(jìn)行控制的，所以選擇直流電機(jī)可以選擇它的脈沖控制系統(tǒng)，由于多軸控制可能會出現(xiàn)干擾。直線驅(qū)動(dòng)具有的優(yōu)勢剛好符合x，y軸的直線運(yùn)動(dòng)，直線驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢在于長行程：理論行程長度可達(dá)40M；在實(shí)際的機(jī)床中最長有12m；高速度：來回最大速度可達(dá)到5m/s;最大的加速度可以達(dá)到10G；第二個(gè)就是高精度：最小重復(fù)精度小于1um；典型光柵重復(fù)精度2um；典型磁柵重復(fù)精度5um；高精度測量儀器:雷尼紹XL-80激光干涉儀、行業(yè)精度測量標(biāo)準(zhǔn)、分辨率可到1nm；第三個(gè)是出貨測試保障：DKW配置3臺激光干涉儀、保證每條模組，都經(jīng)過嚴(yán)密的精度測試、每條模組都有測試報(bào)告可追溯。所以x軸y軸選擇的是的德康威爾的直流電機(jī)x、y軸直流電機(jī)型號德康威爾直流電機(jī)的型號很多中，x軸選擇了DK10型號的，y軸選擇了DK05型號。兩種基本的功能是一樣的，不同的是兩軸的脈沖指令數(shù)值不同，x軸的運(yùn)動(dòng)范圍比y軸大的，所以脈沖指令要比y軸多個(gè)20000到30000左右的脈沖數(shù)值。y軸脈沖數(shù)值設(shè)定能到40000脈沖數(shù)，x軸則能達(dá)到60000脈沖數(shù)。z軸本來也是選用的德康威爾的直流電機(jī)，但是z軸的情況比較特殊，x、y軸是在水平方向運(yùn)動(dòng)的，z軸是在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的，因?yàn)锳K416燒錄器是需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律。在重力的作用下，時(shí)間長會導(dǎo)致z軸上四個(gè)吸嘴下滑，會出現(xiàn)大的誤差，嚴(yán)重時(shí)會使z軸上四個(gè)吸嘴因碰撞而損壞。所以我選擇了日本松下的伺服電機(jī)，而且松下的伺服電機(jī)具有剎車系統(tǒng)，剛好解決了這個(gè)問題。松下的伺服電機(jī)不僅僅有剎車系統(tǒng)，它的指令脈沖型號是全面化的，可針對不同型號的機(jī)床。松下伺服電機(jī)脈沖類型圖如下圖1-3所示。圖1-3松下伺服電機(jī)脈沖類型圖z軸電機(jī)的選擇z軸的電機(jī)對其精準(zhǔn)度要求比xy兩軸要求還要高，運(yùn)動(dòng)多一點(diǎn)可能會導(dǎo)致吸嘴與芯片碰撞導(dǎo)致?lián)p壞，少一點(diǎn)可能會導(dǎo)致芯片無法吸入，從而無法移動(dòng)芯片。所以z軸選擇伺服電機(jī)的。伺服主要由脈沖產(chǎn)生脈沖數(shù)值來定位，可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖信號，會產(chǎn)生一個(gè)脈沖數(shù)值，每一個(gè)數(shù)值又代表一個(gè)位置或者一個(gè)角度。這樣電機(jī)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對應(yīng)的角度，從而控制位移。因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。所以在綜合考慮選擇的是松下的A5型號的伺服電機(jī)[8]。1.2傳感器的選型AK416燒錄器的主要作用就是對芯片進(jìn)行燒錄和檢測的，基本運(yùn)作都在流水線上，要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的燒錄和檢測不只是要PLC控制的控制系統(tǒng)，還要有傳感器作為眼睛進(jìn)行監(jiān)測和識別。流水線的運(yùn)行離不開傳感器，從剛開始料盤進(jìn)入傳送帶上時(shí)，就需要傳感器去感知是否有料，當(dāng)料盤到達(dá)底部托盤處，也需要傳感器感知料盤是否到達(dá)，當(dāng)料盤被托盤托起上升時(shí)，也需要傳感器感知是否到達(dá)頂部，好讓夾盤氣缸啟動(dòng)夾住料盤進(jìn)行固定工作。在這三個(gè)位置都是感知物體是否到位，首先考慮到的傳感器可以有壓力，紅外線等傳感器，考慮到經(jīng)濟(jì)，實(shí)用性。紅外線傳感器是首選。紅外線傳感器紅外線傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時(shí)不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對疾病進(jìn)行診斷治療（見熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳感器可檢測飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的過熱情況等情況。在檢測箱中，我們需要判斷芯片是否放入到位，也是需要紅外線傳感器進(jìn)行感知，但是檢測箱中唯一不同的是，一個(gè)檢測箱是需要兩個(gè)紅外線傳感器，需要安裝在相鄰長和寬的檢測壁上。流水線上最重要檢測位置是屬于z軸上的吸嘴啦，吸嘴是進(jìn)行芯片搬運(yùn)工作，在搬運(yùn)的過程中或吸入的過程中，如何判斷芯片已經(jīng)吸到了芯片，或者是芯片還在吸嘴上，考慮到的傳感器肯定是帶有觸覺的壓力型傳感器，但是新型的觸覺傳感器的在價(jià)格上比其他傳感器高出太多，實(shí)用性也和AK416燒錄器不搭。最后在查找資料后選擇了真空傳感器。利用真空傳感器把氣壓轉(zhuǎn)換成數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測芯片的實(shí)時(shí)狀況。紅外線傳感器和真空傳感器最后就實(shí)際情況選擇了airmax型號的。AK416燒錄器流水線運(yùn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1AK416流水線的介紹流水線的整體圖如下，綠色的橫向裝置為流水線的傳送帶，兩測的傳送帶由異步直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)從而運(yùn)輸托物盤，達(dá)到運(yùn)送芯片的目的。兩側(cè)藍(lán)色的是x軸，y軸的運(yùn)行軌道，負(fù)責(zé)水平方向左右和上下運(yùn)動(dòng)。z軸和y軸連接著，負(fù)責(zé)豎直方向的運(yùn)動(dòng)。傳送帶兩側(cè)有八個(gè)屏蔽箱，也叫檢測箱，每個(gè)檢測箱都可以進(jìn)行芯片燒錄檢測，而且八個(gè)檢測箱可以同時(shí)進(jìn)行燒錄檢測，大大的提高了效率。如下圖2-1所示為AK416燒錄器流水線整體模型圖。圖2-1AK416燒錄器流水線整體模型圖如下圖圖2-2所示為AK416燒錄器流水線模型圖，可以根據(jù)客戶自己提供料盤大小，藍(lán)色支撐裝置可以對應(yīng)調(diào)節(jié)軌道寬窄。料盤到位后，根據(jù)紅外線傳感器的提示，流水線中心有一個(gè)氣缸托盤，底部托盤由氣缸進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)。到頂端后由兩側(cè)夾盤氣缸加緊料盤。托盤旁邊是一個(gè)下ccd照相機(jī)，進(jìn)行芯片位置糾正的作用。圖2-2AK416燒錄器流水線模型圖如下圖2-3所示為流水線三軸中的z軸模型圖，官宣名稱叫做機(jī)械手。z軸最左邊是上ccd照相機(jī)，進(jìn)行位置標(biāo)定的作用。然后就是四個(gè)氣缸控制的四個(gè)吸嘴，進(jìn)行芯片的吸取和移動(dòng)的作用，可以同時(shí)進(jìn)行四個(gè)芯片的搬運(yùn)工作。將料盤中的芯片通過吸嘴吸取移動(dòng)到八個(gè)檢測箱里進(jìn)行燒錄檢測，檢測完成后放入相對于的料盤中或者放入編帶中。四個(gè)吸嘴后面是四個(gè)伺服電機(jī)，繼續(xù)z軸吸嘴水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，與下ccd照相機(jī)相互配合，糾正芯片位置的作用。右邊是對應(yīng)的四個(gè)真空傳感器，四個(gè)真空傳感器的品牌是松下的，利用氣壓強(qiáng)度進(jìn)行判斷芯片是否吸入成功。圖2-3z軸模型圖2.2流水線上傳感器分布和作用真空傳感器是由玻璃襯底、下電極、絕緣層、硅膜片（上電極）、上層密封用的玻璃組成，其中下電極濺射在玻璃襯底上，電極上生長一絕緣層，硅膜是利用硅片的雙面光刻、擴(kuò)散和各向異性腐蝕技術(shù)形成的。該電容式真空傳感器有兩個(gè)腔體，其中上面的腔體是一個(gè)真空腔，下面的腔體是鍵合形成的，這個(gè)腔體不是密封的，腔內(nèi)氣體與外界氣體相通。電容器的兩平板間的距離可由硅片腐蝕的深度控制，硅膜片與玻璃電極之間的間隙很小，這也是硅電容式傳感器靈敏度高的原因。真空傳感器其特征在于設(shè)有硅尖陣列發(fā)射陰極、金屬陽極、玻璃襯底、發(fā)射腔體和電極引線，金屬陽極濺射在玻璃襯底上，硅尖陣列發(fā)射陰極刻蝕在硅片上，刻蝕有硅尖陣列發(fā)射陰極的硅片與濺射有金屬陽極的玻璃襯底鍵合在一起形成發(fā)射腔體，1對電極引線分別接硅尖陣列發(fā)射陰極和金屬陽極，電極引線分別由硅片和陽極金屬引出外接穩(wěn)壓。真空度是指低于大氣壓力的氣體的稀薄程度，通常以壓力來表示真空度，壓力高意味著真空度低，壓力低意味著真空度高。由于真空傳感器上面的腔體是真空腔體，在大氣壓力下，作為傳感器敏感元件的硅膜片在壓力的作用下會向上鼓起。當(dāng)真空傳感器下面腔體內(nèi)的真空度不同時(shí)，硅膜片向上鼓起的程度就不同，硅膜片向上鼓起使得電容兩極板之間的距離發(fā)生變化，根據(jù)平板電容的公式可知電容也隨之發(fā)生化，真空度與電容值是對應(yīng)的，電容值隨著真空度的變化而變化。由于電容值與真空度的關(guān)系，電容值的變化通過測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或頻率信號，檢測電壓或頻率信號可以得到對應(yīng)的真空度。如下圖2-4所示為真空傳感器實(shí)物圖。圖2-4真空傳感器實(shí)物圖在AK416燒錄器中需要四個(gè)真空傳感器，和四個(gè)吸嘴一一對應(yīng)，其作用是檢測四個(gè)吸嘴是否吸取到了芯片。原理是通過真空傳感器對氣壓的檢測可以轉(zhuǎn)換成為數(shù)值，這樣就可以設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)吸嘴處的壓強(qiáng)達(dá)到或者超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，就可以判定吸嘴吸到了芯片，當(dāng)芯片沒有吸起來或者吸起后掉落時(shí)，數(shù)值會降低低過標(biāo)準(zhǔn)值，警報(bào)系統(tǒng)就會發(fā)出警報(bào)。Ak416一般的真空傳感器設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值為55000，當(dāng)吸嘴上沒有東西遮住時(shí)，數(shù)值只有幾百，甚至幾十?dāng)?shù)值。當(dāng)吸嘴吸起芯片時(shí)，則會上升到80000以上的數(shù)值，完全超過標(biāo)準(zhǔn)值。五位數(shù)的高精準(zhǔn)度的真空傳感器會大大提高容錯(cuò)率。紅外線傳感器主要分布在流水線的傳送帶上。傳送帶需要四個(gè)紅外線傳感器，第一個(gè)是料盤進(jìn)入的地方，當(dāng)整個(gè)生產(chǎn)線沒有芯片的時(shí)候，上位機(jī)會提示要料，當(dāng)料盤放入傳送帶后，擋住的紅外線傳感器會給PLC發(fā)送“1”的信號，PLC會控制傳送帶電機(jī)啟動(dòng)，料盤進(jìn)入。同樣的道理，當(dāng)料盤到達(dá)底部托盤氣缸處，也會有一個(gè)紅外線傳感器被擋住，PLC會控制氣缸運(yùn)行使料盤上升。到達(dá)頂部時(shí)，又會擋住一個(gè)紅外線傳感器，PLC控制兩側(cè)的夾盤氣缸運(yùn)行加緊料盤。2.3流水線運(yùn)行檢測流程介紹檢測裝置就是八個(gè)檢測箱，每個(gè)檢測箱獨(dú)立工作，而且每個(gè)檢測箱都獨(dú)立配備了一臺小電腦運(yùn)行檢測燒錄。主控機(jī)又通過黑色的通訊線連接著小電腦和PLC控制系統(tǒng)，小電腦通過通訊線連接著檢測箱。當(dāng)進(jìn)行燒錄檢測時(shí)，吸嘴將芯片放入檢測箱中，檢測箱中的對位紅外線傳感器工作，判斷芯片是否放入正確，正確后通過通訊線發(fā)送上位機(jī)已放入模塊的一個(gè)信號。這邊上位機(jī)給小電腦的通訊軟件一個(gè)開始測試的一個(gè)信號，就會打開模塊測試軟件進(jìn)行測試，當(dāng)模塊測試軟件出現(xiàn)結(jié)果又會通過通訊軟件給上位機(jī)測試“ok”或者“fail”（ng）的結(jié)果，上位機(jī)會給檢測箱一個(gè)打開的信號，檢測箱打開之后同時(shí)給plc工位結(jié)果信號，這時(shí)吸嘴會取走模塊，根據(jù)結(jié)果放入“ok”“fail”的料盤中。3ak416燒錄器流水線運(yùn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1上ccd下ccd照相機(jī)的作用和操作設(shè)定上ccd照相機(jī)是在z軸上面和四個(gè)吸嘴同方向，如圖，在軟件進(jìn)入界面點(diǎn)擊UpCCD對位按鈕，進(jìn)入此界面，將曝光調(diào)到合適數(shù)值，然后再設(shè)置好吸嘴標(biāo)定以后，觸摸屏上將影像對位勾選好，軟件上使用對齊標(biāo)尺勾選，再上位機(jī)視頻窗口，移動(dòng)機(jī)械手臂到對應(yīng)位置，保存坐標(biāo)。坐標(biāo)設(shè)置完成。如下圖3-1所示為上ccd照相機(jī)標(biāo)定實(shí)物圖。圖3-1上ccd照相機(jī)標(biāo)定實(shí)物圖這個(gè)是上ccd照相機(jī)的設(shè)定，該設(shè)定可以快速實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)對位以及保存。作用是位置標(biāo)定，定位方式是脈沖定位的，通過脈沖轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)值來確定每個(gè)位置，且每個(gè)脈沖數(shù)值高達(dá)4位數(shù)，精度高，不容易發(fā)生偏差。確定下來的每個(gè)位置可以當(dāng)做芯片和測試箱的位置，使z軸上的四個(gè)吸嘴進(jìn)行準(zhǔn)確的吸入和放入測試箱。首先將機(jī)械手移動(dòng)到下CCD對應(yīng)位置，然后打開真空吸氣，再對應(yīng)位置吸取方向正確的IC，下CCD拍攝IC底部，打開連續(xù)采圖，調(diào)到合適的曝光度（曝光度的合適指的是IC的引腳觸點(diǎn)與IC之間的對比要大），點(diǎn)擊停止采圖，點(diǎn)擊單幀采圖，點(diǎn)擊創(chuàng)建模板按鈕，模板是在此區(qū)域內(nèi)尋找識別的區(qū)域。用鼠標(biāo)規(guī)劃出模板以后。右鍵鼠標(biāo)確定，點(diǎn)擊繪制矩形，將要識別的區(qū)域區(qū)分出來。點(diǎn)擊擬合按鈕。提示OK，說明模板創(chuàng)建成功。上ccd照相機(jī)還需要定位好z軸的四個(gè)吸嘴的原點(diǎn)坐標(biāo)，起到操作歸零的作用，可以讓四個(gè)吸嘴在結(jié)束工作后或者等待燒錄的過程中回到原點(diǎn)。防止其他因素導(dǎo)致吸嘴與其他的機(jī)器發(fā)生碰撞損壞。如下圖吸嘴標(biāo)定后進(jìn)行確定保存。z軸四吸嘴坐標(biāo)標(biāo)定圖如下圖3-2所示。圖3-2z軸四吸嘴坐標(biāo)標(biāo)定圖同樣的道理，在標(biāo)定了四個(gè)吸嘴的坐標(biāo)和每個(gè)芯片的坐標(biāo)后，需要對八個(gè)檢測箱里八個(gè)工作位進(jìn)行坐標(biāo)標(biāo)定。使用第一個(gè)吸嘴對準(zhǔn)每個(gè)工作位中心，然后在上位機(jī)中對坐標(biāo)進(jìn)行更替和保存。如下圖3-3所示為檢測箱八個(gè)工作位坐標(biāo)標(biāo)定圖。圖3-3檢測箱八個(gè)工作位坐標(biāo)標(biāo)定圖下ccd照相機(jī)和上ccd的設(shè)定相類似，也是通過脈沖進(jìn)行位置標(biāo)定。但是兩個(gè)照相機(jī)確上裝置在相反方向，下ccd的主要作用是四個(gè)吸嘴吸起芯片后對芯片位置的檢測，如果出現(xiàn)的誤差在設(shè)定的誤差數(shù)值范圍內(nèi)，說明芯片位置是準(zhǔn)確的，就會給PLC傳入“0”的信號，三軸才會繼續(xù)運(yùn)作，將芯片放入測試箱中檢測。如果在誤差數(shù)值范圍外，會給PLC傳入一個(gè)“1”的信號，PLC會控制z軸上的伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)吸嘴水平位置的方向，從而糾正芯片位置，直到在誤差范圍后重新標(biāo)定后傳入“0”信號，讓PLC控制系統(tǒng)控制三軸運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行燒錄檢測。如下圖3-4所示為下ccd坐標(biāo)標(biāo)定實(shí)物圖。圖3-4下ccd坐標(biāo)標(biāo)定實(shí)物圖3.2三點(diǎn)標(biāo)定三點(diǎn)標(biāo)定是確定每個(gè)芯片的位置，方便z軸上的吸嘴進(jìn)行吸取芯片的工作。不同的供應(yīng)商的料盤是不一樣的，但基本上是十個(gè)一排，十排剛好一百個(gè)，只是大小不一。因?yàn)樯蟘cd照相機(jī)在吸嘴旁邊，可以直接利用吸嘴來進(jìn)行芯片位置的標(biāo)定。如下圖3-5所示為芯片坐標(biāo)標(biāo)定圖。圖3-5芯片坐標(biāo)標(biāo)定圖如下圖3-6所示為芯片坐標(biāo)修正圖。把吸嘴對準(zhǔn)固定好的料盤左上角第一個(gè)芯片上，對準(zhǔn)芯片的中心。在對準(zhǔn)的同時(shí)上ccd照相機(jī)會反饋出一個(gè)脈沖，利用數(shù)值轉(zhuǎn)換成兩個(gè)五位數(shù)的數(shù)字。這兩個(gè)數(shù)分別代表的z，y平面坐標(biāo)上的一個(gè)點(diǎn)。確定好兩個(gè)數(shù)值后，會出現(xiàn)下圖的提示，這是因?yàn)閯傞_始的設(shè)定但是出廠時(shí)的默認(rèn)數(shù)值，需要修正工位坐標(biāo)。在后面如果出現(xiàn)調(diào)整料盤大小的情況后也可以重新進(jìn)行標(biāo)定。圖3-6芯片坐標(biāo)修正圖確定好左上角后，就可以按照上述的方式繼續(xù)確定好左下角和右下角的兩個(gè)坐標(biāo)，確定好了后得到x，y三組數(shù)值（x1，y1），（x2，y2）（x3，y3）。如下圖3-7所示為進(jìn)料盤三點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)定圖。圖3-7進(jìn)料盤三點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)定圖根據(jù)（x3-x1）/10=a得到每排相鄰芯片坐標(biāo)的數(shù)值，那么第二批第一個(gè)芯片的x坐標(biāo)就是x1+a。同理，我們可以（y3-y1）/10=b得到?jīng)]列相鄰芯片坐標(biāo)的數(shù)值，那么第二列第一個(gè)芯片的y軸坐標(biāo)是y1+b。以此類推，我們就可以確定好100個(gè)芯片的準(zhǔn)確位置。其中(x2,y2)是最后和計(jì)算出來的坐標(biāo)進(jìn)行對比糾正的，防止出現(xiàn)誤差情況。3.3ak416燒錄器運(yùn)行流程ak416燒錄器主要進(jìn)行的是對芯片進(jìn)行燒錄檢測，在固定好的料盤后就可以對芯片進(jìn)行檢測燒錄了，吸嘴移動(dòng)到通過上ccd照相機(jī)定位完成后芯片上，進(jìn)行吸取芯片，然后放入到空的檢測箱中進(jìn)行燒錄檢測，等待燒錄完成后，吸嘴重新吸取芯片放入到相應(yīng)的“ok”編帶槽中或者“fail”的料盤中。其流水線檢測流程圖如下圖3-8所示：圖3-8流水線檢測流程圖3.4AK416燒錄器I/O口分配AK系列的燒錄器都是由PLC作為控制系統(tǒng)，在編程中首先考慮到的是對每個(gè)元器件的I/O口的分配[9]。如下表3-1為I/O分配接線表。表3-1I/O接線表輸入接線點(diǎn)輸出接線點(diǎn)X0X軸原點(diǎn)傳感器Y0X軸脈沖X1Y軸原點(diǎn)傳感器Y1Y軸脈沖X2Z1上傳感器Y2Z軸脈沖X3Z2上傳感器Y3傳送帶脈沖X4Z3上傳感器Y4X軸方向X5Z4上傳感器Y5Y軸方向X6軸限位傳感器Y6Z軸方向X7Z軸原點(diǎn)傳感器Y7傳送帶方向X10X軸報(bào)警信號Y10預(yù)留X11Y軸報(bào)警信號Y11Y軸歸零信號X12Z周報(bào)警信號Y12預(yù)留X13Z1下傳感器Y13預(yù)留X14Z2下傳感器Y14Z1吸嘴升降X15Z3下傳感器Y15Z2吸嘴升降X16Z4下傳感器Y16Z3吸嘴升降X17機(jī)臺氣壓0.6MpaY17Z4吸嘴升降X20Z1吸嘴真空Y20Z1吸嘴真空X21Z2吸嘴真空Y21Z2吸嘴真空X22Z3吸嘴真空Y22Z3吸嘴真空X23Z4吸嘴真空Y23Z4吸嘴真空X24應(yīng)急按鈕Y24Z1破壞真空X25安全門傳感器Y25Z2破壞真空X26防護(hù)門傳感器Y26Z3破壞真空X27預(yù)留Y27Z4破壞真空X301#模組傳感器Y30下CCD觸發(fā)X312#模組傳感器Y31上CCD觸發(fā)X323#模組傳感器Y32下CCD光源X334#模組傳感器Y33上CCD光源X345#模組傳感器Y34Z軸剎車X356#模組傳感器Y351#托盤上升（流水線）X367#模組傳感器Y361#托盤夾緊（流水線）X378#模組傳感器Y371#托盤定位（流水線）X40Z軸負(fù)限位Y402#托盤上升（流水線）X41傳送帶末端Y412#托盤夾緊（流水線）X42傳送帶首端Y422#托盤定位（流水線）X431#托盤到位Y43報(bào)警燈綠色X442#托盤到位Y44報(bào)警燈黃色X451#托盤頂盤上Y45報(bào)警燈紅色X461#托盤頂盤下Y46報(bào)警聲音X471#定位上Y47預(yù)留X501#定位下Y50預(yù)留X512#托盤頂盤上Y51有料托盤即將流出X522#托盤頂盤下Y52無料托盤即將流出X532#定位上Y53本機(jī)不緊急缺料X542#定位下Y54本機(jī)緊急缺料X55預(yù)留Y55本機(jī)忙碌（流水線）X56編帶報(bào)警Y56流水線觸發(fā)X57編帶忙碌Y57編帶觸發(fā)X60下級不急缺料X61下級緊急缺料X62本機(jī)忙碌X63有料托盤待流入X64無料托盤待流出X65預(yù)留X66預(yù)留X67預(yù)留3.5ak416報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及處理方法3.5.1進(jìn)料盤吸嘴不成功警報(bào)z軸吸嘴在吸取芯片時(shí)，是靠氣缸的吸氣進(jìn)行吸取芯片的，在正常情況下，芯片在強(qiáng)氣壓下會正常情況下會被吸取上去的，但是出現(xiàn)的特殊情況會導(dǎo)致吸取失敗，上位機(jī)會出現(xiàn)如下圖3-9所示提示：圖3-9進(jìn)料盤吸嘴不成功顯示圖第一種情況是z軸吸嘴離芯片距離太遠(yuǎn)時(shí)，會因?yàn)闅鈮簭?qiáng)度不高，無法吸取芯片，使氣壓數(shù)值無法達(dá)到真空傳感器的氣壓數(shù)值設(shè)定值，判定芯片吸取失敗，會觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。處理方式是對z軸吸取芯片高度進(jìn)行測量，與原來設(shè)定高度進(jìn)行對比和修正，直到警報(bào)解除。第二種情況是z軸吸嘴無法伸出，這種情況解決方法比較簡單，檢測一下吸嘴能否伸出，如果能，檢查一下是否有卡頓現(xiàn)象，有的話和不能伸出的處理情況一樣，換一個(gè)吸嘴氣缸重新進(jìn)行調(diào)試，解除警報(bào)。第三種情況是真空壓力表標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)置過大，在一般情況下標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)置在50000左右，有的吸嘴吸取到芯片了，但是氣壓值沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，從而觸發(fā)警報(bào)，可能是因?yàn)槊總€(gè)廠家的芯片重量不一樣，所以可以適當(dāng)調(diào)整一下標(biāo)準(zhǔn)值。最后一種情況是料盤變形，導(dǎo)致芯片水平不均，使吸嘴吸取芯片時(shí)吸不上來，觸發(fā)警報(bào)。這需要人工調(diào)整一下托盤。3.5.2待燒錄芯片搬運(yùn)丟失警報(bào)在吸嘴吸取到芯片搬運(yùn)的過程中，可能會出現(xiàn)芯片掉落的情況，在這種情況，是因?yàn)闅鈮褐低蝗唤档?，低過了標(biāo)準(zhǔn)值而觸發(fā)的報(bào)警。上位機(jī)會出現(xiàn)如下圖3-10所示提示：圖3-10待燒錄芯片搬運(yùn)丟失顯示圖只需要跳過繼續(xù)吸取下一個(gè)芯片重新搬運(yùn)即可。3.5.3座子內(nèi)吸片失敗報(bào)警此報(bào)警也是因?yàn)槲鞖鈮簲?shù)值突然低過標(biāo)準(zhǔn)值，觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)。在排除上述已經(jīng)說過的情況，第一種情況就是x軸的坐標(biāo)發(fā)生了偏移，以為在檢測箱進(jìn)行檢測時(shí)，會蓋上檢測蓋，起到疲敝干擾的作用，在翻蓋的時(shí)候可能帶動(dòng)了x坐標(biāo)，使吸嘴對應(yīng)發(fā)生偏移無法吸取芯片。還有一種情況就是檢測箱按壓不到位，和第一種情況差不多，在吸嘴放置芯片時(shí)已經(jīng)發(fā)生偏移，檢測蓋在蓋住時(shí)按壓芯片時(shí)沒有按壓到位，翻蓋后還是偏移的位置，吸嘴在吸取時(shí)按照正常坐標(biāo)吸取，則無法吸取到芯片，氣壓數(shù)值升不高，觸發(fā)報(bào)警。兩種情況只需要人工在取走芯片后點(diǎn)擊繼續(xù)，就可以繼續(xù)正常工作。如下圖3-11所示為座子內(nèi)吸片失敗顯示圖。圖3-11座子內(nèi)吸片失敗顯示圖以上是AK系列流水線運(yùn)行時(shí)常見的報(bào)警方式，其觸發(fā)報(bào)警方式也是一樣的，這樣的話可以設(shè)計(jì)一個(gè)專門處理芯片掉落或者吸取不成功的程序，利用氣壓數(shù)值不達(dá)標(biāo)，給PLC控制系統(tǒng)傳達(dá)報(bào)警信號。其控制程序圖如下圖3-12所示。圖3-12芯片吸取失敗部分程序圖當(dāng)氣壓數(shù)值低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，會給PLC傳遞一個(gè)“1”的信號，則會出現(xiàn)圖中的步驟，吸嘴會出現(xiàn)等料的時(shí)限，且真空傳感器沒有工作了，就會啟動(dòng)1號吸嘴的真空發(fā)生器，使1號吸嘴上升回復(fù)到待出發(fā)位置，在應(yīng)急按鈕關(guān)閉和防護(hù)門暫停保護(hù)，讓z軸回到安全高度，當(dāng)z軸恢復(fù)到安全高度時(shí)會有一個(gè)判斷，只有在軸恢復(fù)到安全高度才能觸發(fā)下一步。在Z軸吸片傳感器全部不在原點(diǎn)(M5常開變閉)，存在Z軸中有低于運(yùn)行安全高度的吸嘴，Z軸無脈沖繼續(xù)輸入，且整盤燒錄還未完成的狀態(tài)，系統(tǒng)應(yīng)該判斷Z軸已經(jīng)完成吸片操作時(shí)但Z軸實(shí)際并未全部動(dòng)作也就是吸片并未玩不完成時(shí)，系統(tǒng)將首先復(fù)原Z軸定位完成狀態(tài)（RST

M307）,再觸發(fā)吸片失敗的狀態(tài)（SET

M204）,此時(shí)聲音開關(guān)開啟（M511接通），機(jī)器發(fā)出警告聲音（SET

M140），但是當(dāng)上述條件中最后一個(gè)整盤燒錄已經(jīng)處于完成狀態(tài)即此時(shí)無需要吸片的操作，此時(shí)并不需要觸發(fā)報(bào)警，只需要吸嘴和Z軸復(fù)位狀態(tài)準(zhǔn)備下一波吸片即（SET

S29）并且復(fù)位Z軸定位完成準(zhǔn)備下一次的吸片操作（RST

M307）。3.5.4Ng托盤滿盤報(bào)警在ak416燒錄器燒錄檢測時(shí)，會檢測出兩種種結(jié)果，第一個(gè)是“ok”，另一個(gè)是“ng”兩種結(jié)果，吸嘴會根據(jù)燒錄得到的結(jié)果放入兩種托盤中去，其中“ng”托盤是固定在進(jìn)料盤旁邊的，通過三點(diǎn)標(biāo)定后會確定每一個(gè)空位，吸嘴把ng芯片依次放入空位，但是托盤中和進(jìn)料盤一樣只有100個(gè)空位，當(dāng)最后一個(gè)空位被占用后，會觸發(fā)報(bào)警，上位機(jī)會出現(xiàn)如圖所示的頁面。只需要人工把ng托盤拿出換一個(gè)口的托盤進(jìn)去即可。Ng托盤滿盤顯示圖如下圖3-13所示。圖3-13Ng托盤滿盤顯示圖結(jié)論通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，對專業(yè)知識的慢慢積累，也在不斷地訓(xùn)練專業(yè)技能，從理論知識和實(shí)際能力的結(jié)合，不斷加深自己對專業(yè)知識的理解，在每學(xué)期訓(xùn)練的課設(shè)中了，我們也逐漸學(xué)會了把專業(yè)知識用書面表達(dá)的方式展現(xiàn)出來，為了我們后面的畢業(yè)論文打下了深厚的基礎(chǔ)。經(jīng)過幾個(gè)月現(xiàn)場實(shí)習(xí)的累積，完成了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。現(xiàn)場實(shí)習(xí)是需要慢慢的進(jìn)行設(shè)計(jì)，做好筆記。分析每一個(gè)結(jié)構(gòu)制作的原理，解決每個(gè)實(shí)際問題，把自己學(xué)到知識轉(zhuǎn)換成自己的能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的AK416燒錄器是根據(jù)以前人工式的燒錄器的一個(gè)優(yōu)化。讓機(jī)器和數(shù)字化的一個(gè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的新興產(chǎn)品。百項(xiàng)專利的超現(xiàn)代化工業(yè)機(jī)器。是燒錄器行業(yè)的領(lǐng)軍產(chǎn)品。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)利用PLC作為控制系統(tǒng)，的電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，傳感器作為檢測系統(tǒng)。更快的速度，更大的容量，更精密的包裝，更多的接腳，更低的操作電壓，半導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的一日千里，帶來了快速而巨大的改變，您除了隨時(shí)吸收新訊息，研發(fā)出更好的產(chǎn)品，生產(chǎn)更多更有價(jià)值的商品外，AK416系列的IC燒錄器，能跟隨時(shí)代腳步大步向前，相信值得所有的燒錄器制造商和使用者的您細(xì)加思量。致謝大學(xué)四年，轉(zhuǎn)眼就過去了，或許我已經(jīng)忘記剛上大學(xué)時(shí)的目標(biāo)和夢想，或許我已經(jīng)找不到當(dāng)時(shí)的初心，或許我已經(jīng)忘記那年夏天你為之奮斗汗水。但是現(xiàn)在的我已經(jīng)準(zhǔn)備好了出發(fā)，帶著重新拾起的夢想，帶著同窗四年好友的約定，帶著老師們的期盼和鼓勵(lì)，向著新的戰(zhàn)場前進(jìn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成第一個(gè)感謝的，我想感謝我的指導(dǎo)老師，徐老師。從剛開始進(jìn)行實(shí)習(xí)時(shí)完成的任務(wù)書，到開題報(bào)告的撰寫，到畢業(yè)論文的完成，徐老師對我的幫助是非常巨大的。剛開始接受任務(wù)書的時(shí)候，任務(wù)和要求上都是第一次接觸的，徐老師就我們所反應(yīng)的問題中進(jìn)行總結(jié)和批示，由于今年特殊情況，以電話的方式單獨(dú)進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)，保證每位同學(xué)的獨(dú)立完成任務(wù)書。開題報(bào)告的幫助也是非常大，因?yàn)樽约菏窃诠緦?shí)習(xí)，就公司產(chǎn)品進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文。徐老師就我的畢業(yè)論文題目提過很多專業(yè)性的指導(dǎo)意見，說過可以從最基礎(chǔ)的入手，了解AK416整個(gè)運(yùn)行過程，然后將了解到的進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，和自己所學(xué)的專業(yè)知識相結(jié)合。在實(shí)習(xí)期間，徐老師也時(shí)常和我們了解實(shí)習(xí)情況，有什么問題也是和她反應(yīng)，然后老師和公司那邊反應(yīng)，改善實(shí)習(xí)質(zhì)量。在撰寫畢業(yè)論文的時(shí)候徐老師也給我傳授的自己的心得和方法。