數字X光機控制系統設計簡述
加入時間:2014-05-13 10:52:33 當前新聞點擊率:2352
隨著新型器件封裝的快速發展,電子器件趨向體積小、質量輕、引線間距小,同時高密度貼裝電路板、密集端腳布線均使得焊接缺陷增加,愈來愈多的不可見焊點缺陷使數字x光機檢測更具挑戰性,常規顯示放大目測檢驗已不能滿足需求。這對表面安裝技術(SMT)及醫療設備檢測提出了更高的要求。而X射線焊點無損檢測技術則可以滿足需求,它與計算機圖像處理技術相結合,對SMT上的焊點、PCB內層和器件內部連線進行高分辨率的檢測。
1 數字X光機整體結構
整個檢測儀由光機系統、軟件系統、控制系統等3個單元組成,如圖1所示。光機系統由X射線管、圖像增強器、X射線CCD成像器、移動平臺等組成,主要完成圖像采集、載物臺三維空間移動等功能;軟件系統是整個檢測儀的神經中樞,實現圖像分析、操作控制等功能;控制單元則是整個檢測儀的執行者,它根據計算機指令來完成載物臺的移動控制、X射線的強度控制,以及控制面板信息采集等功能。
2 數字X光機控制系統
計算機組成整個控制系統的操作界面,負責發送控制命令和接受各個控制單元的狀態信息,以便監控整個系統的運行狀態;運動控制單元A負責控制載物臺X方向步進電機與光管上下步進電機的運行,以及光電開關信號采集;運動控制單元B負責控制載物臺Y方向步進電機與像增強器步進上下步進電機的運行,以及光電開關信號采集;高壓控制單元負責對X光管高壓電源進行控制,以及X光管環境溫度的采集;面板控制單元則是負責采集運動搖桿、控制按鈕的狀態信息,以及控制載物臺旋轉。
3 軟件設計
X射線檢測儀控制系統是在MCU基礎上進行開發的,其軟件設計也就是對MCU進行程序編寫。X射線檢測儀控制系統由4個單元組成,所以本系統軟件設計則是對這4個單元MCU進行程序編寫。從各個單元實現功能上分析:運動控制單元和高壓控制單元通過CAN總線接收計算機的控制命令,面板控制單元通過CAN總線來發送搖桿與按鈕狀態信息給計算機,因此程序編寫可以分為數據接收和數據發送兩種模式。
數據接收模式是指MCU不會主動發出控制指令,只有通過CAN總線接收到計算機控制指令后,才會進行相關操作,其流程圖如圖7所示。例如對步進電機進行控制,運動控制單元會一直等待著計算機的控制命令(即CAN接收中斷),如果有控制命令產生,則進入CAN中斷,置接收狀態標志位,接著退出中斷,然后判斷相關指令是否為控制步進電機,如果是,則對步進電機進行控制。
數據發送模式是指當狀態信息有數據更新時,將通過CAN總線把更新的狀態發送給計算機,其流程圖如圖8所示。例如當有一狀態按鈕按下,這時MCU會檢測到這個變化,同時去請求數據的發送,如果CAN發送緩沖器釋放,則裝載需要發送的狀態數據,然后通過CAN總線發送到計算機。
數字X光機控制系統已經實現并完成聯調,滿足了數字X光機對控制系統可靠性和靈活性等高要求。同時實現了控制系統各單元相對獨立,各單元之間的連線簡潔,系統操作簡單,使用可靠,在使用中取得了良好的效果。由于微控制器、數字隔離器、CAN總線、冗余設計、高精度模數/數模轉換器等器件與技術的應用,使數字X光機的穩定性、抗干擾能力、智能控制水平進一步提高。