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數(shù)字X光機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計簡述
數(shù)字X光機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計簡述
加入時間：2014-05-13 10:52:33 當(dāng)前新聞點(diǎn)擊率：2342
隨著新型器件封裝的快速發(fā)展，電子器件趨向體積小、質(zhì)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(diǎn)缺陷使數(shù)字x光機(jī)檢測更具挑戰(zhàn)性，常規(guī)顯示放大目測檢驗已不能滿足需求。這對表面安裝技術(shù)(SMT)及醫(yī)療設(shè)備檢測提出了更高的要求。而X射線焊點(diǎn)無損檢測技術(shù)則可以滿足需求，它與計算機(jī)圖像處理技術(shù)相結(jié)合，對SMT上的焊點(diǎn)、PCB內(nèi)層和器件內(nèi)部連線進(jìn)行高分辨率的檢測。
1 數(shù)字X光機(jī)整體結(jié)構(gòu)
整個檢測儀由光機(jī)系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等3個單元組成，如圖1所示。光機(jī)系統(tǒng)由X射線管、圖像增強(qiáng)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(tǒng)是整個檢測儀的神經(jīng)中樞，實現(xiàn)圖像分析、操作控制等功能；控制單元則是整個檢測儀的執(zhí)行者，它根據(jù)計算機(jī)指令來完成載物臺的移動控制、X射線的強(qiáng)度控制，以及控制面板信息采集等功能。
2 數(shù)字X光機(jī)控制系統(tǒng)
計算機(jī)組成整個控制系統(tǒng)的操作界面，負(fù)責(zé)發(fā)送控制命令和接受各個控制單元的狀態(tài)信息，以便監(jiān)控整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；運(yùn)動控制單元A負(fù)責(zé)控制載物臺X方向步進(jìn)電機(jī)與光管上下步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，以及光電開關(guān)信號采集；運(yùn)動控制單元B負(fù)責(zé)控制載物臺Y方向步進(jìn)電機(jī)與像增強(qiáng)器步進(jìn)上下步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，以及光電開關(guān)信號采集；高壓控制單元負(fù)責(zé)對X光管高壓電源進(jìn)行控制，以及X光管環(huán)境溫度的采集；面板控制單元則是負(fù)責(zé)采集運(yùn)動搖桿、控制按鈕的狀態(tài)信息，以及控制載物臺旋轉(zhuǎn)。
3 軟件設(shè)計
X射線檢測儀控制系統(tǒng)是在MCU基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)的，其軟件設(shè)計也就是對MCU進(jìn)行程序編寫。X射線檢測儀控制系統(tǒng)由4個單元組成，所以本系統(tǒng)軟件設(shè)計則是對這4個單元MCU進(jìn)行程序編寫。從各個單元實現(xiàn)功能上分析：運(yùn)動控制單元和高壓控制單元通過CAN總線接收計算機(jī)的控制命令，面板控制單元通過CAN總線來發(fā)送搖桿與按鈕狀態(tài)信息給計算機(jī)，因此程序編寫可以分為數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送兩種模式。
數(shù)據(jù)接收模式是指MCU不會主動發(fā)出控制指令，只有通過CAN總線接收到計算機(jī)控制指令后，才會進(jìn)行相關(guān)操作，其流程圖如圖7所示。例如對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，運(yùn)動控制單元會一直等待著計算機(jī)的控制命令(即CAN接收中斷)，如果有控制命令產(chǎn)生，則進(jìn)入CAN中斷，置接收狀態(tài)標(biāo)志位，接著退出中斷，然后判斷相關(guān)指令是否為控制步進(jìn)電機(jī)，如果是，則對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。
數(shù)據(jù)發(fā)送模式是指當(dāng)狀態(tài)信息有數(shù)據(jù)更新時，將通過CAN總線把更新的狀態(tài)發(fā)送給計算機(jī)，其流程圖如圖8所示。例如當(dāng)有一狀態(tài)按鈕按下，這時MCU會檢測到這個變化，同時去請求數(shù)據(jù)的發(fā)送，如果CAN發(fā)送緩沖器釋放，則裝載需要發(fā)送的狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后通過CAN總線發(fā)送到計算機(jī)。
數(shù)字X光機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)并完成聯(lián)調(diào)，滿足了數(shù)字X光機(jī)對控制系統(tǒng)可靠性和靈活性等高要求。同時實現(xiàn)了控制系統(tǒng)各單元相對獨(dú)立，各單元之間的連線簡潔，系統(tǒng)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(shù)字隔離器、CAN總線、冗余設(shè)計、高精度模數(shù)／數(shù)模轉(zhuǎn)換器等器件與技術(shù)的應(yīng)用，使數(shù)字X光機(jī)的穩(wěn)定性、抗干擾能力、智能控制水平進(jìn)一步提高。
