基于LabVIEW的機(jī)器人IC自動(dòng)燒錄系統(tǒng)

王金華

（惠州市德賽西威汽車(chē)電子股份有限公司）

基于LabVIEW的機(jī)器人IC自動(dòng)燒錄系統(tǒng)

王金華

（惠州市德賽西威汽車(chē)電子股份有限公司）

本設(shè)計(jì)是基于LabVIEW人機(jī)交互平臺(tái)軟件以及結(jié)合機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)IC自動(dòng)燒錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠代替手工燒錄盤(pán)裝IC，不僅降低人為因素導(dǎo)致IC損壞的風(fēng)險(xiǎn)，并且有效的保證了IC燒錄產(chǎn)量。

LabVIEW；機(jī)器人；IC燒錄；cPCI-7260板卡

隨著電子產(chǎn)品的不斷升級(jí)，越來(lái)越多的電子元器件集成化，支持更多功能的IC也不斷脫穎而出。根據(jù)IC的形狀大小及運(yùn)輸要求，當(dāng)前IC的來(lái)料方式有管狀、卷裝及盤(pán)裝。這三種來(lái)料方式在人工手動(dòng)燒錄模式下需要更換很多的燒錄機(jī)，因此存在人為因素導(dǎo)致IC管腳變型及人體靜電導(dǎo)致IC被擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決手工燒錄盤(pán)裝IC的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)結(jié)合機(jī)器人及LabVIEW軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了IC自動(dòng)燒錄系統(tǒng)。

關(guān)鍵硬件描述

（1）六關(guān)節(jié)機(jī)器人是一種可以實(shí)現(xiàn)多維空間快速進(jìn)行精確定位的六軸機(jī)械手臂。

（2）EC燒錄機(jī)是一種驅(qū)動(dòng)IC正常工作，由很多電子元器件組成的集成電路盒。

（3）cPCI-7260板卡是一種即可以采集外部電路高低電平信號(hào)，又可以控制外部通斷的多功能DO卡。

系統(tǒng)架構(gòu)框圖如圖1。

圖1 硬件實(shí)現(xiàn)原理圖

1 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)IC自動(dòng)正確取放原理

1.1 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人將IC從物料盤(pán)中正確取IC過(guò)程

本設(shè)計(jì)采用碼垛矩陣的算法將料盤(pán)的長(zhǎng)和寬按照均分方式分配每片IC的相對(duì)中心點(diǎn)坐標(biāo)，再結(jié)合機(jī)器人進(jìn)行料盤(pán)四點(diǎn)方位示教機(jī)器人工具點(diǎn)坐標(biāo)，使得機(jī)器人在運(yùn)行過(guò)程中能夠按照計(jì)算后的點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)定位。每當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行至盤(pán)裝IC相對(duì)正上方時(shí)cPCI-7260板卡的DO端口輸出信號(hào)，真空閥接收到控制信號(hào)后通過(guò)防靜電吸嘴將IC吸取，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)IC進(jìn)行逐個(gè)吸取的過(guò)程。

1.2 如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人將IC正確放入燒錄機(jī)過(guò)程

本設(shè)計(jì)采用兩次視覺(jué)矯正算法。由于每片IC在料盤(pán)中都會(huì)存在虛位，當(dāng)機(jī)器人吸取IC時(shí)，吸取的位置不一定是IC的正中心，因此每個(gè)吸嘴上的IC都需要進(jìn)行第一次相機(jī)拍照，根據(jù)IC管腳的特點(diǎn)運(yùn)用視覺(jué)邊界掃描的算法分析出當(dāng)前IC的XY坐標(biāo)與模板X(qián)Y坐標(biāo)的偏差角度及偏移量。燒錄機(jī)的基座在下壓過(guò)程中存在虛位，cPCI-7260板卡的DO端口輸出信號(hào)控制電磁閥下壓燒錄基座后，固定在機(jī)器人手臂上的相機(jī)對(duì)燒錄機(jī)進(jìn)行第二次拍照，根據(jù)燒錄機(jī)金手指的特點(diǎn)運(yùn)用視覺(jué)邊界掃描的算法分析出當(dāng)前燒錄基座XY坐標(biāo)與模板坐標(biāo)的偏差角度及偏移量。結(jié)合IC拍照獲取的偏移量與燒錄基座拍照獲取的偏移量做差法，最終將差分量轉(zhuǎn)換成機(jī)器人矯正IC放入燒錄基座的新坐標(biāo)，從而達(dá)到精準(zhǔn)放入的目的。

2 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)IC自動(dòng)區(qū)分燒錄成功與燒錄失敗過(guò)程

燒錄機(jī)將每片IC燒錄后的高低電平信號(hào)傳輸給cPCI-7260板卡的DI端口，當(dāng)cPCI-7260板卡對(duì)應(yīng)的燒錄成功端口采集高電平時(shí)，系統(tǒng)判定為該IC燒錄成功，否則系統(tǒng)判定為燒錄失敗。機(jī)器人將燒錄成功的IC按照之前偏移量放回原來(lái)的位置，而燒錄失敗的IC會(huì)被機(jī)器人放在指定的壞品區(qū)域。

3 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)燒錄成功后的IC進(jìn)行標(biāo)記過(guò)程

本設(shè)計(jì)在機(jī)器人手臂上設(shè)計(jì)的工具可以固定不干記號(hào)筆，當(dāng)整盤(pán)IC都燒錄完成后，機(jī)器人根據(jù)示教的碼垛坐標(biāo)對(duì)料盤(pán)中的IC進(jìn)行打點(diǎn)。

4 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)每次可燒錄10層料盤(pán)過(guò)程

燒錄前可以疊放10層料盤(pán)，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)通過(guò)光纖傳感器檢測(cè)當(dāng)前料盤(pán)位置與基準(zhǔn)盤(pán)的高度差，再結(jié)合每層料盤(pán)的厚度，推算出料盤(pán)的總層數(shù)。系統(tǒng)在待燒錄料盤(pán)示教基準(zhǔn)料盤(pán)坐標(biāo)以及在已燒錄完成位置示教料盤(pán)坐標(biāo)。每當(dāng)燒錄完成的料盤(pán)做完標(biāo)記后，機(jī)器人的工具手臂運(yùn)動(dòng)該層的坐標(biāo)點(diǎn)，cPCI-7260板卡的DO端口輸出控制夾料盤(pán)氣缸工作，機(jī)器人將該層的料盤(pán)夾緊，按照料盤(pán)遞增方式放置已燒錄料盤(pán)位置。

5 本設(shè)計(jì)基于LabVIEW軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人、燒錄機(jī)及盤(pán)裝IC控制原理

本設(shè)計(jì)通過(guò)自主編輯LabVIEW代碼選擇使用cPCI-7260板卡驅(qū)動(dòng)DLL底層軟件接口，實(shí)時(shí)訪問(wèn)板卡每個(gè)端口的數(shù)據(jù)狀態(tài)，根據(jù)不同數(shù)據(jù)狀態(tài)LabVIEW中的case選擇框設(shè)計(jì)相應(yīng)的觸發(fā)事件，這些事件數(shù)據(jù)再通過(guò)TCP/IP協(xié)議與機(jī)器人進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，當(dāng)機(jī)器人上位機(jī)軟件獲取到觸發(fā)事件的數(shù)據(jù)后機(jī)器人調(diào)取示教時(shí)的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)LabVIEW軟件平臺(tái)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。

[1]徐曉東，鄭對(duì)元，肖武，編著.LabVIEW8.5常用功能與編程實(shí)例精講（電子工程應(yīng)用精講系列）.北京：電子工業(yè)出版社，2009，10.

TP311.1

A

1004-7344（2016）12-0245-01

2016-4-10

王金華（1985-），男，漢族，江西吉安人，本科，研究方向?yàn)槠?chē)電子。