数字X光机控制系统设计简述
加入时间:2014-05-13 10:52:33 当前新闻点击率:2222
随着新型器件封装的快速发展,电子器件趋向体积小、质量轻、引线间距小,同时高密度贴装电路板、密集端脚布线均使得焊接缺陷增加,愈来愈多的不可见焊点缺陷使数字x光机检测更具挑战性,常规显示放大目测检验已不能满足需求。这对表面安装技术(SMT)及医疗设备检测提出了更高的要求。而X射线焊点无损检测技术则可以满足需求,它与计算机图像处理技术相结合,对SMT上的焊点、PCB内层和器件内部连线进行高分辨率的检测。
1 数字X光机整体结构
整个检测仪由光机系统、软件系统、控制系统等3个单元组成,如图1所示。光机系统由X射线管、图像增强器、X射线CCD成像器、移动平台等组成,主要完成图像采集、载物台三维空间移动等功能;软件系统是整个检测仪的神经中枢,实现图像分析、操作控制等功能;控制单元则是整个检测仪的执行者,它根据计算机指令来完成载物台的移动控制、X射线的强度控制,以及控制面板信息采集等功能。
2 数字X光机控制系统
计算机组成整个控制系统的操作界面,负责发送控制命令和接受各个控制单元的状态信息,以便监控整个系统的运行状态;运动控制单元A负责控制载物台X方向步进电机与光管上下步进电机的运行,以及光电开关信号采集;运动控制单元B负责控制载物台Y方向步进电机与像增强器步进上下步进电机的运行,以及光电开关信号采集;高压控制单元负责对X光管高压电源进行控制,以及X光管环境温度的采集;面板控制单元则是负责采集运动摇杆、控制按钮的状态信息,以及控制载物台旋转。
3 软件设计
X射线检测仪控制系统是在MCU基础上进行开发的,其软件设计也就是对MCU进行程序编写。X射线检测仪控制系统由4个单元组成,所以本系统软件设计则是对这4个单元MCU进行程序编写。从各个单元实现功能上分析:运动控制单元和高压控制单元通过CAN总线接收计算机的控制命令,面板控制单元通过CAN总线来发送摇杆与按钮状态信息给计算机,因此程序编写可以分为数据接收和数据发送两种模式。
数据接收模式是指MCU不会主动发出控制指令,只有通过CAN总线接收到计算机控制指令后,才会进行相关操作,其流程图如图7所示。例如对步进电机进行控制,运动控制单元会一直等待着计算机的控制命令(即CAN接收中断),如果有控制命令产生,则进入CAN中断,置接收状态标志位,接着退出中断,然后判断相关指令是否为控制步进电机,如果是,则对步进电机进行控制。
数据发送模式是指当状态信息有数据更新时,将通过CAN总线把更新的状态发送给计算机,其流程图如图8所示。例如当有一状态按钮按下,这时MCU会检测到这个变化,同时去请求数据的发送,如果CAN发送缓冲器释放,则装载需要发送的状态数据,然后通过CAN总线发送到计算机。
数字X光机控制系统已经实现并完成联调,满足了数字X光机对控制系统可靠性和灵活性等高要求。同时实现了控制系统各单元相对独立,各单元之间的连线简洁,系统操作简单,使用可靠,在使用中取得了良好的效果。由于微控制器、数字隔离器、CAN总线、冗余设计、高精度模数/数模转换器等器件与技术的应用,使数字X光机的稳定性、抗干扰能力、智能控制水平进一步提高。