基于CAD/CAM桌面型点胶机器人控制系统研制

摘要

点胶技术作为先进电子制造技术中主要工艺，已成为重要的技术问题之一。它利用某种方法将一定量的粘接剂挤压到基板或基片上，以实现芯片和基板之间的粘接。
　　论文首先对点胶技术的历史、研究现状和发展趋势进行了介绍，然后介绍了点胶工艺中所使用的机器人的种类、特点及使用场合；本课题选用了桌面型直角坐标机器人作为点胶的运动平台，并采用时间/压力型点胶方式，对直角坐标机器人控制系统方案进行了讨论，制定了基于CAD/CAM机器人离线编程系统，DSP机器人控制器的集成控制系统方案。
　　在详细设计阶段，首先分析了点胶机器人对点、线基本轨迹进行点胶的运动过程；在分析基础上，从运动控制角度对点胶效果的改进，提出控制方法，并对机器人平台运动过程的时间和速度曲线进行规划。
　　在离线编程的系统的设计中，实现了CAD的建模、点胶轨迹的程序示教、工艺参数编辑、轨迹规划、后置处理等功能，并在规划模块中针对平面内不规则排列点进行点胶的轨迹规划进行了初步探讨，采用图论的方法，给出满足实际要求且算法复杂度较小的最短闭合回路的程序算法；在离线编程系统的后置处理模块中，介绍了直线、圆弧、椭圆弧的DDA插补方法以及脉冲分配不均匀的改进方法；最后对通信协议的制定进行了分析。
　　在基于DSP的控制器设计中，首先对控制器的功能和方案进行了分析比较，针对点胶机器人对控制器的要求进行了硬件电路的设计；最后介绍了控制器的DSP软件功能具体实现，给出相关控制流程图及关键数据结构。
　　最后，在搭建完成的控制系统上进行实验分析；包括点胶效果试验和轨迹规划实验，给出试验结果。

目录

基于CAD/CAM桌面型点胶机器人

RESEARCH ON CONTROL SYSTEM OF BENCH TOP DISPENSING ROBOT BASED ON CAD/CAM

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题目的和意义

1.2 点胶技术研究现状及发展趋势

1.2.1 点胶技术的分类

1.2.2 点胶技术的发展趋势

1.3 点胶机器人类型

1.3.1 点胶机器人系统组成

1.3.2 点胶机器人类型

1.4 CAD/CAM与机器人离线编程

1.5 课题主要研究内容

第2章 点胶机器人运动分析

2.1 引言

2.2 三自由度点胶机器人介绍

2.3 涂点过程分析

2.4 涂线过程分析

2.5 加减速控制方法

2.5.1 直线加减速控制

2.5.2 指数型加减速控制

2.5.3 S型加减速曲线控制

2.6 本章小结

第3章 基于CAD/CAM机器人离线编程系统设计

3.1 引言

3.2 基于CAD/CAM离线编程系统方案设计

3.3 轨迹规划模块

3.3.1 平面规则排列点的规划

3.3.2 平面不规则排列点的规划

3.4 后置处理模块

3.4.1 数字积分法(DDA)数学基础

3.4.2 DDA直线插补

3.4.3 DDA圆弧插补

3.4.4 DDA椭圆弧插补

3.5 离线编程系统与机器人控制器通信协议的制定

3.6 本章小结

第4章 基于DSP运动控制器设计

4.1 引言

4.2 运动控制器方案设计

4.3 控制器硬件设计

4.3.1 DSP 概述

4.3.2 电源系统设计

4.3.3 键盘接口设计

4.3.4 限位光电开关接口设计

4.3.5 通信接口设计

4.3.6 Flash接口设计

4.3.7 电机驱动器接口设计

4.4 运动控制器DSP软件设计

4.4.1 面向点胶工艺的运动流程控制

4.4.2 程序数据分析

4.4.3 加减速控制的软件实现

4.4.4 其他关键技术

4.5 本章小结

第5章 实验

5.1 引言

5.2 点胶效果实验

5.3 轨迹规划实验

结论

参考文献

附录1

附录2

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致谢