自动光学检测仪通信系统设计

1、    自动光学检测仪通信系统设计摘要：为了提高控制系统的稳定性和智能控制性能，设计出基于CAN总线的自动光学检测通信系统。分析了自动光学检测通信系统的特点，以及在自动光学检测中的应用，利用多个XCl64CS型微控制器实现整个系统的通信。描述了该系统的硬件组成结构和工作原理，给出了系统CAN总线接口以及CAN总线的软件设计。自动光学检测通信系统已成功应用于印刷电路板PCB自动光学检测仪中，实验结果表明，该系统运行稳定可靠，满足PCB自动光学检测仪控制系摘要：为了提高控制系统的稳定性和智能控制性能，设计出基于CAN总线的自动光学检测通信系统。分析了自动光学

2、检测通信系统的特点，以及在自动光学检测中的应用，利用多个XCl64CS型微控制器实现整个系统的通信。描述了该系统的硬件组成结构和工作原理，给出了系统CAN总线接口以及 CAN总线的软件设计。自动光学检测通信系统已成功应用于印刷电路板PCB自动光学检测仪中，实验结果表明，该系统运行稳定可靠，满足PCB自动光学检测仪控制系统的要求。关键词：CAN总线；XC164CS；自动光学检测；自动控制；印刷电路板(PCB)    在现代工业自动化生产中，涉及到各种各样的检验、生产监控及零件测量、识别应用等环节，然而通常人眼很难连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作，一般

3、物理量传感器也较难实现这些功能。而利用光电成像系统采集被检测目标的图像，并经计算机或专用的图像处理模块进行数字化处理。与一般图像处理系统相比，自动光学检测更强调精度、速度，以及工业现场环境下的可靠性。因此，这里提出一种基于CAN总线的自动光学检测通信系统设计方案，该系统设计能够满足PCB自动光学检测控制系统的指标要求。1 自动光学检测通信系统分析    自动光学检测系统具有快速准确、可重复性强以及自动化程度高等特点。自动光学检测技术的出现极大地减轻了人工检测的压力，解决了传统人工检测中的许多问题，提高了产品的检测质量和速度，为工业领域自动检测提供了革命性的解决方案

4、。    分布式的现场总线能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，成为了该自动光学检测系统的最佳选择。分布式的现场总线控制系统比集散型控制系统更好地体现了 “信息集中、控制分散”的特点。且分布式控制系统在适用范围、可扩展性、控制速度、系统模块化、可维护性、抗单点故障等方面具有明显优势。    控制器局域网(CAN)总线是一种在工业控制中应用的总线，带宽利用率高，纠错能力强，并且废除了传统的站地址编码，采用对通信数据块进行编码，可以多主方式工作；运用非破坏性仲裁技术，有效避免了总线冲突；短帧结构，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送

5、的时间短；每帧数据都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据传输的高可靠性，适用于高干扰环境下；节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线功能，使总线上其他操作不受影响；可以点对点，一对多及广播集中方式传送和接收数据。因此，CAN总线满足该控制系统的数据总线要求。    本设计采用英飞凌开发的16位微控制器系列中的XCl64CS为控制器，并成功地将其应用到PCB板面缺陷自动光学检测仪的控制系统。2 通信系统总体设计方案21 系统组成原理    自动光学检测系统由上板部分、扫描正面、扫描反面、分拣1、分拣2以及主机共6部分组成，整个系统使用

6、的电机有5类共19个、气缸11个以及各类传感装置若干。整个系统架构如图1所示。    由于整个控制系统对实时性、稳定性以及协调性要求很高，整个控制模式分为制作标准板模式、单步运行模式以及检测模式，对于模式间转换的灵活性要求也很高。而分布式控制系统因其具有高可靠性、开放性、灵活性、协调性、控制功能齐全和易于维护等特点，完全满足本控制系统的要求。    分布式控制系统使用较多的网络拓扑结构有星型、环型和总线型3种。其中星型结构(中央控制型)中所有通信都经中央控制节点，若中央控制节点有故障，则整个系统就会瘫痪；环型结构中相邻控制节点顺序连接，形成环路，信息一般仅以一个方向在环上从源节点传送到目的节点，发生故障时可支持双向传输，但环路一般封闭，不利于节点的扩充；而总线型结构的所有节点都共享一个公共