面向微電子封裝的兩自由度高速精密定位系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)微電子封裝工業(yè)的發(fā)展，微電子封裝設(shè)備的發(fā)展也越來(lái)越快。本文正是以開(kāi)發(fā)面向微電子封裝設(shè)備-自動(dòng)超聲波引線鍵合機(jī)的高速、高精度定位系統(tǒng)為目標(biāo)，以有限元法、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法、運(yùn)動(dòng)控制和模式匹配等理論作為手段，系統(tǒng)地研究了高速、高精度XY定位平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加減速控制算法和插補(bǔ)算法以及視覺(jué)定位的關(guān)鍵技術(shù)，并建造出了XY精密定位平臺(tái)樣機(jī)一臺(tái)，制作了運(yùn)動(dòng)控制卡各模塊，開(kāi)發(fā)了基于模式匹配的視覺(jué)系統(tǒng)。論文主要內(nèi)容有以下三個(gè)方面： 設(shè)計(jì)了一臺(tái)

2、采用步進(jìn)電機(jī)-滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)的XY高速、高精度定位平臺(tái)。提出了XY高速精密定位平臺(tái)靜、動(dòng)態(tài)特性的有限元分析方法，探討了XY定位平臺(tái)在不同載荷情況下的力學(xué)行為，分析了XY定位平臺(tái)的固有頻率和模態(tài)振型。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)XY高速精密平臺(tái)的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)了基于USB通用串行總線和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的運(yùn)動(dòng)控制卡的各個(gè)模塊。在硬件方面，采用TI公司的高性能DSP芯片TMS320LF2407A作為步進(jìn)電機(jī)的主控制器，輔以外圍電

3、路實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制，并采用USB通用串行總線接口芯片CY7C68013A完成了DSP與PC機(jī)之間的高速通信；在軟件方面，實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的T形加減速控制算法和S形加減速控制算法，選擇最小偏差法實(shí)現(xiàn)了兩軸直線插補(bǔ)，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)了步進(jìn)電機(jī)各種運(yùn)動(dòng)方式的程序，在使用CYPRESS公司EZ-USBFX2通用驅(qū)動(dòng)程序的基礎(chǔ)上，調(diào)用其提供的兩種控制函數(shù)庫(kù)中的接口控制函數(shù)，開(kāi)發(fā)了PC機(jī)上的運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)，并做成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，方便用戶調(diào)用。 建立了一套

4、視覺(jué)定位系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。在硬件方面，先分析了CCD攝像頭、圖像采集卡和鏡頭等圖像采集硬件對(duì)采集芯片圖像影響并按檢測(cè)要求，選用了NI公司的1405型圖像采集卡和威視公司的VC-513D工業(yè)用CCD攝像機(jī)，搭建了視覺(jué)定位的硬件系統(tǒng)；在軟件方面，使用VS.NET平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)圖像處理、模式匹配軟件，圖像處理和模式匹配是整套視覺(jué)定位系統(tǒng)的核心，采用NI公司的IMAQVision8.2軟件包，利用其提供的圖像處理算法庫(kù)，通過(guò)圖像獲取、圖像標(biāo)定和圖像增