基于LabVIEW的機器人IC自動燒錄系統(tǒng)

王金華

（惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司）

基于LabVIEW的機器人IC自動燒錄系統(tǒng)

王金華

（惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司）

本設(shè)計是基于LabVIEW人機交互平臺軟件以及結(jié)合機器人運動平臺，實現(xiàn)IC自動燒錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠代替手工燒錄盤裝IC，不僅降低人為因素導(dǎo)致IC損壞的風(fēng)險，并且有效的保證了IC燒錄產(chǎn)量。

LabVIEW；機器人；IC燒錄；cPCI-7260板卡

隨著電子產(chǎn)品的不斷升級，越來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的形狀大小及運輸要求，當(dāng)前IC的來料方式有管狀、卷裝及盤裝。這三種來料方式在人工手動燒錄模式下需要更換很多的燒錄機，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。為了解決手工燒錄盤裝IC的問題，本設(shè)計結(jié)合機器人及LabVIEW軟件平臺實現(xiàn)了IC自動燒錄系統(tǒng)。

關(guān)鍵硬件描述

（1）六關(guān)節(jié)機器人是一種可以實現(xiàn)多維空間快速進行精確定位的六軸機械手臂。

（2）EC燒錄機是一種驅(qū)動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，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 硬件實現(xiàn)原理圖

1 本設(shè)計實現(xiàn)IC自動正確取放原理

1.1 實現(xiàn)機器人將IC從物料盤中正確取IC過程

本設(shè)計采用碼垛矩陣的算法將料盤的長和寬按照均分方式分配每片IC的相對中心點坐標(biāo)，再結(jié)合機器人進行料盤四點方位示教機器人工具點坐標(biāo)，使得機器人在運行過程中能夠按照計算后的點坐標(biāo)進行精準(zhǔn)定位。每當(dāng)機器人運行至盤裝IC相對正上方時cPCI-7260板卡的DO端口輸出信號，真空閥接收到控制信號后通過防靜電吸嘴將IC吸取，從而實現(xiàn)機器人對IC進行逐個吸取的過程。

1.2 如何實現(xiàn)機器人將IC正確放入燒錄機過程

本設(shè)計采用兩次視覺矯正算法。由于每片IC在料盤中都會存在虛位，當(dāng)機器人吸取IC時，吸取的位置不一定是IC的正中心，因此每個吸嘴上的IC都需要進行第一次相機拍照，根據(jù)IC管腳的特點運用視覺邊界掃描的算法分析出當(dāng)前IC的XY坐標(biāo)與模板XY坐標(biāo)的偏差角度及偏移量。燒錄機的基座在下壓過程中存在虛位，cPCI-7260板卡的DO端口輸出信號控制電磁閥下壓燒錄基座后，固定在機器人手臂上的相機對燒錄機進行第二次拍照，根據(jù)燒錄機金手指的特點運用視覺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)換成機器人矯正IC放入燒錄基座的新坐標(biāo)，從而達到精準(zhǔn)放入的目的。

2 本設(shè)計實現(xiàn)IC自動區(qū)分燒錄成功與燒錄失敗過程

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

3 本設(shè)計實現(xiàn)燒錄成功后的IC進行標(biāo)記過程

本設(shè)計在機器人手臂上設(shè)計的工具可以固定不干記號筆，當(dāng)整盤IC都燒錄完成后，機器人根據(jù)示教的碼垛坐標(biāo)對料盤中的IC進行打點。

4 本設(shè)計實現(xiàn)每次可燒錄10層料盤過程

燒錄前可以疊放10層料盤，系統(tǒng)開始運行時通過光纖傳感器檢測當(dāng)前料盤位置與基準(zhǔn)盤的高度差，再結(jié)合每層料盤的厚度，推算出料盤的總層數(shù)。系統(tǒng)在待燒錄料盤示教基準(zhǔn)料盤坐標(biāo)以及在已燒錄完成位置示教料盤坐標(biāo)。每當(dāng)燒錄完成的料盤做完標(biāo)記后，機器人的工具手臂運動該層的坐標(biāo)點，cPCI-7260板卡的DO端口輸出控制夾料盤氣缸工作，機器人將該層的料盤夾緊，按照料盤遞增方式放置已燒錄料盤位置。

5 本設(shè)計基于LabVIEW軟件平臺實現(xiàn)機器人、燒錄機及盤裝IC控制原理

本設(shè)計通過自主編輯LabVIEW代碼選擇使用cPCI-7260板卡驅(qū)動DLL底層軟件接口，實時訪問板卡每個端口的數(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)計相應(yīng)的觸發(fā)事件，這些事件數(shù)據(jù)再通過TCP/IP協(xié)議與機器人進行數(shù)據(jù)對接，當(dāng)機器人上位機軟件獲取到觸發(fā)事件的數(shù)據(jù)后機器人調(diào)取示教時的坐標(biāo)點數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)LabVIEW軟件平臺控制機器人運動的過程。

[1]徐曉東，鄭對元，肖武，編著.LabVIEW8.5常用功能與編程實例精講（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，研究方向為汽車電子。