SynqNet運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)在升級(jí)自動(dòng)化光學(xué)檢查系統(tǒng)（AOI）中的應(yīng)用

        用戶概況與用戶要求
　　
　　安捷倫的客戶主要從事高精度表面貼裝印刷電路板 （PCB）的裝配，他們要求安捷倫為其提供可應(yīng)用于表面貼裝技術(shù)（SMT） 生產(chǎn)線的自動(dòng)化光學(xué)檢驗(yàn)系統(tǒng) (AOI) ，并且對(duì)該系統(tǒng)提出了明確的要求： 在獲得更高的性能、生產(chǎn)能力和可靠性的同時(shí)徘意，實(shí)現(xiàn)更低的成本。
　　
　　為此轩褐，安捷倫組織設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)SJ50 系列Ⅱ型自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)椎咧，這是改造整個(gè)PCB 測(cè)試家族的第一個(gè)階段，也將是未來(lái)整個(gè) AOI 系統(tǒng)的奠基石灾挨。要改造這個(gè)革命性的設(shè)計(jì)邑退，需要出色運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的配合竹宋，以確保項(xiàng)目實(shí)施達(dá)到技術(shù)要求劳澄。通過(guò)在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)內(nèi)嚴(yán)格的篩選地技，安捷倫最終選擇了MEI 公司的運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)和SynqNet 運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)其自動(dòng)化光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)秒拔。項(xiàng)目期望在一年內(nèi)完成墅纲，并實(shí)現(xiàn)提高性能同時(shí)降低成本的承諾。
　　
　　安捷倫 SJ50 系列Ⅱ型自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)是一款基于光學(xué)的高級(jí)檢查工具恐呢，在行業(yè)內(nèi)首次突破性地使用固態(tài)建模游淆，來(lái)測(cè)量和突出具有逼真的三維視覺(jué)效果的元件和焊點(diǎn)的特征。該系列可用于表面貼裝技術(shù) （SMT）線路中的多個(gè)位置节婶，包括回流后焊點(diǎn)檢查回流前元件位置測(cè)量以及粘貼后二維焊膏檢查擎丘。
　　
　　項(xiàng)目描述
　　
　　整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在不同國(guó)家完成的，其中機(jī)械平臺(tái)的設(shè)計(jì)在愛(ài)爾蘭進(jìn)行享积，控制器的設(shè)計(jì)在美國(guó)的科羅拉多州進(jìn)行边久。在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，安捷倫的設(shè)計(jì)小組充分考慮了項(xiàng)目和設(shè)計(jì)的統(tǒng)一履岂。安捷倫運(yùn)動(dòng)控制工程師 Barry Eppler 表示：“ 使用正確的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)意味著可以將其重復(fù)用于多個(gè)產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中遏治，從而簡(jiǎn)化產(chǎn)品線，并且降低制造成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間函强。通過(guò)簡(jiǎn)化培訓(xùn)和支持并減少支持零件庫(kù)存鸵安，我們還能降低客戶的運(yùn)營(yíng)成本》戳В”因此昵慌，安捷倫著眼于運(yùn)動(dòng)解決方案的整個(gè)范圍，使設(shè)計(jì)始終圍繞著三個(gè)核心要求：
　　
　　1. 基于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)之上的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)
　　2. 包括運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的整個(gè)結(jié)構(gòu)必須是開(kāi)放式的
　　3. 高性能的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)淮蜈，以滿足安捷倫應(yīng)用軟件的要求
　　
　　數(shù)字網(wǎng)絡(luò)
　　
　　數(shù)字網(wǎng)絡(luò)可以改善大量模擬配線帶來(lái)的線束成本昂貴的窘境废离，從而降低材料成本、提高可靠性礁芦、并允許更復(fù)雜的硬件通信蜻韭。正如 Eppler 指出的，減少電纜可以獲得顯而易見(jiàn)的成本收益柿扣，然而數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)還不止于此肖方，更少的電纜意味著更少的連接點(diǎn)和更高的可靠性。在一個(gè)數(shù)字伺服網(wǎng)絡(luò)中未状，該網(wǎng)絡(luò)本身取代了傳統(tǒng)的控制器地盤(pán)和底板俯画，使得該設(shè)計(jì)可以輕松實(shí)現(xiàn)升級(jí)而無(wú)需底盤(pán)、電源和連接器的基線成本司草。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講艰垂，安捷倫希望實(shí)現(xiàn)一條“富通信數(shù)據(jù)通路”，以添加額外的信息和功能埋虹。通過(guò)使用這一更加豐富的通信吭辛，安捷倫能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)配置和下載功能裁愉，并進(jìn)行自動(dòng)診斷。
　　
　　開(kāi)放性
　　設(shè)計(jì)小組從項(xiàng)目開(kāi)始就明確了設(shè)計(jì)目標(biāo)：系統(tǒng)的開(kāi)放性要貫穿始終嘴净，而不僅僅局限于 PC 機(jī)和運(yùn)動(dòng)子系統(tǒng)属缚，總之，整個(gè)控制結(jié)構(gòu)要盡可能地開(kāi)放护狠。Eppler解釋說(shuō)：“該數(shù)字運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是開(kāi)放且具有互操作性―― 要真正具有支持即插即用更換驅(qū)動(dòng)器的能力隧鸠。” 這也是將新的控制結(jié)構(gòu)應(yīng)用在安捷倫 AOI 產(chǎn)品系列上并實(shí)現(xiàn)成本控制的關(guān)鍵所在同蚂。
　　
　　高性能運(yùn)動(dòng)
　　 安捷倫的設(shè)計(jì)小組為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置了積極的性能標(biāo)準(zhǔn)懊玖。“高性能”意味著具有處理高速率編碼器數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰θ酉唷⒛?shù)轉(zhuǎn)換的高分辨率和高伺服采樣率的能力援仍，從而能夠使機(jī)器的通過(guò)量達(dá)到最大。
　　
　　MEI SynqNet 解決方案
　　
　　安捷倫的設(shè)計(jì)小組考慮了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求察夕，正式評(píng)估并最終選擇了SynqNet 數(shù)字運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和 MEI 的 XMP-SynqNet 解決方案妖坡，以及來(lái)自Kollmorgen 的 CD SynqNet 驅(qū)動(dòng)器。MEI SynqNet 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是一種高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)区匣，該控制系統(tǒng)提供一條具有成本效益的途徑偷拔，并為新型或現(xiàn)有產(chǎn)品增進(jìn)價(jià)值。MEI SynqNet是一種可為機(jī)器帶來(lái)附加故障診斷亏钩、性能和可靠性等優(yōu)勢(shì)的實(shí)時(shí)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)莲绰。MEI 的 XMP SynqNet 產(chǎn)品與 SynqNet 數(shù)字運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接口一起可以滿足這一設(shè)計(jì)方案的諸多要求。
　　
　　可靠的互操作系統(tǒng)
　　MEI SynqNet 是一個(gè)基于以太網(wǎng)的開(kāi)放的并可實(shí)現(xiàn)互操作的運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)姑丑。SynqNet上的伺服驅(qū)動(dòng)器幾乎可以同任一個(gè)廣泛使用的操作系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)軟件進(jìn)行互操作蛤签。由于多操作系統(tǒng)和計(jì)算平臺(tái)中都支持MPI C/C++庫(kù)，安捷倫能夠靈活地為下一代機(jī)器選擇平臺(tái)和操作系統(tǒng)栅哀，而無(wú)需束縛在單一解決方案上震肮。根據(jù)Eppler的介紹，安捷倫不但成功地將MPI C庫(kù)集成到SJ機(jī)器之中留拾，而且還集成到正在開(kāi)發(fā)中的用于其它新產(chǎn)品的應(yīng)用軟件編碼之中戳晌。
　　
　　開(kāi)放的系統(tǒng)
　　 MEI SynqNet 數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和解決方案的運(yùn)動(dòng)軟件編碼是與MEI 的 運(yùn)動(dòng)編程接口（ MPI）、 MotionConsole? 和 MotionScope? 共同開(kāi)發(fā)的痴柔。Eppler 表示：“MEI 提供最新的工具沦偎，幫助開(kāi)發(fā)者構(gòu)建非常先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用軟件，同時(shí)溅蓖，還提供針對(duì)客戶可裝運(yùn)應(yīng)用編碼的C庫(kù)鹤仲，以及針對(duì)工程測(cè)試和原型開(kāi)發(fā)的 ActiveX? 工具“希”
　　
　　 SynqNet 的開(kāi)放系統(tǒng)壕赘，使原始設(shè)備制造商和驅(qū)動(dòng)裝置賣方能夠更簡(jiǎn)單地嵌入相關(guān)技術(shù)拾哈，同時(shí)更具成本效益。
　　
　　實(shí)施效果及用戶反饋
　　
　　減少制造時(shí)間
　　 SynqNet 驅(qū)動(dòng)裝置和控制器都與簡(jiǎn)單的“即插型”連接器相連接奏尽，以模塊方式高度簡(jiǎn)化了機(jī)器制造榨豹，從而將機(jī)器配線時(shí)間從數(shù)小時(shí)和數(shù)天縮短到數(shù)分鐘脸嗜。這樣就節(jié)省了將一根串行電纜依次連接到系統(tǒng)中每臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置上所耗費(fèi)的時(shí)間菠珍，同時(shí)也避免了在此過(guò)程中易于產(chǎn)生的錯(cuò)誤。
　　
　　安捷倫的設(shè)計(jì)小組使用 MEI SynqNet建立了基本的控制結(jié)構(gòu)亭弥，并啟動(dòng)了原始程序設(shè)計(jì)阴香，開(kāi)始進(jìn)行硬件平臺(tái)的集成。在第一階段粮剃，由于使用了 Kollmorgen SynqNet 驅(qū)動(dòng)器和第一代 MEI XMP-SynqNet 產(chǎn)品恳蹲，僅僅在一天的時(shí)間里就為一臺(tái) SJ 50 系列Ⅰ型機(jī)器再次配備了新控制器結(jié)構(gòu)。第一階段的成功俩滥，使設(shè)計(jì)小組可以很快轉(zhuǎn)移到新的線性模塊和高分辨率編碼器的新平臺(tái)上嘉蕾。在一周之內(nèi)，該平臺(tái)就使用新驅(qū)動(dòng)器和新控制器運(yùn)行了霜旧。該項(xiàng)目從啟動(dòng)到交付最初產(chǎn)品的全過(guò)程成功地在一年時(shí)間內(nèi)完成错忱。
　　
　　降低成本
　　與采用其它數(shù)字網(wǎng)絡(luò)或模擬運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的機(jī)器相比較，采用SynqNet 進(jìn)行設(shè)計(jì)的機(jī)器挂据，可實(shí)現(xiàn)降低成本以清、簡(jiǎn)化制造過(guò)程、提高可靠性崎逃、以及方便故障的排查等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)掷倔。MEI SynqNet的數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制解決方案利用一根單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)電纜替換大量配線線束，取消了大量的電纜線路和傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)底盤(pán)个绍，同時(shí)降低了控制系統(tǒng)的成本勒葱。僅使用幾個(gè) SynqNet 部件，通過(guò)“即插即用”控制器巴柿，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制错森。
　　
　　Eppler 指出：“現(xiàn)在，我們的高速機(jī)器可以提供接近計(jì)量水平的精度厨杆，這對(duì)我們的客戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的勝利东种。SJ50 系列Ⅱ型正在提供更高的通過(guò)量和精度，同時(shí)系統(tǒng)的價(jià)格也得到降低翎郭〈橐耄”
　　
　　提升性能
　　MEI SynqNet 是一種高性能、全數(shù)字的同步運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)蔽掀，能夠簡(jiǎn)化機(jī)器設(shè)計(jì)和制造龄羽，并降低現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持和更新等相關(guān)成本悔邀。這一特性正好可迎合了安捷倫對(duì)于高性能的要求。SynqNet 是唯一“可顯著降低系統(tǒng)配置砂姥、并可具有高于傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)性能”的數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)删舀。
　　
　　正如安捷倫運(yùn)動(dòng)控制工程師 Barry Eppler所說(shuō)：“MEI SynqNet令復(fù)雜的應(yīng)用軟件成為可能，同時(shí)幫助我們實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶的承諾：‘降低成本掠记，提高利潤(rùn)梭狱，在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝“剑’ SynqNet 是一個(gè)構(gòu)思完美的網(wǎng)絡(luò)猾瘸，是將驅(qū)動(dòng)器制造商考慮在內(nèi)而明確開(kāi)發(fā)的，這就得以實(shí)現(xiàn)極高的互操作性水平丢习∏４ィ”
　　
　　SynqNet滿足了苛刻的多軸運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的需要，并符合行業(yè)內(nèi)向全數(shù)字式可互操作連接發(fā)展的趨勢(shì)咐低。 SynqNet 為機(jī)器設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)開(kāi)放式平臺(tái)揽思，使他們可以建造下一代機(jī)器，以滿足對(duì)降低電纜布線见擦、遠(yuǎn)程診斷钉汗、固件下載、多供應(yīng)商支持锡宋、網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單性和安全性等的市場(chǎng)需求儡湾。正是擁有如此多的先進(jìn)性和前瞻性，MEI SynqNet 產(chǎn)品才滿足了自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn)系統(tǒng)（AOI）重新設(shè)計(jì)中的各種要求执俩。
　　

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