系統特點(diǎn)及關(guān)鍵指標
本系統方案的主要特點(diǎn)及關(guān)鍵指標如下。
l 自動(dòng)化檢測系統，整體系統基于可編程操作的基礎構架，對同一規格產(chǎn)品，完成編程錄入后，用戶(hù)只需輸入規格型號，即自動(dòng)完成產(chǎn)品檢測。
l 高精度、高分辨率光學(xué)成像系統，采用線(xiàn)陣掃描、面陣觀(guān)察相結合，線(xiàn)掃描采用TDI相機分辨率達到16K，面陣相機采用5000萬(wàn)像素彩色相機，成像分辨率*高可達1μm；
l 高精度、高平穩性運動(dòng)機構平臺，具備高剛性、高運動(dòng)控制精度，在1-2μm光學(xué)分辨率狀態(tài)下可達到140mm/s的掃描運動(dòng)速度；
l 智能檢測算法，結合圖像處理及深度學(xué)習技術(shù)，對產(chǎn)品線(xiàn)路缺陷進(jìn)行智能化、高準確率檢測，實(shí)現缺陷檢測準確率>99%，并具有缺陷學(xué)習、分類(lèi)的功能。
系統各部分設計
龍門(mén)式雙驅直線(xiàn)平臺
為實(shí)現檢測系統與產(chǎn)品之間的高精度掃描運動(dòng)，采用龍門(mén)式雙驅直線(xiàn)電機平臺，產(chǎn)品靜止不動(dòng)，由檢測系統相對產(chǎn)品進(jìn)行運動(dòng)實(shí)現圖像掃描、成像觀(guān)測。主要特點(diǎn)：1）采用花崗石作為運動(dòng)平臺的底座及骨架，保障系統的剛性、隔振及穩定性；2）Y方向采用水平安裝的直線(xiàn)電機，X1、X2為兩套平行安裝的直線(xiàn)電機直線(xiàn)模組，兩組模組同步驅動(dòng)實(shí)現高精度的直線(xiàn)位移；3）X、Y方向各安裝一套光柵尺系統，用于產(chǎn)品圖像采集的同步、實(shí)時(shí)運動(dòng)坐標的讀??；4）Z方向采用“絲桿+導軌+伺服電機+光柵尺"的結構，與激光測距傳感器一起形成閉環(huán)控制，實(shí)現自動(dòng)聚焦調節。本系統直線(xiàn)運動(dòng)平臺基于Hiwin直線(xiàn)電機、導軌系統進(jìn)行定制設計。圖3為敝司之前檢測設備項目所用龍門(mén)式雙驅直線(xiàn)電機平臺，達到了300mm/s運動(dòng)速度、2μm重復定位精度。
控制平臺
采用以色列ACS獨立式控制器，如圖4。由EtherCAT主站MPU(運動(dòng)處理器）和在每個(gè)EtherCAT從站上的伺服處理器（SPil)構成。MPU可以管理至多達64個(gè)同步軸的系統，執行高水平任務(wù)，比如通訊ACSPL+和PLC編程，診斷I/O控制和軌跡的規劃。在每個(gè)節點(diǎn)上的SPii浮點(diǎn)處理器執行時(shí)控制算法*多到4個(gè)軸，每個(gè)軸的采樣和刷新率都是20KHZ。開(kāi)放式的EtherCAT風(fēng)格，能支持第三方的驅動(dòng)和IO，提供全面的軟件工具以便分析、整定和診斷，強大的ACSPL+多線(xiàn)程運動(dòng)語(yǔ)言，EtherCAT網(wǎng)絡(luò )的掃描周期為2KHZ（或者5KHZ），其中所有ACS驅動(dòng)器的伺服周期為20KHZ。
圖4 ACS運動(dòng)控制器
ACS 運動(dòng)控制器的特性：
1） 模塊化，通過(guò)EtherCAT通訊可擴展的解決方案；
2） 多軸同步*多64軸；
3） 驅動(dòng)器電壓12V到560V；
4） 電流從1.25 /2.5 到45/90A；
5） 應用NanoPWM驅動(dòng)器；
6） 20kHZ伺服周期對應位置，速度和電流環(huán)；
7） *大5kHZ的軌跡；
8） 軸數量不影響控制伺服周期。
ACS 運動(dòng)控制器的性能指標：
1) 多軸點(diǎn)對點(diǎn)，jog跟隨運動(dòng)和連續點(diǎn)位運動(dòng)；
2) 以圓弧和直線(xiàn)轉角處理的帶速度前瞻的多軸路徑規劃用于*佳的精度和產(chǎn)量；
3) PVT三次樣條插補的任意軌跡；
4) 三階運動(dòng)規劃(S型曲線(xiàn))；
5) 飛行運動(dòng)中改變目標位置和運動(dòng)參數；
6) 正逆解運動(dòng)解耦和坐標變換；
7) 位置和速度鎖定的主從運動(dòng)；
8) (電子齒輪/CAM)和虛擬主軸；
9）用戶(hù)界定單位值；
10）64位浮點(diǎn)數運算；
11）動(dòng)態(tài)誤差補償(2D&3D)；
12）復雜的數學(xué)表達式和豐富的邏輯，統計，計算，三角函數和信號處理函數；
13）用戶(hù)定義自動(dòng)執行程序（軟件編程中斷），邏輯條件滿(mǎn)足時(shí)即刻觸發(fā)；
14）自定義各種安全相關(guān)或者系統錯誤的響應；
15）采集速率達到20kHz的實(shí)時(shí)數據采集。
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