系统特点及关键指标

本系统方案的主要特点及关键指标如下。

l 自动化检测系统，整体系统基于可编程操作的基础构架，对同一规格产品，完成编程录入后，用户只需输入规格型号，即自动完成产品检测。

l 高精度、高分辨率光学成像系统，采用线阵扫描、面阵观察相结合，线扫描采用TDI相机分辨率达到16K，面阵相机采用5000万像素彩色相机，成像分辨率*高可达1μm；

l 高精度、高平稳性运动机构平台，具备高刚性、高运动控制精度，在1-2μm光学分辨率状态下可达到140mm/s的扫描运动速度；

l 智能检测算法，结合图像处理及深度学习技术，对产品线路缺陷进行智能化、高准确率检测，实现缺陷检测准确率>99%，并具有缺陷学习、分类的功能。

系统各部分设计

 龙门式双驱直线平台

为实现检测系统与产品之间的高精度扫描运动，采用龙门式双驱直线电机平台，产品静止不动，由检测系统相对产品进行运动实现图像扫描、成像观测。主要特点：1）采用花岗石作为运动平台的底座及骨架，保障系统的刚性、隔振及稳定性；2）Y方向采用水平安装的直线电机，X1、X2为两套平行安装的直线电机直线模组，两组模组同步驱动实现高精度的直线位移；3）X、Y方向各安装一套光栅尺系统，用于产品图像采集的同步、实时运动坐标的读取；4）Z方向采用“丝杆+导轨+伺服电机+光栅尺”的结构，与激光测距传感器一起形成闭环控制，实现自动聚焦调节。本系统直线运动平台基于Hiwin直线电机、导轨系统进行定制设计。图3为敝司之前检测设备项目所用龙门式双驱直线电机平台，达到了300mm/s运动速度、2μm重复定位精度。

控制平台

采用以色列ACS独立式控制器，如图4。由EtherCAT主站MPU(运动处理器）和在每个EtherCAT从站上的伺服处理器（SPil)构成。MPU可以管理至多达64个同步轴的系统，执行高水平任务，比如通讯ACSPL+和PLC编程，诊断I/O控制和轨迹的规划。在每个节点上的SPii浮点处理器执行时控制算法*多到4个轴，每个轴的采样和刷新率都是20KHZ。开放式的EtherCAT风格，能支持第三方的驱动和IO，提供全面的软件工具以便分析、整定和诊断，强大的ACSPL+多线程运动语言，EtherCAT网络的扫描周期为2KHZ（或者5KHZ），其中所有ACS驱动器的伺服周期为20KHZ。

图4  ACS运动控制器

ACS 运动控制器的特性：

1） 模块化，通过EtherCAT通讯可扩展的解决方案；

2） 多轴同步*多64轴；

3） 驱动器电压12V到560V；

4） 电流从1.25 /2.5 到45/90A；

5） 应用NanoPWM驱动器；

6） 20kHZ伺服周期对应位置，速度和电流环；

7） *大5kHZ的轨迹；

8） 轴数量不影响控制伺服周期。

ACS 运动控制器的性能指标：

1) 多轴点对点，jog跟随运动和连续点位运动；

2) 以圆弧和直线转角处理的带速度前瞻的多轴路径规划用于*佳的精度和产量；

3) PVT三次样条插补的任意轨迹；

4) 三阶运动规划(S型曲线)；

5) 飞行运动中改变目标位置和运动参数；

6) 正逆解运动解耦和坐标变换；

7) 位置和速度锁定的主从运动；

8) (电子齿轮/CAM)和虚拟主轴；

9）用户界定单位值；

10）64位浮点数运算；

11）动态误差补偿(2D&3D)；

12）复杂的数学表达式和丰富的逻辑，统计，计算，三角函数和信号处理函数；

13）用户定义自动执行程序（软件编程中断），逻辑条件满足时即刻触发；

14）自定义各种安全相关或者系统错误的响应；

15）采集速率达到20kHz的实时数据采集。