一種基于can總線的膠泵控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)。包括膠泵控制器、PC客戶端和工業(yè)觸摸屏客戶端三個組成部分，PC客戶端和工業(yè)觸摸屏客戶端通過CAN總線可同時與膠泵控制器進行通信。膠泵控制器可以接收PC客戶端、工業(yè)觸摸屏客戶端以及IO控制點的多條任務指令，并行執(zhí)行；PC客戶端軟件向膠泵控制器發(fā)送任務指令并接收膠泵控制器的回復信息；工業(yè)觸摸屏客戶端可提供面板安裝和手持兩種工作方式，提供與PC客戶端相同的功能。本實用新型采用CAN總線進行通信，實時性和抗干擾性好。
【專利說明】—種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于半導體裝備控制系統(tǒng)技術，具體地說是一種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]膠泵是涂膠、顯影設備的關鍵部件，其工作原理是通過電機旋轉(zhuǎn)壓縮膠泵內(nèi)曩體，繼而以一定速度將一定容積的光刻膠吐到晶圓表面上；然后電機反轉(zhuǎn)從膠瓶內(nèi)回吸光刻膠到泵體內(nèi)，用于下一次吐膠。由于光刻膠內(nèi)有溶劑通常以液態(tài)形式存在，在光刻膠涂敷工序中多利用高速旋轉(zhuǎn)的方式，借助離心力將光刻膠均勻的涂敷在襯底上，最后在襯底表面形成一層厚度均勻、附著性強、無缺陷的光刻膠層。
[0003]現(xiàn)有膠泵控制系統(tǒng)多采用RS422或RS485總線通訊方式，只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，系統(tǒng)的實時性和可靠性較差，且多是從國外進口，價格昂貴，維護不方便。CAN-bus(Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一,它是一種多主方式的串行通訊總線，基本設計規(guī)范要求有較高的位速率，高抗干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。因而，開發(fā)一套基于CAN總線的、實現(xiàn)PC客戶端與工業(yè)觸摸屏客戶端多主方式膠泵控制系統(tǒng)就顯得尤為重要。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有膠泵控制器系統(tǒng)多采用RS422或RS485總線通訊方式，只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等不足之處，本實用新型要解決的問題是開發(fā)一套基于CAN總線的、實現(xiàn)PC客戶端與工業(yè)觸摸屏客戶端多主方式膠泵控制系統(tǒng)。
[0005]本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是:一種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)，包括:
[0006]若干個膠泵控制器，連接到CAN總線上，還與膠泵一對一連接，用于控制膠泵進行光刻動作；
[0007]若干個PC客戶端，連接到CAN總線上，用于與所述膠泵控制器通信；
[0008]和/或若干個工業(yè)觸摸屏客戶端，連接到CAN總線上，用于與所述膠泵控制器通?目。
[0009]所述膠泵控制器包括:
[0010]ARM Cortex-M3 內(nèi)核處理器，
[0011]CAN收發(fā)器，與所述ARM Cortex_M3內(nèi)核處理器連接，用于連接PC客戶端和/或工業(yè)觸摸屏客戶端；
[0012]IO 口，與所述ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器連接，用于與PLC連接，實現(xiàn)IO點控制；還用于與膠泵的壓力傳感器及HOME傳感器連接，讀取壓力傳感器及HOME傳感器值；
[0013]PWM及反向器電路,與所述ARM Cortex_M3內(nèi)核處理器連接,用于與步進電機驅(qū)動器連接，實現(xiàn)膠泵的吐膠和吸膠；[0014]EEPROM存儲器，與所述ARM Cortex_M3內(nèi)核處理器連接，用于存儲配方、吐膠量校準表及其它配置數(shù)據(jù)；
[0015]RS232轉(zhuǎn)換電路及接口，與所述ARM Cortex_M3內(nèi)核處理器連接，用于與調(diào)試PC相連，實現(xiàn)串口調(diào)試。
[0016]所述PC客戶端通過PCI接口 CAN卡、PCIe接口 CAN卡、USB接口 CAN卡、以太網(wǎng)口CAN卡或RS232轉(zhuǎn)CAN模塊連接到CAN總線上。
[0017]所述工業(yè)觸摸屏客戶端是一種采用ARM9處理器、帶觸摸屏顯示的控制裝置，可提供面板安裝和手持兩種工作方式，采用WinCE操作系統(tǒng)，提供與PC客戶端相同的功能，通過CAN模塊連接到CAN總線上，與膠泵控制器進行通信。
[0018]所述IO點控制是指膠泵控制器可接收PLC的IO控制信號，實現(xiàn)相應的功能。
[0019]本實用新型具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0020]1.本實用新型客戶端與膠泵控制器之間采用CAN總線進行通信，CAN總線是一種多主方式的串行通訊總線，允許多個客戶端同時向膠泵控制器發(fā)送指令，單個節(jié)點發(fā)生故障時對整個系統(tǒng)不會產(chǎn)生破壞，實時性和抗干擾性好。
[0021]2.膠泵控制器可以通過PC客戶端、觸摸屏客戶端和IO點三種方式進行控制，操作方便、靈活。
[0022]3.本實用新型的控制方法基于嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)實現(xiàn)，包括主任務模塊和子任務模塊，可以并行執(zhí)行多條任務指令，提高了設備的生產(chǎn)效率。
[0023]4.本實用新型具有自動生成吐膠量校準表功能，按照設定的吐膠量和速度步長，自動生成吐膠量校準表，提高了吐膠量校準的精度并縮短了校準所用時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為膠泵控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2為膠泵控制器的硬件組成結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3為膠泵控制器并行執(zhí)行多條任務指令流程圖；
[0027]圖4為膠泵控制器自動生成吐膠量校準表流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0029]如圖1所示，為膠泵控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括膠泵控制器、PC客戶端和工業(yè)觸摸屏客戶端三個組成部分，PC客戶端和工業(yè)觸摸屏客戶端通過CAN總線可同時與膠泵控制器進行通信。在本實施例中，最多允許32個客戶端與32個膠泵控制器進行多對多控制。
[0030]如圖2所示，為膠泵控制器的硬件組成結(jié)構(gòu)框圖，主要由ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器(本實施例中為STM32F103ZET6)、CAN收發(fā)器、IO 口、PWM (脈沖寬度調(diào)制)及反向器電路、EEPROM存儲器和RS232轉(zhuǎn)換電路及接口組成。其中，ARM Cortex_M3內(nèi)核處理器，通過CAN收發(fā)器與PC客戶端及工業(yè)觸摸屏客戶端進行通信；通過IO 口與PLC相連，實現(xiàn)IO點控制功能；通過PWM (脈沖寬度調(diào)制)及反向器電路與步進電機驅(qū)動器相連，實現(xiàn)膠泵的吐膠和吸膠功能；通過IO 口讀取膠泵的壓力傳感器及HOME傳感器值；通過EEPROM存儲器存儲配方、吐膠量校準表及其它配置數(shù)據(jù)；通過RS232轉(zhuǎn)換電路及接口與調(diào)試PC相連，實現(xiàn)串口調(diào)試功能。
[0031]膠泵控制器的軟件基于嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，本實施例中采用μ C/0S-1I實現(xiàn)，包括主任務模塊和子任務模塊，可以并行執(zhí)行多條任務指令。實現(xiàn)的具體功能包括膠泵的初始化、讀取膠泵狀態(tài)、控制膠泵的吐膠和吸膠、執(zhí)行配方、設置讀取配方、設置讀取當前配方號、讀取膠泵壓力傳感器的壓力值、讀取膠泵的HOME傳感器的位置值、設置讀取配方校準值、設置讀取壓力報警線、填充膠泵、清洗膠泵、自動生成吐膠量校準表等。
[0032]PC客戶端為運行PC客戶端軟件的工業(yè)PC機。PC客戶端可以采用多種方式連接到CAN總線上，與膠泵控制器進行通信，連接方式包括PCI接口 CAN卡、PCIe接口 CAN卡、USB接口 CAN卡、以太網(wǎng)口 CAN卡及RS232轉(zhuǎn)CAN模塊等，在本實施例中采用RS232轉(zhuǎn)CAN模塊。PC客戶端軟件包括通訊接口庫和客戶端應用程序兩部分。通訊接口庫是采用VisualStudiO2008開發(fā)的一個動態(tài)鏈接庫文件，允許用戶進行二次開發(fā)，包括連接、斷開設備、發(fā)送和接收任務指令接口?？蛻舳藨贸绦蛲ㄟ^通訊接口庫與膠泵控制器通信。
[0033]工業(yè)觸摸屏客戶端是一種采用ARM9處理器、帶觸摸屏顯示的控制裝置，可提供面板安裝和手持兩種工作方式，采用WinCE操作系統(tǒng)，提供與PC客戶端相同的功能，通過CAN模塊連接到CAN總線上，與膠泵控制器進行通信。在本實施例中采用的是5.6寸工業(yè)觸摸屏，面板安裝方式。
[0034]所述IO點控制功能是指膠泵控制器可接收PLC的IO控制信號，實現(xiàn)設置配方號、執(zhí)行配方、讀取膠泵狀態(tài)、膠泵控制器復位等功能。
[0035]如圖3所示，為膠泵控制器并行執(zhí)行多條任務指令流程圖，包括如下步驟:
[0036]主任務模塊8接收來自CAN總線或IO點的任務指令；
[0037]判斷任務指令的格式是否正確，如果正確則繼續(xù)執(zhí)行，否則回復錯誤信息并返回；
[0038]任務指令狀態(tài)表，判斷膠泵狀態(tài)是否允許執(zhí)行該任務，如果允許則繼續(xù)執(zhí)行，否則回復錯誤信息并返回；
[0039]將任務指令通過郵箱分派到相應的子任務模塊中，主任務模塊返回，繼續(xù)從CAN總線或IO點接收任務指令；
[0040]子任務模塊從郵箱中接收到任務指令后，依據(jù)格式判斷是否為步進電機相關任務指令，如果不是，則執(zhí)行相關操作，回復任務指令執(zhí)行結(jié)果并返回；
[0041]如果是步進電機相關任務指令，則將膠泵狀態(tài)設置為忙狀態(tài)，回復任務指令執(zhí)行結(jié)果;
[0042]子任務開始執(zhí)行，在執(zhí)行過程中如果出現(xiàn)錯誤，則將泵狀態(tài)設置為錯誤狀態(tài)并返回；
[0043]子任務正常執(zhí)行結(jié)束，將泵狀態(tài)設置為空閑狀態(tài)，子任務模塊返回，繼續(xù)從郵箱中接收任務指令。
[0044]如圖4所示，為膠泵控制器自動生成吐膠量校準表流程圖，包括如下步驟:
[0045]設定校準測試實驗的吐膠量和速度步長；
[0046]將測試用的盛膠的容器置于可編程讀數(shù)天平上；
[0047]根據(jù)設定步長循環(huán)執(zhí)行配方，控制膠泵吐膠，將膠吐到容器中，每執(zhí)行完一個配方，讀取一次天平的讀數(shù)，將數(shù)值存儲在文件中；[0048]執(zhí)行完所有配方，形成一張不同速度下不同吐膠量的重量表；
[0049]將重量換算為體積，與設定值進行比較，形成吐膠量校準表。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 若干個膠泵控制器，連接到CAN總線上，還與膠泵一對一連接，用于控制膠泵進行光刻動作； 若干個PC客戶端，連接到CAN總線上，用于與所述膠泵控制器通信； 和/或若干個工業(yè)觸摸屏客戶端，連接到CAN總線上，用于與所述膠泵控制器通信； 所述膠泵控制器包括: ARM Cortex_M3內(nèi)核處理器， CAN收發(fā)器，與所述ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器連接，用于連接PC客戶端和/或工業(yè)觸摸屏客戶端； IO 口，與所述ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器連接，用于與PLC連接，實現(xiàn)IO點控制；還用于與膠泵的壓力傳感器及HOME傳感器連接，讀取壓力傳感器及HOME傳感器值； PWM及反向器電路，與所述ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器連接，用于與步進電機驅(qū)動器連接，實現(xiàn)膠泵的吐膠和吸膠； EEPROM存儲器，與所述ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器連接，用于存儲配方、吐膠量校準表及其它配置數(shù)據(jù)； RS232轉(zhuǎn)換電路及接口，與所述ARM Cortex_M3內(nèi)核處理器連接，用于與調(diào)試PC相連，實現(xiàn)串口調(diào)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PC客戶端通過PCI接口 CAN卡、PCIe接口 CAN卡、USB接口 CAN卡、以太網(wǎng)口 CAN卡或RS232轉(zhuǎn)CAN模塊連接到CAN總線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)觸摸屏客戶端是一種采用ARM9處理器、帶觸摸屏顯示的控制裝置，可提供面板安裝和手持兩種工作方式，采用WinCE操作系統(tǒng)，提供與PC客戶端相同的功能，通過CAN模塊連接到CAN總線上，與膠泵控制器進行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的膠泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述IO點控制是指膠泵控制器可接收PLC的IO控制信號，實現(xiàn)相應的功能。
【文檔編號】F04B49/06GK203730271SQ201320784944
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】胡靜濤, 張吉龍, 曹云俠, 遲浩東, 白曉平, 胡和春 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所