封裝，就是指把硅片上的電路管腳，用導線接引到外部接頭處，以便與其它器件連接，封裝形式是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼。
它不僅起著安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等方面的作用，而且還通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件相連接，從而實現內部芯片與外部電路的連接。
因為芯片需要與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也愈便于安裝和運輸。
金屬封裝外殼的要求同性能指標
<一>、封裝外殼的要求
封裝外殼是在工業類電源等設備中大量使用的鋁合金封裝外殼，目前國內市場需求大，適合大批量生產，國內很多封裝外殼加工企業自動化程度極低，還是人工操作為主，部分工廠過渡到了半自動生產線，依然沒有實現生產線的全自動化，函待進行改造。受校企合作企業委托，對該企業現有的封裝外殼自動生產線進行優化設計。由于封裝外殼
產品需求的改變，決定了生產線改進與優化，同樣其生產工藝也需改進與優化，從而導致控制系統進行優化設計。基于此課題，原有控制系統不能滿足新的全自動生產線功能需求，論文從原有的嵌入式控制系統優化設計背景入手，分析與優化了嵌入式系統硬件和軟件，滿足企業新形勢的要求。主要從以下幾個方面進行研究：
1.根據原有的封裝外殼生產工序流程，優化設計了新的生產工序流程，其中介紹了機械手結構設計和運動分析，提出了封裝外殼全自動生產線控制系統的功能需求和性能指標，設計了兩種電控優化方案，通過對比確定采用嵌入式系統控制方案。
2.通過對封裝外殼生產線嵌入式控制器硬件性能指標分析，對嵌入式控制系統硬件設計總體方案進行了優化設計，從而確定了主從控制器為相同的硬件框架。對現有的工業控制器的處理器進行調研，選擇了STM32F407VET6微控制器作為本系統的核心控制芯片，能夠很好地滿足系統功能需求。采用模塊化設計方法，完成嵌入式系統硬件優化設計，同時對通訊電路和控制電路輸入輸出通道的信號隔離以及電源隔離。
較后搭建了實驗平臺，進行了相關功能模塊的測試。
3.對封裝外殼自動生產線嵌入式系統總體軟件架構進行了優化設計，針對主控制器軟件系統的實時性和多任務管理需求，通過對比現有嵌入式實時操作系統，選擇使用了，uC/OS-III實時操作系統，同時完成了主控制器軟件系統的編寫，設計了良好的人機交互界面。通過對從控制器控制機械手運動算法的優化設計，進行了S型曲線速度規劃并通過測試試驗進行了驗證，以及設計了前饋+PID反饋復合控制算法，較后通過MATLAB仿真，證明其運動算法控制性能。
4.對現有的部分生產線進行了現場調試。先對機械手、攻絲工位和放置螺釘工位進行單獨調試，然后對現有裝配好的生產線進行聯機試驗，總結出現的故障，記錄試驗測試數據，根據實際生產效率和產品合格率，滿足合作企業的生產要求。
<二>、蝶形微波器殼體系統優化的性能指標
根據對蝶形微波器殼體自動生產線控制系統的功能需求分析，得出機械手的控制系統是影響其整個自動生產線控制系統的主要因素，是整個控制系統的。結合其機械手機械結構設計和工藝流程分析，發現機械手控制系統的難點是其伺服控制系統，故對伺服控制系統的性能指標提出如下要求：
1)伺服系統定位精度為一0.2mm~+0.2mm。對伺服系統控制算法進行優化，保護伺服系統定位精度。
2)優化后的機械手運動周期為5-7秒。微波器殼
對伺服電機的控制速度運行規劃，使機械手能夠快速到達指定位置，同時保障搬運過程中減少慣性沖擊。環口振動，確認機械手不發生掉料現象。
3)伺服電機具備自動回原點功能，當該生產線斷電后位置信息丟失，為了校正機械手的工作坐標系，其機械手能夠自動搜索并回到機械原點。
滄州恒熙電子有限責任公司
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