臺達(dá)高速通訊運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在PCB鉆孔機(jī)上的應(yīng)用

1 PCB構(gòu)成及應(yīng)用介紹

PCB（Printed Circuit Board），中文名稱為印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。PCB鉆孔機(jī)是應(yīng)用于PCB(Printed Circuit Board)印刷電路板加工過程中開鉆孔工藝的一種機(jī)器設(shè)備。臺達(dá)高速通信運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，基于臺達(dá)DMCNET高速運(yùn)動(dòng)控制協(xié)議，以A01運(yùn)動(dòng)控制卡為核心，整合A2-F伺服，RM數(shù)字量輸入模組，RM數(shù)字量輸出模組，構(gòu)成完整的PCB鉆孔機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案，提供高速穩(wěn)定，控制精準(zhǔn)的PCB鉆孔工藝技術(shù)應(yīng)用。圖1為PCB示意圖。

PCB鉆孔機(jī)是應(yīng)用于PCB加工過程中鉆孔工藝的一種機(jī)器設(shè)備。鉆孔的主要目的是讓電子元件的針腳可以插過PCB板進(jìn)行焊接，或者使PCB不同層面的線路上下導(dǎo)通（VIA)以滿足電路設(shè)計(jì)要求。PCB鉆孔機(jī)示意圖和PCB(已打孔、插件型)示意圖分別如圖2和圖3所示。

DMCNET（Delta Motion Control Network），簡稱DMC Net，是臺達(dá)自主研發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制協(xié)議。DMCNET通信速率高達(dá)20Mbps，最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)30米。同時(shí)采用雙路不同CRC校驗(yàn)碼進(jìn)行通信，極大地提高了通信的可靠度和穩(wěn)定性。

臺達(dá)高速通信運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基于DMCNET，以A01運(yùn)動(dòng)控制卡為核心，整合A2-F伺服驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)、GA01網(wǎng)關(guān)模組、GE04集合式模擬量輸入輸出模組、GE16集合式數(shù)字量輸入輸出模組、GE01PI脈沖輸出模組、GE01PG手搖輪輸入模組、RM32遠(yuǎn)程數(shù)字量輸入輸出模組、RM64遠(yuǎn)程數(shù)字量輸入輸出模組、RM04PI遠(yuǎn)程脈沖輸入輸出模組等一系列運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品，構(gòu)成了完整的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。可以提供高速精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制，完美應(yīng)用于PCB鉆孔機(jī)系統(tǒng)。

2 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)

PCB鉆孔機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)A01運(yùn)動(dòng)控制卡1張。X軸5.5kW A2-F伺服、Y軸5.5kW A2-F伺服、Z1軸750wA2-F伺服帶兩個(gè)主軸、Z2軸750W A2-F伺服帶兩個(gè)主軸、Z3軸750W A2-F伺服帶兩個(gè)主軸。圖4為運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)示意圖。

3 軟件系統(tǒng)架構(gòu)

軟件系統(tǒng)分圖形界面、PCB圖檔解析、路徑優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)指令轉(zhuǎn)換、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行、刀庫控制、狀態(tài)監(jiān)視和系統(tǒng)配置等模塊。圖5是軟件畫面示意圖。

圖形界面是人機(jī)溝通的接口，通過圖形化顯示，提供了直觀便捷的設(shè)備操作方式，并對設(shè)備運(yùn)行的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)回饋。
PCB圖檔解析，可以將*.rep、*.pho、*.pcb、*GTP、*.dwg等各種PCB設(shè)計(jì)圖檔進(jìn)行解析，以便運(yùn)動(dòng)執(zhí)行。
路徑優(yōu)化，將解析后的路徑，通過數(shù)學(xué)運(yùn)算，進(jìn)行優(yōu)化，以減少x、y軸的不必要運(yùn)動(dòng)，提高設(shè)備效率。
運(yùn)動(dòng)指令轉(zhuǎn)換，將優(yōu)化后的命令轉(zhuǎn)變成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)命令，命令執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)到點(diǎn)，直線插補(bǔ)，圓弧插補(bǔ)，速度運(yùn)動(dòng)等。
運(yùn)動(dòng)執(zhí)行，運(yùn)動(dòng)控制卡對運(yùn)動(dòng)指令進(jìn)行解析，透過DMCNET協(xié)議，控制伺服驅(qū)動(dòng)器，輸入輸出模組等子站動(dòng)作。
刀庫控制，進(jìn)行刀長檢測監(jiān)測，換刀管理等。
狀態(tài)監(jiān)視，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的整體運(yùn)行狀態(tài)，即時(shí)獲取異常訊息，通過圖形界面告知操作者。
系統(tǒng)配置，管理整個(gè)系統(tǒng)的所有參數(shù)，如伺服加減速時(shí)間，最大速度，輸入輸出模塊的初始狀態(tài)等。
圖6為程序源碼示意圖。

4 結(jié)束語
臺達(dá)高速通信運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有架構(gòu)完善、高速通信、控制精準(zhǔn)、配線簡單和維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于PCB鉆孔機(jī)設(shè)備，可以方便系統(tǒng)的整體規(guī)劃配置，極大提高設(shè)備的整理運(yùn)行效能。