摘要：PCB切割系統(tǒng)是一種典型的軌跡運動控制系統(tǒng)，是印制電路板精密切割加工的關(guān)鍵設(shè)備。隨著電子產(chǎn)品向微型化、小型化方向發(fā)展，印制電路板對切割設(shè)備的線型、線寬、線距的性能要求越來越高。

　　PCB切割系統(tǒng)正朝高速、高精度、高可靠性、系統(tǒng)集成化、智能化程度高的方式發(fā)展，在此，推薦使用眾為興自主研發(fā)的ADT-8948A1運動控制卡，開發(fā)成簡單易用的高性能、高可靠的PCB切割系統(tǒng)，可以滿足對PCB切割行業(yè)對運動控制的高速、高精等的要求。

一、引言

　　隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的專用型封閉式系統(tǒng)逐漸向靈活的多樣式數(shù)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的精工化和專業(yè)化，在專用領(lǐng)域，對數(shù)控系統(tǒng)的工作效率和精度要求更進一步提高，在靈活多樣式的數(shù)控系統(tǒng)中延伸出各種專業(yè)高效的專用數(shù)控設(shè)備，在解決靈活多樣與專一高效的矛盾中發(fā)展，出現(xiàn)了各種通用系統(tǒng)平臺和專用系統(tǒng)平臺，PCB切割系統(tǒng)就是由通用切割領(lǐng)域延伸出來的專門針對PCB穿孔和切割進行高效工作的一種專業(yè)高效的專用數(shù)控系統(tǒng)。

　　隨著我國電子工業(yè)的快速發(fā)展和集成電路的廣泛應(yīng)用，對印刷線路板切割精度、線形的要求越來越高。為了滿足對高速高精度印刷電路板加工的需求，眾為興在WINDOWS系統(tǒng)平臺上，研制了基于ADT-8948A1運動控制卡直接插入PC機的PCI插槽的PCB切割控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有運行速度快、控制精度高、性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，經(jīng)過多個印刷電路板加工廠家實踐使用證明，該系統(tǒng)具有簡單易用、高效、高精、高可靠性。

二、基于控制卡運動系統(tǒng)的設(shè)計

　　1、ADT-8948A1卡簡介

　　（1）、32 位 PCI 總線，即插即用

　?。?）、所有輸入、輸出均采用光耦隔離,抗干擾性強

　　（3）、4 軸伺服/步進電機控制，既可獨立控制，互不影響

　?。?）、脈沖輸出的頻率誤差小于 0.1%

　　（5）、最大脈沖輸出頻率為 4MHz

　　（6）、脈沖輸出可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式

　?。?）、4軸均有位置反饋輸入，32位計數(shù)，最大計數(shù)范圍 - 2,147,483,648～+2,147,483,647（8）、直線或 S 曲線進行加/減速、非對稱直線加/減速運動

　　（9）、2-4 軸直線插補

　　（10）、CW、CCW 圓弧插補

　?。?1）、可用連續(xù)插補功能，最大驅(qū)動速度頻率 2MHz

　　（12）、每軸都有 2 個 32 位比較寄存器用于邏輯位置計數(shù)器或者實際位置計數(shù)器的位置大小比較，可用于軟件限位

　　（13）、可接收伺服馬達驅(qū)動器的各種信號，如編碼器 Z 相信號、到位信號、報警信號等

　　（14）、每軸有 3 個 STOP 信號，可用于原點搜尋、編碼器 Z相搜尋

　　（15）、運動中可實時改變速度

　　（16）、運動中可以實時讀出邏輯位置、實際位置、驅(qū)動速度、加速度、驅(qū)動狀態(tài)

　?。?7）、手輪和外部信號操作功能

　?。?8）、每軸有 8 入 8 出數(shù)字 I/O， 除 2 限位信號外均可作為通

　　（19）、用 I/O 使用，數(shù)字輸出可用于伺服開啟，伺服報警復(fù)位等信號

　　（20）、每一個輸入信號的輸入端都裝備積分型的濾波器，可以設(shè)定哪一個輸入信號的濾波器功能變?yōu)橛行Щ驘o效，濾波器的時間常數(shù)從 8 個種類里可以選擇 1 個支持在一個系統(tǒng)中使用多達 16 個控制卡

　?。?1）、支持 DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP、WINCE 等操作系統(tǒng);

　　2.PCB切割系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　數(shù)控系統(tǒng)軟件程序在Windows2000下，采用Visual C++6.0面向?qū)ο笳Z言進行基于組件的模塊化開發(fā)，利用教導(dǎo)方式對PCB切割系統(tǒng)進行設(shè)計。

　　系統(tǒng)使用了3個運動控制軸，一個主軸高速馬達，3個伺服電機，2個放PCB的進出加工平臺。

　　系統(tǒng)主要功能有：加工程序的教導(dǎo)生成和修改，運動測試系統(tǒng)，MARK點的定位和矯正，自動換刀，刀具使用壽命管理，加工數(shù)量分別累計，主軸使用時間的累計，系統(tǒng)異常的判斷和報警，可以實現(xiàn)左右平臺切割不同的PCB板。

　　3.PCB切割系統(tǒng)的主要功能

　　教導(dǎo)類型：有點鉆孔，直線切割，L型切割，U型切割，圓弧切割，圓切割。

　　程式編程：教導(dǎo)生成各種的切割數(shù)據(jù)或修改/矯正切割數(shù)據(jù)。

　　加 工：將教導(dǎo)生成的數(shù)據(jù)，通過插補運動的方式，調(diào)動3個伺服配合運動成各種的運動軌跡進行PCB切割的過程。

　　回歸原點：回歸平臺的機械原點的操作，確保每次加工的精度。

　　路徑模擬：模擬加工過程，以便于查找和驗證切割過程中的位置精度。

　　I O測試：輸入輸出測試和4軸的運動測試。

　　系統(tǒng)設(shè)定：系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的設(shè)定和修改保存。

　　換 刀：系統(tǒng)刀具達到使用壽命，進行換刀的過程。

　　CCD矯正：矯正CCD對位與系統(tǒng)切割之間的數(shù)據(jù)偏差。

　　信息提示：提示操作過程或系統(tǒng)警告信息

三、結(jié)束語

　　本文采用深圳眾為興數(shù)控技術(shù)有限公司的ADT-8948A1四軸伺服運動控制卡為控制平臺的數(shù)控系統(tǒng)，基于模塊化組件的軟件設(shè)計，在WINDOWS操作系統(tǒng)中實現(xiàn)友好的人機界面、靈活的系統(tǒng)配置，同時提高了系統(tǒng)的運算速度和控制精度。該系統(tǒng)功能強大，可完成插補運算、位置控制等實時控制，已成功被開發(fā)成了PCB切割機器。成功應(yīng)用于PCB加工行業(yè)，為PCB加工提高了加工品質(zhì)，縮短了加工周期，提高了線路板的質(zhì)量和加工效率。