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《PCB高速數控鉆床獨立運動控制器的研究與設計-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、●《工業(yè)控制計算機}2014年第27卷第7期PCB高速數控鉆床獨立運動控制器的研究與設計PCBHighSpeedCNCDrillingMachineIndependentMotionController王立志費凌黃雷熊超有(西華大學機械工程與自動化學院，四川成都610039)摘要分析了國內外PCB高速數控鉆床運動控制系統(tǒng)特點和技術現(xiàn)狀，結合PCB鉆孔實際加工要求，提出一種性能先進、穩(wěn)定可靠的獨立運動控制器?！P鍵詞：印刷電路板，數控鉆床，獨立．運動控制器AbstractThispaperanalyzescharacteristicsandtechn
2、ologystatusofmotioncontrolsystemsforhighspeedPCBNCdrillingmachinehomeandabroad．CmbinedwiththeactualprocessingrequirementsofPCBdrilling，itproposesanadvancedper-formance，stableandreliableindependentmotion．Keywords：PCB．NCDrillingMachine，independentmotioncontrollerPCB高速數控鉆床是PCB生產加
3、工過程中的關鍵設備，分組成：CPU、人機界面、通訊接口、存儲器、驅動系統(tǒng)以及I／O其性能直接影響到整個PCB生產的效率和質量。目前國內系統(tǒng)。PCB高速數控鉆床與國外先進產品在關鍵技術上還存在一定CPU：運動控制器的核心，運行所有控制程序，負責路徑規(guī)的差距，速度和精度都難以滿足現(xiàn)有加工需求。研究高性能專用劃和伺服算法的實現(xiàn)；運動控制系統(tǒng)對提升鉆床性能具有十分重要的現(xiàn)實意義。人機界面：用于設置控制器工作參數，實時顯示系統(tǒng)的工作1獨立運動控制器功能設計狀態(tài)；1．1PCB高速數控鉆床運動控制技術現(xiàn)狀通訊接口：包括兩個串口和一個網口，通過網口與上位機通目前國
4、內外主流PCB高速數控鉆床運動控制系統(tǒng)主要采訊，串口與PLC通訊；用的是開放式的數控系統(tǒng)，具體的做法是運動控制卡通過PCI存儲器：存儲加工文件、工作參數以及系統(tǒng)運行時的各種中插槽與工業(yè)PC(上位機)相連，兩者共同構成運動控制系統(tǒng)，其間數據；特點是硬件組成簡單、技術成熟、開發(fā)周期短、性價比高、可以充驅動系統(tǒng)：按照要求產生驅動信號，控制工作臺、主軸快速分利用PC機的豐富軟硬件資源。但在復雜工業(yè)現(xiàn)場使用環(huán)境定位下鉆；中，這種系統(tǒng)具有很多缺陷：一是上位機內置于機床，給機械設l／O系統(tǒng)：具備多路輸入輸出接口。計帶來困難，在作業(yè)現(xiàn)場，易受震動、粉塵等因素影響，
5、造成性能2硬件設計不穩(wěn)定；二是運動控制卡與上位機共用電源，易產生電源耦合，2．1CPU選型影響模擬控制輸出的運動軸控制精度，系統(tǒng)運行時二者之間要PCB高速數控鉆床運動實質是超短距大慣量快速點定位，進行大量的實時數據傳輸，PCI總線方式難以滿足要求，且插槽特點是運動行程短、定位頻繁、精度高，故對CPU的運算能力和連接易產生接觸不良，造成控制系統(tǒng)不穩(wěn)定；三是系統(tǒng)功能的實處理速度要求較高?，F(xiàn)要高度依賴上位機，主要程序、算法及軟件都在上位機運行，結合PCB高速數控鉆床的運動特點，控制器CPU采用目上位機的負擔過重，運行效率不高，易出現(xiàn)故障。前比較流行的DS
6、P+FPGA結構，DSP具有強大的運算處理能1_2總體設計力，F(xiàn)PGA具有非常好的時序控制功能，DSP+FPGA的方式可為了克服現(xiàn)有運動控制系統(tǒng)的不足，部分PCB鉆床廠家考以充分滿足高速實時性控制要求。DSP主要進行算法的運算，慮強化運動控制卡功能，提出一種能夠完全獨立控制PCB高速即速度規(guī)劃及PID運算；FPGA主要進行時序的控制、協(xié)調各模數控鉆床的運動控制系統(tǒng)。塊的運行、控制驅動模塊產生伺服驅動信號。結合傳統(tǒng)運動控制器的優(yōu)缺點，設計出一種專用于PCB高對于DSP，選用Tl的32位浮點DSPTM$320F28335，速鉆孔的獨立運動控制器，當使用
7、獨立運動控制器時，鉆床現(xiàn)場TMS320F28335具有15OMHz的高速處理能力，具備32位浮不需要上位機，只需在控制器上設計與上位機進行數據傳輸的點處理單元，對于FPGA選用CYCLONEIV(4代)的EP4CE30通訊接口。上位機主要負責遠程監(jiān)控以及加工文件的生成和傳輸，控制器在接收到加工文件后獨立運行控制程序，完成控制算O96V法，實現(xiàn)對鉆床的所有運動控制，由于機床現(xiàn)場沒有上位機，控制器要配備人機界面，在工作現(xiàn)場能設置參數和顯示系統(tǒng)主CPU要運行狀況。根據功能要求，設計系統(tǒng)框圖如圖1所示。GND系統(tǒng)主要由6部圖1系統(tǒng)框圖圖2高速脈沖輸出差分轉
8、換原理圖
