【摘要】 本文主要介紹臺達高速通信運動控制系統在PCB鉆孔機上的應用。

   【關鍵字】運動控制卡；DMCNET協議；PCB鉆孔機

  1 PCB構成及應用介紹

   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制作的，故被稱為“印刷”電路板。PCB鉆孔機是應用于PCB(Printed Circuit Board)印刷電路板加工過程中開鉆孔工藝的一種機器設備。臺達高速通信運動控制系統，基于臺達DMCNET高速運動控制協議，以A01運動控制卡為核心，整合A2-F伺服，RM數字量輸入模組，RM數字量輸出模組，構成完整的PCB鉆孔機運動控制解決方案，提供高速穩定，控制精準的PCB鉆孔工藝技術應用。圖1為PCB示意圖。
  
                  
                               圖1 PCB示意圖

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

   DMCNET（Delta Motion Control Network），簡稱DMC Net，是臺達自主研發的工業自動化運動控制協議。DMCNET通信速率高達20Mbps，最遠通信距離可達30米。同時采用雙路不同CRC校驗碼進行通信，極大地提高了通信的可靠度和穩定性。

   臺達高速通信運動控制系統基于DMCNET，以A01運動控制卡為核心，整合A2-F伺服驅動器馬達、GA01網關模組、GE04集合式模擬量輸入輸出模組、GE16集合式數字量輸入輸出模組、GE01PI脈沖輸出模組、GE01PG手搖輪輸入模組、RM32遠程數字量輸入輸出模組、RM64遠程數字量輸入輸出模組、RM04PI遠程脈沖輸入輸出模組等一系列運動控制產品，構成了完整的運動控制解決方案。可以提供高速精準的運動控制，完美應用于PCB鉆孔機系統。

   2 運動控制系統架構

   PCB鉆孔機的運動控制系統架構A01運動控制卡1張。X軸5.5kW A2-F伺服、Y軸5.5kW A2-F伺服、Z1軸750wA2-F伺服帶兩個主軸、Z2軸750W A2-F伺服帶兩個主軸、Z3軸750W A2-F伺服帶兩個主軸。圖4為運動控制架構示意圖。
 
                 
                                         圖4 運動控制架構示意圖

   3 軟件系統架構

   軟件系統分圖形界面、PCB圖檔解析、路徑優化、運動指令轉換、運動執行、刀庫控制、狀態監視和系統配置等模塊。圖5是軟件畫面示意圖。
 
               
                      圖5 軟件畫面示意圖

   圖形界面是人機溝通的接口，通過圖形化顯示，提供了直觀便捷的設備操作方式，并對設備運行的信息進行實時回饋。

  PCB圖檔解析，可以將*.rep、*.pho、*.pcb、*GTP、*.dwg等各種PCB設計圖檔進行解析，以便運動執行。

   路徑優化，將解析后的路徑，通過數學運算，進行優化，以減少x、y軸的不必要運動，提高設備效率。

  運動指令轉換，將優化后的命令轉變成運動控制系統的運動命令，命令執行系統進行相應的點到點，直線插補，圓弧插補，速度運動等。

   運動執行，運動控制卡對運動指令進行解析，透過DMCNET協議，控制伺服驅動器，輸入輸出模組等子站動作。
刀庫控制，進行刀長檢測監測，換刀管理等。

   狀態監視，實時監控設備的整體運行狀態，即時獲取異常訊息，通過圖形界面告知操作者。

     系統配置，管理整個系統的所有參數，如伺服加減速時間，最大速度，輸入輸出模塊的初始狀態等。  圖6為程序源碼示意圖。

                 
                            圖6 程序源碼示意圖

  4 結束語

   臺達高速通信運動控制系統，具有架構完善、高速通信、控制精準、配線簡單和維護方便等諸多優點。應用于PCB鉆孔機設備，可以方便系統的整體規劃配置，極大提高設備的整理運行效能。

  作者簡介：

  商福進，男，出生于1982年11月，畢業于西安科技大學，電子科學與技術專業。現擔任臺達電子機電事業部應用技術中心專案工程師。從事運動控制產品的企劃，新產品測試，客戶端整體應用方案的開發，有著豐富的業界經驗。