[發明專利]一種高性能PCB鉆床控制系統

有效

• 申請號: 201210013053.8
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN103176429A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 劉樹成;周學才;肖敏
• 申請（專利權）人: 深圳市強華科技發展有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于數控系統領域，涉及一種PCB鉆床自動控制系統。

背景技術

數控鉆床是完成PCB(印制電路板)生產工序中的關鍵設備，作為核心技術的數控系統，當前應用最為廣泛的是基于PC的開放式的數控系統，其中以運動控制卡通過PCI插槽與工業PC相連接構成的數控系統以硬件組成簡單、可以充分利用PC機的豐富軟件資源及運動控制卡的運動規劃及位置管理能力，成為開發周期短、性價比高的主要結構形式。但對于PCB鉆床的復雜工業現場使用環境，這種系統具有以下缺點：

1、運動控制卡與主機共電源，易產生電源耦合，影響以模擬控制(DAC)輸出的運動軸控制精度；

2、運動控制卡通過“金手指”與主控計算機并行總線以機械接觸連接，現場振動與灰塵易產生接觸不良，造成控制系統不穩定；

3、系統控制權完全集中在上位工控計算機，造成上位機系統負擔重，實時處理能力差，系統運行效率不高。

發明內容

本發明針對PCI總線結構的PCB鉆床控制系統缺點，提出了一種基于網絡通信技術的數控系統，以克服、解決現有系統穩定性差及實時控制處理能力不強的技術缺點，為PCB鉆孔作業提供一種性能穩定可靠、網絡化、智能型控制系統，適應PCB產業對高速高精PCB數控鉆床的技術需求。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種高性能PCB鉆床控制系統，包括控制主機、獨立運動控制器、伺服驅動器、變頻器和I/O系統，所述控制主機的數據輸入輸出端通過以太網與所述獨立運動控制器的數據輸入輸出端連接，所述獨立運動控制器的伺服控制信號輸出端與所述伺服驅動器的伺服控制信號輸入輸出端連接，所述獨立運動控制器的變頻控制信號輸出端與所述變頻器的變頻控制信號輸入輸出端連接，所述獨立運動控制器的數據輸入輸出端與所述I/O系統的數據輸入輸出端連接。

本發明的PCB鉆床控制系統為PCB鉆孔作業提供一種性能穩定可靠、網絡化、智能型控制系統，適應PCB產業對高速高精PCB數控鉆床的技術需求。

附圖說明

圖1為本發明的具體實施方式提供的高性能PCB鉆床控制系統的結構示意圖；

圖2為本發明的具體實施方式提供的獨立運動控制器的硬件結構框圖；

圖3為本發明的具體實施方式提供的基于工業以太網的通信系統框圖；

圖4為本發明的具體實施方式提供的系統鉆孔加工流程圖。

具體實施方式

本發明為構建一種基于網絡的高性能PCB鉆床控制系統，該系統由兩級控制中心構成，即工業PC+獨立運動控制器，二者間通過工業以太網進行數據通信。下面結合說明書附圖對本具體實施方式作具體說明，如圖1至圖4所示，相應的高性能PCB鉆床控制系統包括控制主機1、獨立運動控制器2、伺服驅動器3、變頻器4和I/O系統5，控制主機1的數據輸入輸出端與獨立運動控制器2的數據輸入輸出端連接，獨立運動控制器2的伺服控制信號輸出端與伺服驅動器3的伺服控制信號輸入輸出端連接，獨立運動控制器2的變頻控制信號輸出端與變頻器4的變頻控制信號輸入輸出端連接，獨立運動控制器2的數據輸入輸出端與I/O系統5的數據輸入輸出端連接。

具體的，控制主機1可采用工業PC，由PC機、顯示器、鼠標及鍵盤構成，負責人機界面、鉆孔文件處理、系統調度、鉆孔加工過程管理；獨立運動控制器2由DSP、FPGA、模擬輸入/輸出接口、數字輸入/輸出接口、光電編碼器接口、數據通信接口等構成，主要負責與機床運動相關位置及輸入輸出口管理；DSP作為獨立運動控制器2的核心，負責處理運動控制相關的指令和程序，并通過FPGA對光電編碼器接口、控制脈沖輸出接口、高速位置鎖存和數字輸入/輸出接口等的控制，實現對數控系統的高速、高精、全閉環位置控制。其中，I/O系統5可以包括通用I/O系統和專用I/O系統。獨立運動控制器2通過標準以太網接口端子RJ45與控制主機1連接，采用TCP/IP協議，由FPGA內置的雙向FIFO與DSP及控制主機1進行協調通信和數據傳輸，實現控制主機1到DSP和從DSP到主機運動控制指令和數據的高速、準確、有效傳輸。本方案易于實現資源共享、分散處理、過程控制和管理一體化。整個系統結構清晰，便于實現各子功能的模塊化，從而大大提高了該系統的可擴展性，便于維護。

本具體實施方式的有益效果在于：

1、系統通過控制主機將處理過的鉆孔文件數據打包在加工前下載到運動控制器，鉆孔加工控制程序在運動控制器內完成，克服以往控制程序在控制主機運行，通過PCI總線與運動控制卡在復雜工業現場環境頻繁數據通信，造成的系統穩定性差難題。