一种基于运动控制板长的电路板钻孔机控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于运动控制板长的电路板钻孔机控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

电路板钻孔机钻头的转速和进给速度对于孑L壁的质量来说至关重要。要设定正确的钻孔工艺参数，就必须了解所采用的基板材料的性质和特点，否则所设定的工艺参数如转速、进给速度等不正确，所钻的孔就达不到技术要求，严重的会造成孔壁环氧钻污或拉伤，以致在后工序沉铜或电镀过程中产生空洞、镀瘤等缺陷。

根据这种情况，必须采用工艺试验法，也就是对进厂的基板材料进行实验，设定不同的进给速度和转速进行组合钻孔，再经化学沉铜后，采用金相剖切法对切片呈现的孔镀层图像与实物进行评估，确定最佳的工艺参数范围，以便在生产过程中根据不同厂家供应的基板材料调整工艺参数。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于运动控制板长的电路板钻孔机控制系统，控制系统软件采用VC++6.0进行开发，运动控制板卡和数据采集卡均提供VC底层开发所用的库函数，为二次开发提供了捷径。采用光栅尺的检测信号作为反馈信号构成全闭环系统，提高了控制系统的加工精度。该控制系统具有移动速度快、加工范围大、精度高等优点，具有较好的推广应用价值。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统由通用PC机、ADT850运动控制板卡、交流伺服电机及与之相对应的伺服驱动器、滚珠丝杠平台、光栅尺、数据采集卡等组成，构成了全闭环交流伺服运动控制系统。

所述控制系统的硬件部分由通用PC机、ADT850运动控制板卡、交流伺服驱动器、光栅尺及数据采集卡构成。运动控制板卡插在工控机的PCI插槽上，工控机向运动控制板卡发出各种运动命令，通过伺服驱动器驱动x、y、z、W四轴电机的定量运动，其中，x、y轴负责控制放置电路板的平面运动，z轴负责控制装有钻孔机钻头的进给速度，W轴则负责控制钻孔机钻头的转速。

所述控制系统选用的是大惯量永磁同步电机MHMD022P1U，其主要参数为：额定功率为200W；额定频率为200Hz；额定转速为3000r/min；额定转矩为0.64N•m；最大转矩为1.91N•m；相电压为200V；绕组为星型接法;编码器选用5线制增量式编码器，分辨率为10000，脉冲数为2500p/r。选用松下Panasonic脉冲控制专用驱动器，其型号为MAD-DT1207003，主要参数为最大瞬时输出电流10A；电源单相200V，电流检测器的额定电流为7.5A。

所述电路板钻孔机的控制系统软件部分由程序的初始化模块、CAD设计模块和钻孔模块以及检测信号的误差比较4大模块组成。在钻孔过程中，为了安全起见，还设置了软件限位的功能。

所述控制系统采用VC++6.0软件的MFC模块以面向对象的方式进行开发，利用VC十+中的MFC AppWizard可以很方便地生成基于MFC框架的人机交互界面的源代码。

本发明的有益效果是：控制系统软件采用VC++6.0进行开发，运动控制板卡和数据采集卡均提供VC底层开发所用的库函数，为二次开发提供了捷径。采用光栅尺的检测信号作为反馈信号构成全闭环系统，提高了控制系统的加工精度。该控制系统具有移动速度快、加工范围大、精度高等优点，具有较好的推广应用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的系统的结构框图。

图2是本发明的进电机和驱动器的连接图。

图3是本发明的检测信号的误差比较实现示意图。

图4是本发明的位置管理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，所述控制系统由通用PC机、ADT850运动控制板卡、交流伺服电机及与之相对应的伺服驱动器、滚珠丝杠平台、光栅尺、数据采集卡等组成，构成了全闭环交流伺服运动控制系统。

控制系统的硬件部分由通用PC机、ADT850运动控制板卡、交流伺服驱动器、光栅尺及数据采集卡构成。运动控制板卡插在工控机的PCI插槽上，工控机向运动控制板卡发出各种运动命令，通过伺服驱动器驱动x、y、z、W四轴电机的定量运动，其中，x、y轴负责控制放置电路板的平面运动，z轴负责控制装有钻孔机钻头的进给速度，W轴则负责控制钻孔机钻头的转速。

控制系统选用的是大惯量永磁同步电机MHMD022P1U，其主要参数为:额定功率为200W；额定频率为200Hz；额定转速为3000r/min；额定转矩为0.64N•m；最大转矩为1.91N•m；相电压为200V；绕组为星型接法;编码器选用5线制增量式编码器，分辨率为10000，脉冲数为2500p/r。选用松下Panasonic脉冲控制专用驱动器，其型号为MAD-DT1207003，主要参数为最大瞬时输出电流10A；电源单相200V，电流检测器的额定电流为7.5A。

“PC+运动控制卡”的控制方案采用通用的PC机结合运动控制板卡完成插补计算、速度控制、位置控制等实时控制任务。在四轴伺服运动控制系统中，伺服电机驱动器接受板卡发送的脉冲驱动电机转动，电机带动滚珠丝杠，进而带动机械平台移动，完成相应的插补、加工等动作，同时伺服驱动器接受光栅尺的反馈信号，构成一个全闭环控制系统，系统精度较高，稳定性能好。

ADT850运动控制板卡是电路板钻孔机控制系统的主要控制部件，广泛应用于仿形铣床、数控雕铣机、数控切割机、加工中心、涂胶机、电路板加工、机器人控制、三坐标测量机等多种自动化控制设备中。

如图2、图3，电路板钻孔机的控制系统软件部分由程序的初始化模块、CAD设计模块和钻孔模块以及检测信号的误差比较4大模块组成。在钻孔过程中，为了安全起见，还设置了软件限位的功能。

如图4，在钻孔的过程中为了防止电机堵转甚至烧坏，特别设置了软件限位功能。其中，逻辑位置计数器是用来计算AD'I'850板卡中的正/负方向的输出脉冲数，而实位计数器则用来计算来自外部编码器的输人脉冲数。两个犯位寄存器(COMP十COMP一)能与逻辑位置计数器和实位计数器比较大小，用来检测其在某个范围内的上下限，当超出其设定的上限或下限，执行减速停止，从而实现了软件限位功能。