基于运动控制板卡的电路板钻孔机控制系统设计
深孔钻组合机床的PLC控制系统设计
深孔钻组合机床的PLC控制系统设计一、PLC的选型和硬件设计在深孔钻组合机床的PLC控制系统中，首先要选择适合的PLC型号。
根据深孔钻组合机床的控制要求，应选择具有高性能、高可靠性的PLC。
同时，还应考虑PLC的扩展性和兼容性，以便后续的功能扩展和升级。
在硬件设计方面，需要根据机床的实际情况，确定控制系统所需的输入/输出点数，并选择合适的输入/输出模块。
在选择输入/输出模块时，应考虑信号的稳定性和抗干扰能力，确保控制系统的可靠性。
二、PLC程序的设计和编写1.确定控制策略：根据深孔钻组合机床的工作原理和要求，确定控制策略，包括钻削、加工循环灌注、冷却水控制等。
2.制定程序流程：根据控制策略，制定PLC程序的流程。
需要考虑机床的各个部分之间的协调和顺序，确保机床的正常运行。
3.编写程序代码：根据程序流程，编写PLC程序代码。
代码的编写应符合国际标准和规范，保证代码的可读性和可维护性。
同时，还需要考虑代码的优化，以提高程序的执行效率。
4.进行仿真测试：在编写完PLC程序后，需要进行仿真测试，模拟机床的实际工作环境，检查程序的逻辑正确性和稳定性。
必要时，还可以进行调试和优化。
三、PLC控制系统的监控和安全保护为了确保深孔钻组合机床的安全运行，PLC控制系统需要进行监控和安全保护。
包括以下几个方面：1.监控机床状态：PLC控制系统可以实时监控机床的状态，包括温度、压力、润滑油位等。
当机床出现异常情况时，PLC可以发出警报，并采取相应的措施，保护机床的安全运行。
2.安全保护功能：PLC控制系统可以实现一系列安全保护功能，包括急停按钮、保护罩监控、限位开关等。
当发生安全事故时，PLC可以迅速采取措施，切断机床的运行，保护操作人员的安全。
3.数据记录与分析：PLC控制系统可以实现对机床的工作数据进行记录和分析。
可以记录机床的工作状态、工作时间、故障信息等，为机床的维护和优化提供参考。
四、完善的人机界面设计PLC控制系统的人机界面设计是提高机床操作和维护效率的关键。
运动控制系统设计课件
编程语言与开发环境
01 Python：易学易用，适合算法开发和原型设计。 02 MATLAB/Simulink：用于建模、仿真和控制系
统设计。
03 Visual Studio：集成开发环境，支持多种编程语 言。
软件测试与调试
单元测试
对软件模块进行测试，确保其功能正常。
系统测试
模拟实际运行环境，验证系统整体性能和功 能。
80%
神经网络控制
利用神经网络的学习和自适应能 力，对复杂的非线性系统进行精 确控制。
系统参数调整
01
02
03
增益调整
根据系统的运行状态和性 能要求，调整控制系统的 增益参数，以实现更好的 控制效果。
滤波器设计
通过设计适当的滤波器， 降低噪声干扰，提高信号 的信噪比，从而提高控制 精度。
系统校准
对系统的各个部分进行校 准，确保系统参数的准确 性，提高系统的整体性能 。
案例二：工业机器人运动控制系统设计
总结词
灵活、快速、安全
详细描述
工业机器人运动控制系统设计需要实现灵活、快速和安全的运动控制，以确保生产过程的自动化和高 效性。该系统通常采用开放式架构，支持多种机器人型号和编程语言。同时，为了保证系统的安全性 和稳定性，还需要进行防碰撞检测和紧急停止功能的设计。
案例三：自动化生产线运动控制系统设计
运动控制器阶段
随着计算机技术的不断发展， 独立的运动控制器逐渐成为主 流，采用高速总线技术和分布 式系统结构，实现了高速、高 精度的运动控制。
02
运动控制系统设计基础
运动控制系统的基本组成
01
02
03
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控制器
用于生成控制指令，根据系统 输入和当前状态计算出控制量
钻孔加工设备虚拟仿真控制系统设计
钻孔加工设备虚拟仿真控制系统设计一、引言钻孔加工设备是制造业中常用的一种加工设备，其在生产过程中具有重要的作用。
为了提高钻孔加工设备的性能和效率，虚拟仿真控制系统被广泛应用于钻孔加工设备的设计和开发中。
本文主要介绍钻孔加工设备虚拟仿真控制系统设计的相关内容。
二、钻孔加工设备概述1. 钻孔加工设备的定义和分类2. 钻孔加工设备的结构和原理3. 钻孔加工设备的性能参数三、虚拟仿真技术概述1. 虚拟仿真技术的定义和分类2. 虚拟仿真技术在制造业中的应用3. 虚拟仿真技术在钻孔加工设备设计中的优势四、钻孔加工设备虚拟仿真控制系统设计1. 设计目标和需求分析2. 系统架构设计3. 控制算法设计4. 人机交互界面设计五、案例分析：某型号钻床虚拟仿真控制系统设计与实现1. 案例背景介绍2. 设计流程和方法3. 系统实现和效果展示六、总结与展望1. 设计结果及其意义2. 存在的问题和改进方向3. 展望虚拟仿真技术在钻孔加工设备设计中的应用前景七、参考文献二、钻孔加工设备概述1. 钻孔加工设备的定义和分类钻孔加工设备是一种用于钻孔加工的机床，主要用于对金属、非金属等材料进行钻孔加工。
根据不同的加工方式，钻孔加工设备可以分为手动式、半自动式和全自动式。
2. 钻孔加工设备的结构和原理钻床由主轴箱、进给机构、切削液系统、电气控制系统等部分组成。
主轴箱包括主轴箱体、主轴传动系统等部分，进给机构包括进给装置、夹紧装置等部分，切削液系统包括切削液箱体、泵等部分。
3. 钻孔加工设备的性能参数常见的钻床性能参数包括最大钻孔直径、最大行程、主轴转速等。
这些参数直接影响着钻孔加工设备的加工能力和效率。
三、虚拟仿真技术概述1. 虚拟仿真技术的定义和分类虚拟仿真技术是一种基于计算机模型进行系统模拟和预测的技术，可以分为离散事件仿真、连续系统仿真和混合系统仿真等。
2. 虚拟仿真技术在制造业中的应用虚拟仿真技术在制造业中被广泛应用于产品设计、装配优化、生产过程优化等方面。
数控玻璃钻孔机床结构和控制系统设计
数控玻璃钻孔机床结构和控制系统设计数控玻璃钻孔机床是一种用于玻璃钻孔加工的专用设备，它能够根据预先设定的程序自动完成玻璃钻孔加工，具有高精度、高效率和稳定性等优点。
本文将从数控玻璃钻孔机床的结构和控制系统两方面进行设计分析。
1. 床身：床身是数控玻璃钻孔机床的主体部件，一般采用铸铁或焊接结构。
床身具有高刚性和高稳定性，能够承受加工过程中的各种力和振动。
床身上还配有T型槽，用于安装和固定工件夹具。
2. 主轴：主轴是数控玻璃钻孔机床的主要运动部件，其转速、进给速度和加工精度直接影响加工质量。
主轴通常采用高速电主轴，具有较大的转速范围和高刚性，能够满足不同直径和深度的钻孔加工需求。
3. 控制系统：控制系统是数控玻璃钻孔机床的关键部件，它能够根据预先设定的加工程序控制主轴、进给系统和冷却系统等各个部分的运动和工作状态。
控制系统一般采用PLC控制或数控系统，具有高稳定性和可靠性。
4. 进给系统：进给系统是数控玻璃钻孔机床的重要组成部分，它能够实现工件在X、Y、Z三个方向上的精确定位和进给运动。
进给系统通常采用直线导轨和高精度滚珠丝杠，能够实现高速、高精度的定位和运动。
5. 冷却系统：冷却系统用于对刀具和加工区域进行冷却，以防止刀具过热和工件出现变形等现象。
冷却系统一般采用喷淋式冷却和冷却液循环系统，能够有效提高加工质量和刀具寿命。
1. 硬件配置：数控玻璃钻孔机床的控制系统硬件包括主控制器、伺服驱动器、IO模块、人机界面等部件。
主控制器负责整个系统的控制和运行，伺服驱动器负责驱动主轴和进给系统的运动，IO模块用于输入输出信号的处理，人机界面用于操作和监控系统运行状态。
2. 软件系统：数控玻璃钻孔机床的控制系统软件包括系统运行软件、人机界面软件和加工程序编程软件等。
系统运行软件负责控制整个系统的运行和协调各个部分的工作，人机界面软件用于操作和监控系统运行状态，加工程序编程软件用于制定加工程序和参数设置。
3. 控制算法：数控玻璃钻孔机床的控制算法包括位置控制算法、速度控制算法和加工过程控制算法等。
9运动控制系统设计
《运动控制》 第九章 运动控制系统设计之控制器选择
5、通用运动控制器 与PLC相比，通用运动控制器弱化了开关逻 辑控制功能，增强了运动控制功能，即在位移 控制、速度控制和轨迹控制方面比PLC功能更 强、使用更方便。 6、专用运动控制器 是专门用于机床实现自动加工的控制器， 既有运动控制器的功能，也有PLC的功能，更 主要的是它的控制程序的编程语言是专为机械 加工设计的，便于按加工工艺进行编程。
《运动控制》 第九章 运动控制系统设计 四、运动传感器的选择（续） 机械触碰式的优点是可靠、定位精度高， 缺点是动作频率低。 感应式的优点是动作频率高，缺点是可靠 性和定位精度低。 感应式主要有电感式、电容式和光电式三 种。电感式的特点是只对铁磁性金属敏感；电 容式的对非金属也有感应作用；光电式的特点 是感应距离较大。 以下是一些常见的开关式传感器：
运动控制器根据其功能、性能、工作原理和构成 方式等因素的不同有不同的类型，目前运用的主要有 以下几种： 继电器逻辑控制器 可编程逻辑控制器 嵌入式微机控制器 工控计算机 通用运动控制器 机床运动控制器 下面分别做一简要介绍：
《运动控制》 第九章 运动控制系统设计 五、运动控制器的选择 1、继电器逻辑控制器 用于简单的启动、停止、换向、顺序、互 锁、联锁等动作要求的控制，具有简单可靠、 经济实惠的优点，因此在电子技术日益普及发 展的今天仍有一席之地。 2、可编程逻辑控制器 根据英文缩写简称PLC，是用计算机技术代 替继电器逻辑的升级换代产品，因此信息处理 速度快，功能强大。
《运动控制》 第九章 运动控制系统设计 四、运动传感器的选择（续） 例如旋转变压器、同步感应器、容栅尺等。 但由于这类传感器的信号处理比较麻烦，因此 实际应用并不多。 4、直流电压 这种传感器是用输出直流电压的大小来反 映位移或位置的情况，优点是信号处理比较方 便，位移或位置的情况不会因断电而丢失，缺 点是容易受干扰，需经A/D转换才能配接数字 式控制器。电阻式传感器基本都属于这一类。
基于plc的钻床电气控制系统设计开题报告_任务书(1)
学业作品开题报告基于PLC的钻床电气控制系统设计1 •本课题的来源、选题依据：Z3040钻床是工厂中常用的金属切削机床，它可以进行多种形式的加工，如：钻孔、镇孔、較孔及螺纹等。
从控制上讲，它需要机、电、液压等系统相互配合使用，而且要进行时间控制。
它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。
也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。
钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。
故主电动机只有一个旋转方向。
此外，摇臂的上升、下降和立柱的夹紧、放松各由一台交流异步电动机拖动。
[1] 目前，我国的Z3040钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器一接触器控制方式。
因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。
另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器一接触器控制方式较难实现。
所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。
PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。
2•本课题的设计《研究〉意义(相关技术的现状和发展趋势〉：目前,我国的Z3040钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器一接触器控制方式。
因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。
PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Control ler)简称PLC,是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强，逐渐适合复杂的电气控制系统。
PLC之所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求，可靠性高，抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长。
同时，它的输入/输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件，这样可以大大节省用户的开发时间与生产成本。
正是由于PLC电气控制系统的种种优点，因此本次对Z3040钻床的电气控制系统的设计,选择以PLC为控制核心，可以大大提高Z3040钻床控制系统的工作稳定性，为工业生产的现代化带来生机。
5mm钢板冲孔器控制系统设计这个课程设计
5mm钢板冲孔器控制系统设计一、引言本文将详细介绍一个5mm钢板冲孔器控制系统的设计。
钢板冲孔器是一种常用的金属加工设备，用于在钢板上打孔。
而控制系统则对冲孔器的操作进行控制，确保冲孔的准确性和效率。
本文将从系统需求、硬件设计、软件设计等方面进行探讨。
二、系统需求分析在设计5mm钢板冲孔器控制系统之前，我们首先要明确系统的基本需求。
根据任务名称，我们可以得到以下几个系统需求：1.冲孔准确性：控制系统需要能够准确控制冲孔位置和孔径大小，确保冲孔的精度；2.冲孔效率：控制系统需要能够快速完成冲孔操作，提高生产效率；3.操作简便性：控制系统需要具备简单易用的界面，方便操作人员进行设置和监控。
三、硬件设计3.1 冲孔机构设计冲孔机构是整个控制系统的关键部分，其设计需要考虑冲孔的准确性和效率。
常见的冲孔机构包括气动冲孔机和液压冲孔机。
在本设计中，我们选择气动冲孔机作为冲孔机构。
3.2 控制器设计控制器是控制系统的核心，负责控制冲孔机构的运动。
在本设计中，我们采用单片机作为控制器，通过编程实现对冲孔机构的控制。
3.3 传感器设计为了实现冲孔位置的准确控制，我们需要使用传感器对钢板位置进行检测。
一种常用的传感器是光电开关，通过检测光电信号的变化来确定钢板的位置。
四、软件设计4.1 控制算法设计控制算法是冲孔控制系统的核心，其设计直接影响冲孔的准确性和效率。
在本设计中，我们采用了PID控制算法，通过对冲孔机构施加合适的控制力，使冲孔位置达到预期目标。
4.2 用户界面设计为了方便操作人员进行设置和监控，我们需要设计一个用户界面。
用户界面应具备简洁明了的布局，提供冲孔位置和孔径的设置界面，并能实时显示冲孔进度和结果。
4.3 系统通信设计为了方便系统与其他设备的通信和数据交换，我们需要设计一个通信接口。
常见的通信方式包括串口通信和以太网通信，根据具体需求选择合适的通信方式进行设计。
五、系统测试与优化在完成硬件和软件的设计之后，我们需要进行系统测试与优化，确保系统能够满足设计需求。
基于单片机的数控机床控制系统设计
基于单片机的数控机床控制系统设计数控机床控制系统是目前数控机床上一台非常重要的设备。
本系统要完成工件的銑削、钻孔、攻丝等工序。
在数据库控制部分采用了AT89C51单片机作为控制核心。
由于它的成本低、易于编程、稳定可靠、广泛应用等优点，并成功应用到数控机床控制系统中。
数控机床控制系统包含机械部分和电气部分两大部分，其中机械部分实现的主要是工件的加工技术。
而电气部分则负责控制、监控和修整各种动力和辅助机构的工作状态。
电气部分在整个数控机床控制中起到配合机械部分工作的作用，并完成数控机床机械结构和动作的控制。
本设计的数控机床控制系统包含以下几个方面的内容：1.机械结构设计：数控机床的机械结构设计主要包括工作台、主轴和导轨等部件的设计。
其中，工作台需要具备移动和调整位置的能力，以便完成工件在不同位置的加工工作；主轴需要具备转动的能力，并能够通过控制系统实现转速的调整；导轨需要具备平滑移动工作台的能力，并通过控制系统实现精确的位置控制。
2.电气元器件选型：为了能够实现数控机床控制系统的各项功能，需要选用合适的电气元器件。
例如，需要选用合适的驱动器，以确保工作台和主轴的运动平稳可靠；需要选用合适的传感器，以实时感知工件和机床的状态；还需要选用合适的控制器，以实现控制系统的编程和运行。
3.控制系统设计：数控机床控制系统的设计主要包括控制逻辑的编程和功能的实现。
控制逻辑的编程可以采用高级语言编写，并通过编译和烧录到单片机中，以实现对机械部分的控制。
控制功能的实现需要根据具体的需求来设计，并通过控制器和外围设备的配合来完成。
4.系统调试与优化：完成控制系统的设计后，需要对整个系统进行调试和优化。
首先，可以通过对系统进行逻辑验证和功能测试来检查系统是否满足设计要求。
其次，可以通过对系统进行性能测试和负载测试来评估系统的性能和稳定性。
最后，可以通过对系统进行优化和改进来提升系统的性能和可靠性。
总之，基于单片机的数控机床控制系统设计是一个复杂而重要的任务。
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（ ｏ ｅｅｏ ｕｏ ａｉ ｎ ｌ ｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ ａ ｎ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｔｍ ｔ ｎａ ｄＥｅ ｒ ａ Ｅ ｇ ｅｉ ，Ｎ ｍｉｇ ｌ Ａ ｏ ｃｉ ｎ ｎ
Ｕ ｉｅｓｙｏ Ｔ ｃ ｎｌｇ ，Ｎ ｎｉｇＪ ｎｓ １０ ９ ｈｎ ） ｎｖｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｙ ａｊ ｉ ｇｕ２ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｔ ｏ ｎ ａ
硬 件 组 成 总体 结 构 如 图 ２所 示 。
其中 ：Ｆ为编码器分辨率 ； 为电机每转 一周所需脉 冲数 。
该系统 中 ，编码 器分 辨率 为 ｌ ０ （ 用 ４倍 Ｏ０ ０ 采
频 ，２ ５０ ×４） 设 定 Ｐ ８ ： ｌ ０ ， Ｐ４ ＝ ２ ０ ， ｒ ４ ０ ００ ｒＡ ，
卡构成 。运动控制板卡插在工控机 的 Ｐ Ｉ Ｃ 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 、Ｙ 、Ｗ 四轴 电机 的 定量 运 动 ，其 中， 、ｚ Ｙ 轴负责控制放置 电路板 的平面运动 ，ｚ 负责控 轴 制装 有钻孔机 钻 头 的进 给速 度 ， 轴则 负 责控 制钻
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｕｉ ａ ｄ Ｄｒｌｉ ａ ｈ ｎ ｎｔ ｏ ｓｇ ｆＣｉ ｃ ｔＢｏ ｒ ｉ ｎｇ Ｍ ｃ ｉ ｅ Ｃｏ ｒ ｌ ｌ
Ｓ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ ｏ ｉ ｎ ｎ ｒ ｌＢｏ ｒ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ Ｍ ｔｏ Ｃｏ ｔ ｏ ａ ｄ
ＬＩＤｅｉｎ ｌａ ｇ， Ｓ ＨＵ ｉ ｉ ｇ Ｚｈ ｂ ｎ
ｌｄｅｉｎ ｄ １ ６．ｃ ｒ 。 ｉ ｌａ ｇｓ ＠ ２ ｏ ｎ
・
１ ２・ ３
机床 与液压
第４ ０卷
２ ０Ｖ；绕组 为星型接 法 ；编码 器选用 ５线制增 量式 ０ 编码器 ，分辨率 为 １ ０ ，脉冲数为 ２５０ｐ ｒ ００ ０ ０ ／ 。选用
松下 Ｐ ｎｓｎ ａａｏｉ ｃ脉冲控制专用驱动器 ，其型号为 Ｍ Ｄ Ａ — Ｄ １０ ０ ３ Ｔ ２ ７ ０ ，主要参数 为 ：最 大 瞬时输 出 电流 １ ０ Ａ； 电源单相 ２ ０Ｖ，电流检 测 器 的额定 电流 为 ７ ５ Ａ ０ ． 。
２１ ０ ２年 ４月
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ００Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ ＣＳ Ｔ Ｉ
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ２
第４ ０卷 第 ８ 期
Ｖｏ． ０ Ｎｏ ８ １４ ．
ＤＯ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ Ｉ ０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ ０ ． ４ ｓ ８ １２ １．８ ０ ７
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 。 作者提 出一种新型 的基 于 Ａ Ｔ ５ Ｄ ８０运动控制板 卡 的电路板钻孑 机 的控制系统设计方案 。该控制系统具 Ｌ 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 。
２ ５ ０ ４ ＝６ ５ ｐ ０ ／ ２ ／ｍｍ 。
１３ 加 工前的 准备 工作 ． 在钻孔 工序 中 ，其他影响孔壁质量 的因素也必须 予 以重视和控制 ，如钻头 的质量及钻孔 过程所使用 的
上盖板下垫板材料 、钻孔过程的吸尘系统和叠层 的数 量等。 准备工作包括 ： （ ）根据基 板 的厚 度进 行 叠层 （ 常 采用 １６ １ 通 ． （ ）按照工艺文件要求 ，将 冲好定位孔 的盖板 、 ２ 基板按顺 序进行 放置 ，并 固定 在机床 上规定 的部位 ， 再用胶带格 四边 固定 ，以免移动 。
Ａ ｓ ａｔ ｒｌ ｇｉ ｏ ｅｏ ｋｙｐｏｅｓｓ ｎｐ ｎｅ ｉ ｕｔ ｏｒ （ Ｃ ｂｔ ｃ：Ｄｉｉ ｎ ｆ ｅ ｒｃｓｅ ｒ ｔｄｃ ｃｉｂａｄ Ｐ Ｂ）ｍ ｎｆｃｕ ｎ ． Ｄ ｒ ｇｔｅｄ ｌｎ ｒ ｅｓ ｈ ａ ｒ ｌｎ ｓ ｉ ｉ ｒ ａｕａｔｒ ｇ ｕ ｎ ｒｌ ｇｐｏ ｓ，ｔｅｍ ｉ ｉ ｉ ｈ ｉｉ ｃ ｎ
基 于 运 动 控制 板 卡 的 电路 板钻 孔 机 控制 系统 设 计
李德 亮，舒 志兵
（ 南京 工业 大 学 自动化 与 电 气工程 学 院 ，江 苏 南京 ２００ ） １０９
摘要 ：钻孔 是印制电路板 （ Ｃ ）制造 的关键工序之 一。对 于钻孔工序 而言 ，影响孔 壁质量 的主要 因素是钻 头的转 速 ＰＢ 和进给速度。介绍一种基于 Ａ Ｔ ５ Ｄ ８ ０运动控制板卡 的电路板钻孔 机控制 系统设计方案 ，着重介绍 控制系统 的硬件 组成及基 于 Ｖ ＋的软件构架。该系统采用光栅尺 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。 Ｃ＋ 关键词 ：电路板钻孔机 ；运动控制板卡 ；全闭环系统 中图分类号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１０ — ８ １ （０ ２ ０ １ ３ ８ ２ １ ）８—１ １ ３ —３选 用 的 是 大 惯 量 永 磁 同 步 电 机 Ｍ ＭＤ ２ Ｐ Ｕ，其主要参 数 为 ：额定 功率 为 ２ ０ｗ； Ｈ ０２ １ ０
１ 电路板钻 孔 机 的控制 系统 总体 设计
该系统 由通 用 Ｐ ｃ机 、Ａ Ｔ ５ Ｄ ８０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
ｆｃ ｏ ｓｉ ａ ｔ ｇ ｈ ｌ — ａ ｌ ｕ ｌ ｙ ａ ｅ ｄ ｌ ｎ ｐ ｅ ｎ ｅ ｄ ｎ ａｅ Ａ ｉｃ ｉ ｂ ａ ｄ ｄ ｌ ｎ ｃ ｉｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｍｏ ａ ｔｒ ｍｐ ｃｉ ｏ ｅ ｗ ｌ Ｓｑ ａｉ ｒ ｒ ｌ ｇ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｆｅ ｉ ｇ ｒ ｔ ． ｎ ’ ｔ ｉ ｉ ｃｒ ｕｔ ｏ ｒ ｒ ｌ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｏ ｔｏ ｓ ｉ ｉ ｓ ｅ ｂ ｓｄ ｏ — ｔ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｒ Ｔ ５ ｅ ｅ ｉｔｏ ｕ ｅ ｉ ｏ ｔ ａｄ ＡＤ ８ ０ ｗ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ， ｈ ｇ ｌ ｈ ｉｇ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ Ｓ ｈ ｄ ｒ ｏ ｏ ｉ ｏ ｎ ｏｔ ｒ ｒｈ ｔｃ ｕ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｏｂ ｉｈ ｉ ｔ ｈ ｏ ｔ ｙ ｔｍ’ ａ ｗａｅ ｃ ｍｐ ｓ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｆ ｇ ｎ ｏ ｒ ｔ ｗａ ｅ ａｃ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｎ ｅ Ｖ ＋＋． Ｉ ｈ ｙ ｔ ｍ ．ｔ ｅ ｄ ｔｃ ｉｎ ｓｇ ａ ｆ ｐ ｉ ａ ｇａ ｉ ｇｗａ ｓ ｄ ａ ｅ ｄ ａ ｋ ｓ ｎ ｎ ｎ ｅ ｔ ｅ ｃｏ ｅ — ｏ ｙ ｔｍ ｓｃ ｎ ｔ Ｃ ｎ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｅｅ ｔ ｉ ｎ ｌ ｔ ｌ ｒ ｔ ｓ ｕ ｅ ｓｆ ｅ ｂ ｃ ｉ ａ ａ ｄ ａ ｎ ｉ ｌｓ ｄ ｌ ｐ ｓ ｓ ｏ ｏｏ ｃ ｎ ｇｌ ｒ ｏ ｅ ｗａ ｏ ｓｉ — ｔｔ ｄ ｔ ｎ ａ ｃ ｈ ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ Ｓｍａ ｈ ｎ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ ｕ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔｅ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔｍ’ ｏ ｃ ｉｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｃ ｒ ｕｔｂ ａ ｄ ｄ ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ；Ｍｏｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｒ Ｅ ｔ ｅ ｃｏ ｅ — ｏ ｙ ｔｍ ｙ ｒｓ ｉｃ ｉ ｏ ｒ ｒ ｌ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｉ ｉ ｔ ｏ ｔｏ ａｄ； ｎ ｉ ｌ ｓ ｄ ｌ ｐ ｓ ｓ ｏ ｂ ｒ ｏ ｅ
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
Ａ
一
雹 里堡
图 １ 系统 的结构框 图
滚 珠 机械 丝 杠
平 台
１ １ 控 制 系统 的硬件 组成 ． 该控制 系统 的 硬件 部 分 由通 用 Ｐ Ｃ机 、Ａ Ｔ ５ Ｄ ８０ 运动控制板 卡 、交流伺服驱动器 、光栅尺及数据采集
２ 控 制 系统 的软 件设计
２ １ 软件 总体 构 架 ．
电路板钻孔机的控制 系统软件部分 由程序 的初始
化模块 、Ｃ Ｄ设计 模块 和钻 孔模 块 以及 检测 信号 的 Ａ 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。系统软件 的总体构架
１２ Ｍ Ｄ Ｔ ２ ７ ０ ． Ａ Ｄ １０ ０ ３驱 动 器的参 数设 置 松 下 Ｍ Ｄ Ｔ ２７ ０ Ａ Ｄ １０ ０ ３驱动 器 共 有 １８个 常 用参 ２ 数 ，作者 主要对如下参数做 出设置 ： Ｐ０ ０ ｒ２＝ ，选择位置控制模 式 ； Ｐ４ １ ｒ ０＝ ，通过差分专用电路输入 ；
ｍ ｍ厚基板 ） ，叠层 数为 ３ 。 块
０ ２ Ｕ ２ Ｐ１
图 ２ 系统硬件 总体结构
“ Ｃ＋运 动控制 卡” 的控制方 案采 用通用 的 Ｐ Ｐ Ｃ
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 。 Ａ Ｔ５ Ｄ ８ ０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
电路板钻孔机钻头的转速和进给速度对于孔壁的
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 ，结构框 图如 图 １ 所示 。
Ｐ机 Ｃ
通 用
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