ADT-8948A1运动控制卡在PCB切割系统的应用

摘要：PCB切割系统是一种典型的轨迹运动控制系统，是印制电路板精密切割加工的关键设备。随着电子产品向微型化、小型化方向发展，印制电路板对切割设备的线型、线宽、线距的性能要求越来越高。
　　PCB切割系统正朝高速、高精度、高可靠性、系统集成化、智能化程度高的方式发展，在此，推荐使用众为兴自主研发的ADT-8948A1运动控制卡，开发成简单易用的高性能、高可靠的PCB切割系统，可以满足对PCB切割行业对运动控制的高速、高精等的要求。
一、引言
　　随着计算机技术和信息技术的迅猛发展，传统的专用型封闭式系统逐渐向灵活的多样式数控系统转变，随着应用领域的精工化和专业化，在专用领域，对数控系统的工作效率和精度要求更进一步提高，在灵活多样式的数控系统中延伸出各种专业高效的专用数控设备，在解决灵活多样与专一高效的矛盾中发展，出现了各种通用系统平台和专用系统平台，PCB切割系统就是由通用切割领域延伸出来的专门针对PCB穿孔和切割进行高效工作的一种专业高效的专用数控系统。
　　随着我国电子工业的快速发展和集成电路的广泛应用，对印刷线路板切割精度、线形的要求越来越高。为了满足对高速高精度印刷电路板加工的需求，众为兴在WINDOWS系统平台上，研制了基于ADT-8948A1运动控制卡直接插入PC机的PCI插槽的PCB切割控制系统，该系统具有运行速度快、控制精度高、性能稳定等诸多优点，经过多个印刷电路板加工厂家实践使用证明，该系统具有简单易用、高效、高精、高可靠性。
二、基于控制卡运动系统的设计
　　1、ADT-8948A1卡简介
　　（1）、32 位 PCI 总线，即插即用
　　（2）、所有输入、输出均采用光耦隔离,抗干扰性强
　　（3）、4 轴伺服/步进电机控制，既可独立控制，互不影响
　　（4）、脉冲输出的频率误差小于 0.1%
　　（5）、最大脉冲输出频率为 4MHz
　　（6）、脉冲输出可用单脉冲（脉冲+方向）或双脉冲（脉冲+脉冲）方式
　　（7）、4轴均有位置反馈输入，32位计数，最大计数范围 - 2,147,483,648～+2,147,483,647（8）、直线或 S 曲线进行加/减速、非对称直线加/减速运动
　　（9）、2-4 轴直线插补
　　（10）、CW、CCW 圆弧插补
　　（11）、可用连续插补功能，最大驱动速度频率 2MHz
　　（12）、每轴都有 2 个 32 位比较寄存器用于逻辑位置计数器或者实际位置计数器的位置大小比较，可用于软件限位
　　（13）、可接收伺服马达驱动器的各种信号，如编码器 Z 相信号、到位信号、报警信号等
　　（14）、每轴有 3 个 STOP 信号，可用于原点搜寻、编码器 Z相搜寻
　　（15）、运动中可实时改变速度
　　（16）、运动中可以实时读出逻辑位置、实际位置、驱动速度、加速度、驱动状态
　　（17）、手轮和外部信号操作功能
　　（18）、每轴有 8 入 8 出数字 I/O， 除 2 限位信号外均可作为通
　　（19）、用 I/O 使用，数字输出可用于伺服开启，伺服报警复位等信号
　　（20）、每一个输入信号的输入端都装备积分型的滤波器，可以设定哪一个输入信号的滤波器功能变为有效或无效，滤波器的时间常数从 8 个种类里可以选择 1 个支持在一个系统中使用多达 16 个控制卡
　　（21）、支持 DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP、WINCE 等操作系统;

　　2.PCB切割系统的实现
　　数控系统软件程序在Windows2000下，采用Visual C++6.0面向对象语言进行基于组件的模块化开发，利用教导方式对PCB切割系统进行设计。
　　系统使用了3个运动控制轴，一个主轴高速马达，3个伺服电机，2个放PCB的进出加工平台。
　　系统主要功能有：加工程序的教导生成和修改，运动测试系统，MARK点的定位和矫正，自动换刀，刀具使用寿命管理，加工数量分别累计，主轴使用时间的累计，系统异常的判断和报警，可以实现左右平台切割不同的PCB板。
　　3.PCB切割系统的主要功能
　　教导类型：有点钻孔，直线切割，L型切割，U型切割，圆弧切割，圆切割。
　　程式编程：教导生成各种的切割数据或修改/矫正切割数据。
　　加 工：将教导生成的数据，通过插补运动的方式，调动3个伺服配合运动成各种的运动轨迹进行PCB切割的过程。
　　回归原点：回归平台的机械原点的操作，确保每次加工的精度。
　　路径模拟：模拟加工过程，以便于查找和验证切割过程中的位置精度。
　　I O测试：输入输出测试和4轴的运动测试。
　　系统设定：系统相关参数的设定和修改保存。
　　换 刀：系统刀具达到使用寿命，进行换刀的过程。
　　CCD矫正：矫正CCD对位与系统切割之间的数据偏差。
　　信息提示：提示操作过程或系统警告信息
三、结束语
　　本文采用深圳众为兴数控技术有限公司的ADT-8948A1四轴伺服运动控制卡为控制平台的数控系统，基于模块化组件的软件设计，在WINDOWS操作系统中实现友好的人机界面、灵活的系统配置，同时提高了系统的运算速度和控制精度。该系统功能强大，可完成插补运算、位置控制等实时控制，已成功被开发成了PCB切割机器。成功应用于PCB加工行业，为PCB加工提高了加工品质，缩短了加工周期，提高了线路板的质量和加工效率。