PCB高速数控钻床运动控制器的研究与设计

发布时间：2017-08-03 04:01

  本文关键词：PCB高速数控钻床运动控制器的研究与设计

  更多相关文章： PCB 数控钻床 运动控制器 关键算法

【摘要】：近年来,随着家用电器、IT、通讯等行业的快速发展,我国的PCB行业得到了飞速发展,目前全球PCB产能的大部分都是在我国完成的,由于电子终端产品对PCB需求的不断增加,PCB行业在未来都会呈现一个非常好的发展趋势,有着非常好的市场前景,对于我国的PCB加工制造相关企业来说,这是一个非常好的发展机会。在PCB加工制造过程中,专用于钻孔的PCB高速数控钻床是一个非常重要的设备,其性能在很大程度上影响着PCB生产的速度和质量,现有的钻床无论在速度上还是加工精度上都难以满足目前电子终端产品对PCB提出的更高要求,PCB高速数控钻床上所使用的运动控制器在钻床性能的提升方面起着非常重要的作用,现有的运动控制器在很大程度上制约着PCB数控钻床整体性能的提升,因此研究性能更好的PCB高速数控钻床运动控制器有着十分重要的现实意义。本文首先分析了PCB高速数控钻床的运动控制特点和其所使用的运动控制器技术特点和现状,提出了研究专用于PCB高速数控钻床的运动控制器的必要性,提出了对其性能进行改进的思路和方法;针对现有控制器的优缺点,结合控制需求的特点,确定了控制器的结构,完成了控制器的方案设计以及确定了相关功能技术指标;完成了控制器的硬件设计,包括控制器核心处理器的选型设计、电源电路的设计、高速脉冲输出电路设计、外扩存储模块设计以及其他外围模块设计;最后对影响钻床性能的几个关键算法进行了研究和选择,包括孔位定位过程中的速度规划、实际控制过程中的PID调节以及孔位加工顺序的优化。经过部分验证,取得了一定的应用效果。
【关键词】：PCB 数控钻床 运动控制器 关键算法
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG527
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 PCB行业的快速发展8-9
• 1.2 PCB数控钻床现状及发展9-10
• 1.3 数控技术及运动控制器10-12
• 1.3.1 数控技术10-11
• 1.3.2 运动控制系统技术现状11-12
• 1.3.3 运动控制器12
• 1.4 课题背景来源12-13
• 1.5 论文结构安排13-14
• 2 PCB高速数控钻床控制特点及所用运动控制器现状分析14-17
• 2.1 PCB高速数控钻床工作流程14
• 2.2 PCB高速数控钻床控制特点分析14-15
• 2.3 PCB高速数控钻床现有运动控制器的优缺点分析15-16
• 2.4 本章小结16-17
• 3 钻床运动控制器总体设计17-21
• 3.1 运动控制器方案设计17-18
• 3.2 进给系统驱动方式18-19
• 3.3 CPU构架的研究和确定19-20
• 3.4 运动控制器功能指标的确定20
• 3.5 本章小结20-21
• 4 钻床运动控制器硬件设计21-32
• 4.1 CPU选型设计21-22
• 4.1.1 DSP选型21
• 4.1.2 FPGA选型21-22
• 4.2 电源电路设计22-24
• 4.3 通讯模块设计24-26
• 4.4 驱动模块设计26-30
• 4.4.1 高速脉冲输出电路26-27
• 4.4.2 模拟量输出电路27-29
• 4.4.3 高速脉冲输入和模拟量采集电路29-30
• 4.5 存储模块设计30
• 4.6 开关量设计30-31
• 4.7 本章小结31-32
• 5 钻床关键算法研究32-58
• 5.1 定位轴速度规划算法32-45
• 5.1.1 PCB高速数控钻床定位轴的运动特点32
• 5.1.2 梯形曲线速度规划32-36
• 5.1.3 S曲线速度规划36-41
• 5.1.4 定位轴速度规划的选择和实现41-45
• 5.2 钻床PID算法的实现45-52
• 5.2.1 PID算法研究45-48
• 5.2.2 钻床PID算法的实现48-52
• 5.3 最优钻孔顺序的算法研究52-57
• 5.3.1 钻孔顺序特点分析52-54
• 5.3.2 遗传算法概述54
• 5.3.3 基于遗传算法最优钻孔顺序算法设计54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 6 总结与展望58-60
• 参考文献60-62
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果62-63
• 附录A 运动控制器板卡正反面实际效果图63-64
• 附录B 控制器内部连接关系图64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王冰;王成勇;汤宏群;宋月贤;陈明;;印刷电路板高速数控钻床的特点及关键技术[J];工具技术;2009年12期

，

本文编号：612501