本文關鍵詞：PCB高速數(shù)控鉆床運動控制器的研究與設計

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【摘要】：近年來,隨著家用電器、IT、通訊等行業(yè)的快速發(fā)展,我國的PCB行業(yè)得到了飛速發(fā)展,目前全球PCB產能的大部分都是在我國完成的,由于電子終端產品對PCB需求的不斷增加,PCB行業(yè)在未來都會呈現(xiàn)一個非常好的發(fā)展趨勢,有著非常好的市場前景,對于我國的PCB加工制造相關企業(yè)來說,這是一個非常好的發(fā)展機會。在PCB加工制造過程中,專用于鉆孔的PCB高速數(shù)控鉆床是一個非常重要的設備,其性能在很大程度上影響著PCB生產的速度和質量,現(xiàn)有的鉆床無論在速度上還是加工精度上都難以滿足目前電子終端產品對PCB提出的更高要求,PCB高速數(shù)控鉆床上所使用的運動控制器在鉆床性能的提升方面起著非常重要的作用,現(xiàn)有的運動控制器在很大程度上制約著PCB數(shù)控鉆床整體性能的提升,因此研究性能更好的PCB高速數(shù)控鉆床運動控制器有著十分重要的現(xiàn)實意義。本文首先分析了PCB高速數(shù)控鉆床的運動控制特點和其所使用的運動控制器技術特點和現(xiàn)狀,提出了研究專用于PCB高速數(shù)控鉆床的運動控制器的必要性,提出了對其性能進行改進的思路和方法;針對現(xiàn)有控制器的優(yōu)缺點,結合控制需求的特點,確定了控制器的結構,完成了控制器的方案設計以及確定了相關功能技術指標;完成了控制器的硬件設計,包括控制器核心處理器的選型設計、電源電路的設計、高速脈沖輸出電路設計、外擴存儲模塊設計以及其他外圍模塊設計;最后對影響鉆床性能的幾個關鍵算法進行了研究和選擇,包括孔位定位過程中的速度規(guī)劃、實際控制過程中的PID調節(jié)以及孔位加工順序的優(yōu)化。經(jīng)過部分驗證,取得了一定的應用效果。
【關鍵詞】：PCB 數(shù)控鉆床 運動控制器 關鍵算法
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG527
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 PCB行業(yè)的快速發(fā)展8-9
• 1.2 PCB數(shù)控鉆床現(xiàn)狀及發(fā)展9-10
• 1.3 數(shù)控技術及運動控制器10-12
• 1.3.1 數(shù)控技術10-11
• 1.3.2 運動控制系統(tǒng)技術現(xiàn)狀11-12
• 1.3.3 運動控制器12
• 1.4 課題背景來源12-13
• 1.5 論文結構安排13-14
• 2 PCB高速數(shù)控鉆床控制特點及所用運動控制器現(xiàn)狀分析14-17
• 2.1 PCB高速數(shù)控鉆床工作流程14
• 2.2 PCB高速數(shù)控鉆床控制特點分析14-15
• 2.3 PCB高速數(shù)控鉆床現(xiàn)有運動控制器的優(yōu)缺點分析15-16
• 2.4 本章小結16-17
• 3 鉆床運動控制器總體設計17-21
• 3.1 運動控制器方案設計17-18
• 3.2 進給系統(tǒng)驅動方式18-19
• 3.3 CPU構架的研究和確定19-20
• 3.4 運動控制器功能指標的確定20
• 3.5 本章小結20-21
• 4 鉆床運動控制器硬件設計21-32
• 4.1 CPU選型設計21-22
• 4.1.1 DSP選型21
• 4.1.2 FPGA選型21-22
• 4.2 電源電路設計22-24
• 4.3 通訊模塊設計24-26
• 4.4 驅動模塊設計26-30
• 4.4.1 高速脈沖輸出電路26-27
• 4.4.2 模擬量輸出電路27-29
• 4.4.3 高速脈沖輸入和模擬量采集電路29-30
• 4.5 存儲模塊設計30
• 4.6 開關量設計30-31
• 4.7 本章小結31-32
• 5 鉆床關鍵算法研究32-58
• 5.1 定位軸速度規(guī)劃算法32-45
• 5.1.1 PCB高速數(shù)控鉆床定位軸的運動特點32
• 5.1.2 梯形曲線速度規(guī)劃32-36
• 5.1.3 S曲線速度規(guī)劃36-41
• 5.1.4 定位軸速度規(guī)劃的選擇和實現(xiàn)41-45
• 5.2 鉆床PID算法的實現(xiàn)45-52
• 5.2.1 PID算法研究45-48
• 5.2.2 鉆床PID算法的實現(xiàn)48-52
• 5.3 最優(yōu)鉆孔順序的算法研究52-57
• 5.3.1 鉆孔順序特點分析52-54
• 5.3.2 遺傳算法概述54
• 5.3.3 基于遺傳算法最優(yōu)鉆孔順序算法設計54-57
• 5.4 本章小結57-58
• 6 總結與展望58-60
• 參考文獻60-62
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研成果62-63
• 附錄A 運動控制器板卡正反面實際效果圖63-64
• 附錄B 控制器內部連接關系圖64-65
• 致謝65-66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王冰;王成勇;湯宏群;宋月賢;陳明;;印刷電路板高速數(shù)控鉆床的特點及關鍵技術[J];工具技術;2009年12期

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本文編號：612501