基于DSP的PCB雕刻機精密數控系統(tǒng)設計及其關鍵技術研究.pdf

1、當今電子設計領域中，EDA 軟件已經成為設計者必須的工具，它使得設計構思能夠迅速方便地轉化成具體設計方案。然而，設計方案實施的關鍵，即電路板打樣和小批量多品種制作卻仍沿用傳統(tǒng)化學工藝方式，這種電路板制作方式存在周期長、成本高、靈活性小等不足，與豐富多彩的電子創(chuàng)造活動不相匹配。開發(fā)一種快速PCB 雕刻制作系統(tǒng)，以滿足電子系統(tǒng)研發(fā)與實驗的大量需求，達到快捷、保密及環(huán)保的目的。 數控系統(tǒng)是PCB 雕刻機的控制核心，其控制功能的強弱、控

2、制性能的優(yōu)劣直接關系著PCB 雕刻機的加工質量與加工效率，對整個雕刻機的性價比和市場競爭力都至關重要。本文針對數控PCB 雕刻機技術現狀及市場需求，研制開發(fā)了基于高性能DSP 的精密PCB 雕刻機數控系統(tǒng)，以提高國產PCB 雕刻機數控系統(tǒng)的性價比和市場競爭力，并為雕刻機最終用戶改善產品質量、提高生產效率、節(jié)約生產成本提供有效手段。 本文在PCB 雕刻機控制系統(tǒng)實現上，首先提出了PCB 雕刻機控制系統(tǒng)的驅動控制要求，并規(guī)劃制定了數

3、控系統(tǒng)總體設計方案。在方案實現時，采用TI 公司主推的32 位定點數字信號處理器（DSP）TMS320F2812 作為下位機控制系統(tǒng)核心處理單元，并采用模塊化設計思想，根據控制電路分擔任務的不同，分模塊進行了PCB 雕刻機控制系統(tǒng)軟硬件詳細設計，使得系統(tǒng)設計靈活性和工作可靠性大大提高。 針對高速電主軸調速是PCB 雕刻機精密數控系統(tǒng)的關鍵技術之一，本文基于空間向量PWM 的變頻調速技術，對高速電主軸的速度控制進行了深入研究，構造

4、了基于DSP 的速度控制完整系統(tǒng)，測試結果表明，所設計的調速系統(tǒng)可實現20000 r/min～60000 r/min 的高轉速穩(wěn)定控制。 為提高雕刻精度，對驅動X、Y 工作臺的步進電機的細分技術進行了詳細研究，采用電流矢量恒幅均勻旋轉細分法，實現了十六細分的驅動，單向移動精度可達0.00125mm，實驗結果印證了方法的有效性。 PCB 雕刻機樣機通過軟硬件聯調，并經過了對各項電路板加工要求的測試實驗，結果表明，控制系統(tǒng)性