一种用于多轴PCB数控钻孔的控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于多轴PCB数控钻孔的控制器，该控制器包括内置有DSP芯片及FPGA芯片的控制器本体，DSP芯片与FPGA芯片相连，且控制器本体上设有多个分别与FPGA芯片相连的外部接口；外部接口包括用于与工控计算机相连的以太网接口、用于连与伺服驱动器及变频器相连的模拟输出接口、用于与外部数字控制信号相连的数字I/O接口和用于与光栅尺反馈信号相连的光电编码器接口。本实用新型专利技术通过FPGA芯片对多个外部接口的控制，并输出8通道16位DAC信号，实现对多轴PCB数控钻床的全闭环控制，该控制器适应多工位批量PCB数控钻孔的多轴、高速、高精及高可靠性的技术需求，有效解决了现有技术造成软硬件资源浪费及实时控制差的问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于多轴PCB数控钻孔的控制器，该控制器包括内置有DSP芯片及FPGA芯片的控制器本体，DSP芯片与FPGA芯片相连，且控制器本体上设有多个分别与FPGA芯片相连的外部接口；外部接口包括用于与工控计算机相连的以太网接口、用于连与伺服驱动器及变频器相连的模拟输出接口、用于与外部数字控制信号相连的数字I/O接口和用于与光栅尺反馈信号相连的光电编码器接口。本技术通过FPGA芯片对多个外部接口的控制，并输出8通道16位DAC信号，实现对多轴PCB数控钻床的全闭环控制，该控制器适应多工位批量PCB数控钻孔的多轴、高速、高精及高可靠性的技术需求，有效解决了现有技术造成软硬件资源浪费及实时控制差的问题。【专利说明】—种用于多轴PCB数控钻孔的控制器
本技术涉及一种控制器，尤其涉及一种用于多轴PCB数控钻孔的控制器。
技术介绍
数控钻孔是目前最为流行、经济、实用、可靠的PCB孔位加工方法，控制器是数控系统的核心部件，它利用数字信号对机床各运动轴位值、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制。目前，PCB数控系统大多采用PC+运动控制卡的模式，Windows系统作为多任务处理系统在实时性控制方面存在缺陷，控制系统控制及决策权限全部集中在王机，造成系统效率低；另外，PCB数控钻孔现场是复杂工业现场，灰尘及振动容易造成主机与控制卡通信故障，系统可靠性大大降低。即为目前数控采用的控制器自身硬件结构难以满足系统多轴、闻速、闻精、闻可罪性的控制技术需求。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本技术提供一种用于多轴PCB数控钻孔的控制器，为PCB数控钻孔加工提供一种性能稳定可靠、网络化、智能型多轴控制器，适应多工位批量PCB数控钻孔的多轴、高速、高精及高可靠性的技术需求。为实现上述目的，本技术提供一种用于多轴PCB数控钻孔的控制器，包括内置有DSP芯片及FPGA芯片的控制器本体，所述DSP芯片与FPGA芯片相连，所述控制器本体上设有多个分别与FPGA芯片相连的外部接口 ；所述外部接口包括用于与工控计算机相连的以太网接口、用于连与伺服驱动器及变频器相连的模拟输出接口、用于与外部数字控制信号相连的数字I/O接口和用于与光栅尺反馈信号相连的光电编码器接口。其中，所述外部接口还包括与FPGA芯片相连的数据通信接口。其中，所述FPGA芯片内置双向FIFO处理单元，所述DSP芯片与FIFO处理单元电连接。其中，所述以太网接口通过RJ45串口与工控计算机相连。本技术的有益效果是:与现有技术相比，本技术提供的用于多轴PCB数控钻孔的控制器，DSP芯片作为控制器的核心，主要负责数控钻孔加工程序及运动相关的指令，并通过FPGA芯片对多个外部接口的控制，并输出8通道16位DAC信号，实现对多轴PCB数控钻床的全闭环控制，该控制器适应多工位批量PCB数控钻孔的多轴、高速、高精及高可靠性的技术需求，有效解决了现有技术造成软硬件资源浪费及实时控制差的问题；进一步的，控制器通过以太网接口与工控计算机相连，可实现工控计算机与控制器指令和数据的高速、准确传输，解决了复杂工业现场环境下钻孔难以稳定运行的问题。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的控制器与外部设备的连接图；图2为本技术的PCB钻孔流程图。主要元件符号说明如下:10、控制器本体11、DSP芯片12、FPGA芯片13、工控计算机14、伺服驱动器15、变频器101、以太网接口102、模拟输出接口103、数字I/O接口104、光电编码器接口【具体实施方式】为了更清楚地表述本技术，下面结合附图对本技术作进一步地描述。请参阅图1，本技术的用于多轴PCB数控钻孔的控制器，包括内置有DSP芯片11及FPGA芯片12的控制器本体10，DSP芯片11与FPGA芯片12相连，控制器本体10上设有多个分别与FPGA芯片12相连的外部接口 ；外部接口包括用于与工控计算机13相连的以太网接口 101、用于连与伺服驱动器14及变频器15相连的模拟输出接口 102、用于与外部数字控制信号相连的数字I/O接口 103和用于与光栅尺反馈信号相连的光电编码器接口104。相较于现有技术的情况，本技术提供的用于多轴PCB数控钻孔的控制器，DSP芯片11作为控制器的核 心，主要负责数控钻孔加工程序及运动相关的指令，并通过FPGA芯片12对多个外部接口的控制，并输出8通道16位DAC信号，实现对多轴PCB数控钻床的全闭环控制，该控制器适应多工位批量PCB数控钻孔的多轴、高速、高精及高可靠性的技术需求，有效解决了现有技术造成软硬件资源浪费及实时控制差的问题；进一步的，控制器通过以太网接口 101与工控计算机13相连，可实现工控计算机13与控制器指令和数据的高速、准确传输，解决了复杂工业现场环境下钻孔难以稳定运行的问题。在本实施例中，外部接口还包括与FPGA芯片12相连的数据通信接口(图为示)，当然，外部接口并不局限于包括上述描述的几种接口，还可以是包括其实输入输出接口的实施方式，如果是对接口实施方式的改变，那么也可以理解为对本技术的简单变形或者变换，落入本技术的保护范围。在本实施例中，FPGA芯片12内置双向FIFO处理单元(图未示)，DSP芯片11与FIFO处理单元电连接。FIFO为First In First Out，即是先进先出，该FIFO处理单元的增加，使得该控制器的协调通信和数据传输效果更好，使得该控制器能提高数据传输率、处理大量数据流、匹配具有不同传输率的数据。在本实施例中，以太网接口 101通过RJ45串口与工控计算机13相连。并采用TCP/IP协议，实现工控计算机13与控制器指令和数据的高速、准确传输。当然，以太网接口 101与工控计算机13还可以通过RS485串口或RS323等其他实施方式实现相连，如果是对以太网接口 101与工控计算机13之间的连接方式的改变，那么也可以理解为对本技术的简单变形或者变换，落入本技术的保护范围。本技术提供的控制器，该控制器通过8通道16位DAC控制八个PCB机床运动轴，I通道16位DAC控制I个变频器15，32通道专用输入数字信号及32通道通用1/0数字信号获取与控制外围信号；控制器可实现对多头PCB数控钻孔机实现高性能控制与管理。上述各种控制信号的功能定位如下:八个运动轴控制信号:XY轴用于工作台面精确定位，Zl至Z6轴用于Z轴高速钻孔；1个主轴转速控制信号:用于变频器15频率控制，进而控制主轴转速；32通道专用输入数字信号:用于运动轴限位、零点、变频器及快钻等专用信号；32通道通用I/O数字信号:用于刀具、变频器、气压、伺服报警等信号检测，以及机械手、主轴夹头、主轴开关等信号输出。该控制器最佳的实施例是用于八轴的PCB机床，当然，不局限于此数量，还可以是六轴或其他数量运动轴的PCB机床。请进一步参阅图2，本技术中控制器控制PCB钻孔的流程:S1，下载钻孔数据包:控制器通过以太网下载工控计算机13基于孔位坐标的数控钻孔文件；S2，钻孔参数及命令:控制器接受工控计算机13的钻孔加工参数及命令；S3，取放刀具:控制器根据不同孔径自动取放刀具；S4，XYZ协同钻孔:控制器通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多轴PCB数控钻孔的控制器，其特征在于，包括内置有DSP芯片及FPGA芯片的控制器本体，所述DSP芯片与FPGA芯片相连，且所述控制器本体上设有多个分别与FPGA芯片相连的外部接口；所述外部接口包括用于与工控计算机相连的以太网接口、用于连与伺服驱动器及变频器相连的模拟输出接口、用于与外部数字控制信号相连的数字I/O接口和用于与光栅尺反馈信号相连的光电编码器接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树成，
申请(专利权)人：深圳市强华科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：