PCB切割系統正朝高速、高精度、高可靠性、系統集成化、智能化程度高的方式發展，在此，推薦使用眾為興自主研發的ADT-8948A1運動控制卡，開發成簡單易用的高性能、高可靠的PCB切割系統，可以滿足對PCB切割行業對運動控制的高速、高精等的要求。PCB中文名稱為印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。

一、引言

隨著計算機技術和信息技術的迅猛發展，傳統的專用型封閉式系統逐漸向靈活的多樣式數控系統轉變，隨著應用領域的精工化和專業化，在專用領域，對數控系統的工作效率和精度要求更進一步提高，在靈活多樣式的數控系統中延伸出各種專業高效的專用數控設備，在解決靈活多樣與專一高效的矛盾中發展，出現了各種通用系統平臺和專用系統平臺，PCB切割系統就是由通用切割領域延伸出來的專門針對PCB穿孔和切割進行高效工作的一種專業高效的專用數控系統。數控系統是數字控制系統的簡稱，英文名稱為（Numerical Control System），根據計算機存儲器中存儲的控制程序，執行部分或全部數值控制功能，并配有接口電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。通過利用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和開關量。

隨著我國電子工業的快速發展和集成電路的廣泛應用，對印刷線路板切割精度、線形的要求越來越高。為了滿足對高速高精度印刷電路板加工的需求，眾為興在WINDOWS系統平臺上，研制了基于ADT-8948A1運動控制卡直接插入PC機的PCI插槽的PCB切割控制系統，運動控制卡是基于PC總線，利用高性能微處理器（如 DSP）及大規模可編程器件實現多個伺服電機的多軸協調控制的一種高性能的步進/伺服電機運動控制卡，包括脈沖輸出、脈沖計數、數字輸入、數字輸出、D/A輸出等功能，它可以發出連續的、高頻率的脈沖串，通過改變發出脈沖的頻率來控制電機的速度，改變發出脈沖的數量來控制電機的位置，它的脈沖輸出模式包括脈沖/方向、脈沖/脈沖方式。脈沖計數可用于編碼器的位置反饋，提供機器準確的位置，糾正傳動過程中產生的誤差。數字輸入/輸出點可用于語限位、原點開關等。該系統具有運行速度快、控制精度高、性能穩定等諸多優點，經過多個印刷電路板加工廠家實踐使用證明，該系統具有簡單易用、高效、高精、高可靠性。

二、基于控制卡運動系統的設計

1、ADT-8948A1卡簡介

（1）、32 位 PCI 總線，即插即用

（2）、所有輸入、輸出均采用光耦隔離，抗干擾性強

（3）、4 軸伺服/步進電機控制，既可獨立控制，互不影響

（4）、脈沖輸出的頻率誤差小于 0.1%

（5）、最大脈沖輸出頻率為 4MHz

（6）、脈沖輸出可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式

（7）、4軸均有位置反饋輸入，32位計數，最大計數范圍 - 2,147,483,648～+2,147,483,647（8）、直線或 S 曲線進行加/減速、非對稱直線加/減速運動

（9）、2-4 軸直線插補

（10）、CW、CCW 圓弧插補

（11）、可用連續插補功能，最大驅動速度頻率 2MHz

（12）、每軸都有 2 個 32 位比較寄存器用于邏輯位置計數器或者實際位置計數器的位置大小比較，可用于軟件限位

（13）、可接收伺服馬達驅動器的各種信號，如編碼器 Z 相信號、到位信號、報警信號等

（14）、每軸有 3 個 STOP 信號，可用于原點搜尋、編碼器 Z相搜尋

（15）、運動中可實時改變速度

（16）、運動中可以實時讀出邏輯位置、實際位置、驅動速度、加速度、驅動狀態

（17）、手輪和外部信號操作功能

（18）、每軸有 8 入 8 出數字 I/O， 除 2 限位信號外均可作為通

（19）、用 I/O 使用，數字輸出可用于伺服開啟，伺服報警復位等信號

（20）、每一個輸入信號的輸入端都裝備積分型的濾波器，可以設定哪一個輸入信號的濾波器功能變為有效或無效，濾波器的時間常數從 8 個種類里可以選擇 1 個支持在一個系統中使用多達 16 個控制卡。濾波器（filter），是一種用來消除干擾雜訊的器件，將輸入或輸出經過過濾而得到純凈的直流電。對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電路，就是濾波器，其功能就是得到一個特定頻率或消除一個特定頻率。

（21）、支持 DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP、WINCE 等操作系統；Windows是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的基礎，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統，是基于掌上型電腦類的電子設備操作系統，它是精簡的Windows 95，Windows CE的圖形用戶界面相當出色。

2.PCB切割系統的實現

數控系統軟件程序在Windows2000下，采用Visual C++6.0面向對象語言進行基于組件的模塊化開發，利用教導方式對PCB切割系統進行設計。Visual C++ 6.0，簡稱VC或者VC6.0，是微軟推出的一款C++編譯器，將“高級語言”翻譯為“機器語言（低級語言）”的程序。Visual C++是一個功能強大的可視化軟件開發工具。自1993年Microsoft公司推出Visual C++1.0后，隨著其新版本的不斷問世，Visual C++已成為專業程序員進行軟件開發的首選工具。雖然微軟公司推出了 Visual C++.NET（Visual C++7.0），但它的應用的很大的局限性，只適用于Windows 2000、Windows XP和Windows NT4.0。所以實際中，更多的是以Visual C++6.0為平臺。

系統使用了3個運動控制軸，一個主軸高速馬達，3個伺服電機，2個放PCB的進出加工平臺。

系統主要功能有：加工程序的教導生成和修改，運動測試系統，MARK點的定位和矯正，自動換刀，刀具使用壽命管理，加工數量分別累計，主軸使用時間的累計，系統異常的判斷和報警，可以實現左右平臺切割不同的PCB板。

3.PCB切割系統的主要功能

教導類型：有點鉆孔，直線切割，L型切割，U型切割，圓弧切割，圓切割。

程式編程：教導生成各種的切割數據或修改/矯正切割數據。

加 工：將教導生成的數據，通過插補運動的方式，調動3個伺服配合運動成各種的運動軌跡進行PCB切割的過程。

回歸原點：回歸平臺的機械原點的操作，確保每次加工的精度。

路徑模擬：模擬加工過程，以便于查找和驗證切割過程中的位置精度。

I O測試：輸入輸出測試和4軸的運動測試。

系統設定：系統相關參數的設定和修改保存。

換 刀：系統刀具達到使用壽命，進行換刀的過程。

CCD矯正：矯正CCD對位與系統切割之間的數據偏差。CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號。 CCD上植入的微小光敏物質稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素數越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉換成數字信號。

信息提示：提示操作過程或系統警告信息

三、結束語

本文采用深圳眾為興數控技術有限公司的ADT-8948A1四軸伺服運動控制卡為控制平臺的數控系統，基于模塊化組件的軟件設計，在WINDOWS操作系統中實現友好的人機界面、靈活的系統配置，同時提高了系統的運算速度和控制精度。為PCB加工提高了加工品質，縮短了加工周期，提高了線路板的質量和加工效率。