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台达DVP—20PM系列PLC在PCB雕刻机中的应用

作者：唐康 冉雪 李佳丽 李驰原 来源：《科技视界》2015年第36期

【摘 要】雕刻机在工业模具、铭牌、印章、模型、艺术品和装饰品等行业已经得到了广泛的应用，但是在对印刷电路板（PCB板）雕刻上面的应用还不够成熟。本文介绍了在现代的工业化生产过程中，采用PLC作为系统的控制中心，上位机进行监控，利用设计者提供的文件，可以实现精确定位及控制的一种控制方式。 【关键词】PLC；PCB；雕刻机；上位机

传统意义上的制作PCB板的工艺是：采用化学腐蚀的方式，这种方式只适合于大批量生产，而且生产周期长，成本较高，对环境的损害大。但是在现实的工作中，很大一部分的PCB板是不需要大量生产的，往往是小批量生产甚至极小批量的生产。在特定的环境，如学校中，学生和老师在做设计、竞赛、科研等项目时，需要的是极小批量的生产。基于此。设计一款效率较高而且成本很低的PCB雕刻机，还是有很好的现实意义的。 1 系统方案的选择

本系统使用PLC作为控制核心，但是目前市面上的PLC的品牌和型号都很多，我们应该选择哪一种呢？

1）采用西门子的产品，它的产品质量好，稳定性高，在自动控制领域里使用较为广泛。但是西门子产品的样式较为单一，并且价格较贵。

2）使用台达的产品，台达的产品在质量上也相当可靠，在国内的运用也比较广泛，学习和使用台达产品的人也在逐渐增多，而且价格适中。

3）采用其他的产品，比如欧姆龙，松下等产品，他们的质量也能够保证，但是使用的人数不多，在社会上的效益 不是很明显。

结合本系统的特点与需求，在经过比较之后，最终确定使用台达的DVP-20PM作为系统的控制核心。 2 系统方案

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PCB雕刻机的工作机理就是将设计好的PCB上的焊盘和连线部分与其他部分分离开来，将需要分离的部分用雕刻刀铣掉。所以，需要整个系统能够控制刀具的行程不仅能够到达PCB板的任意位置，而且能够达到系统的精度要求。

雕刻机的主体结构由床身和能够单轴运动的主体框架构成，能够单轴运动的框架构成相互垂直的X、Y、Z三轴，X、Y两个轴能够保证主轴能够到达PCB板托抬的任意位置。考虑到PCB板有单双面和厚度的要求，以及制作工艺的不同，因此，在Z轴上同样装了一个电机。 3 系统的工作流程

整个系统分为PCB板设计与数据导出、3D图像的转化、G代码的生成、G代码的导入、PCB板的制作等5个步骤。具体的流程图如图1所示。 4 系统的接线

本系统的硬件连线主要分为PLC部分，伺服电机部分和伺服电机驱动部分。伺服电机电机部分的接线相对比较简单，在这里不做详细的介绍。下面将PLC部分做一个详细的介绍。详细接线图如图。

在完成接线图之后，就可以对本系统进行联机调试了，通过台达的专业编程软件

PMsoft，可以实现G代码的导入，生成指令表等一系列操作，而且还能在运行时监控主轴的运行路径。 5 监控画面

本系统采用台达的PMsoft软件作为一个上位机，对运动时的路径进行实时的监控的同时让整个系统的操作简单化，透明化。而且还能在系统故障时及时报警以及停止运行系统。 6 结束语

通过对PCB雕刻机系统的研究和设计，选用台达PLC，伺服电机，伺服电机驱动和上位机软件，实现了一套基于台达PLC的PCB雕刻系统，具有成本低、效率高等特点。 图2 PLC部分接线图 【参考文献】

[1]张玉更，王晋.基于AVR的PCB板雕刻机的设计[J].电子设计工程，2011（3）：143-145.

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[2]石培基，李先锋.旅游形象传播研究[J].西南民族大学学报（人文社科版），2006（8）：212-214.

[3]洪少彬.基于DSP的PCB雕刻机精密数控系统设计及其关键技术研究[D].天津：河北工业大学，2007.

[4]史亚闻，任钦海，吕彦明.电路板雕刻过程中的刀路生成与规划[J].机械制造，2007（12）：12-15.

[责任编辑：杨玉洁]