数控电源的设计与制作精选(九篇)

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第1篇：数控电源的设计与制作范文

关键词：单片机80C31 数模转换器DAC0832 三端集成稳压器

1 数控直流电源的应用及特点

本课题研究一种以单片机为核心的智能化高精度简易数控直流电源的设计。数控直流电源是一种常见的电子仪器也是电子技术常用的设备之一，广泛应用于电路，教学试验和科学研究等领域。以单片机系统为核心设计的新一代数控直流电源，它不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能优越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对数据进行各种计算，从而可排除和减少模拟电路引起的误差，输出电压和限定电流采用输入键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值，且兼备双重过载保护及报警功能， 特别适用于各种有较高精度要求的场合。

2 硬件电路的设计

2.1 数控直流电源的组成 简易数控直流电源由稳压电源部分、数字显示部分、输出部分、数控部分、“+”“-”按键五部分组成。

2.2 单元电路的设计

2.2.1 输出电路 输出电路是由三端固定输出稳压器件7805、运算放大器A和DAC电路所组成的输出电路。在该电路中U23=5V，Uo=U23+U3，若DAC的输出为－5V～＋4.9V，则UO=0～9.9V。该电路的稳压性能7805保证，步进电压由DAC输入的数字量控制。这种电路输出电压的精度取决于7805输出电压的误差；运放的跟随误差以及DAC的积分非线性。步进值的误差直接与DAC的位数有关。

2.2.2 数控部分 数控部分应具备的功能有：输出电压可预置，且能以“步进”或“扫描”的工作方式加（“+”）或减（“－”）。数控部分的输出应直接控制数码电阻网络各个开关。

微控制器（MCU）又称单片机，数控部分为MCU电路。MCU的芯片品种繁多，芯片的选择应考虑价格，软件成熟，满足功能要求等因素，因此本设计选用80C31单片机。

两位BCD码拨盘开关将预置量输入到MCU并口，两位LED显示电路由MCU串口送入数值（输出电压）。单独设置的“+”“-”二个按键由并行口进行检测。DAC接收MCU数据总线传送的数据，并据以确定输出电压。在软件的控制下，MCU开机后先将预置值读入，在送去显示的同时，送入DAC，并产生相同的输出电压。然后不断循环检测“+”“-”两键是否按下。若检测到有键按下，将使显示值和输出电压相应增减0.1V。若检测到按键时间超过0.5s，则认为需连续增减，即处于“扫描”方式。

由于80C31片内RAM仅有128B容量不够所以要扩展片外RAM，因此由80C31、74LS373和8KB容量的2764组成MCU最小系统。

2.2.3 稳压电源 从电路简单、经济考虑，本设计采用三端固定输出集成稳压器。采用7805、7815、7915作为它们的输出电压分别为＋5V、＋15V、－15V，输出电流为1.5A。

直流稳压电源采用桥式全波整流，单电容滤波，三端固定输出集成稳压器件。输出电路由7815提供+15V电压，从而大大提高了电压调整率和负载调整率等指标。

2.2.4 显示电路 显示电路由两个数码管和两个74LS164组成。两个数码管分别组成显示电路的十位、个位，由于两个数码管至少需要14根I/O线，为节约资源，采用串行输入并行输出的74LS164进行驱动输出。单片机的两个并行分别作为信号输出口和时钟控制信号。采用单片机的P3.2、P3.3作为控制加减的控制。该实现方式是通过80C31串行输入，再并行输出到74LS164，再经过74LS164并行输出到数码显示管。

显示方式采用静态显示方式，80C31串以移位寄存器来驱动两位LED共阴极数码显示器，占用资源少，仅二根线。

3 软件设计

两位BCD码拨盘开关K3、K4，用以设置输出电压。K3、K4输入的P1口由电阻网络RN上拉。设置为低电平有效。“+”“－”键由10K电阻上拉，低电平有效输入至P3.2和P3.3口线。软件采用查询方式访问这两个键。

3.1 80C31资源分配

TXD、RXD

以串口方式0输出接移位寄存器/显示器。

P3.2

“+” 键

P3.3

“－”键

P0.0～P0.3

预置数BCD码输入（低位—十分位）

P0.4～P0.7

预置数BCD码输入（高位—个位）

FFFEH

DAC 地址

42H

D输出电压数值寄存

41H 40H

显示缓冲寄存，BCD码。

3.2 程序流程设计 复位后首先进行初始化工作，然后从BCD拨盘开关取输出电压预置值，经取反和十—二进制数转换后存入寄存器42H。预置值经串口输出送往显示器。由于输出电压数值是以0.1V做为基本单位的（即5V为50），所以送往显示的数值自动在高位加入小数点。以后输出电压值经标度变换后送DAC，由输出电压形成对应的输出电压。

程序将检测有无键按下，若无键按下，则不断地继续检测，直到有键按下。检测到有键按下后，首先延时20ms进行去抖处理，再判别是“+”还是“－”键若为“+”键，则42H中的数据加1，再判断是否已加至100，若是则42H复0，否则将数据送去显示和输出。若判别为“－”键，则数据减1，再判断是否已减至FFH，若是则42H赋值为99；否则将数据送去显示和输出。

只要点动“+”“－”键的时间小于0.5s，则每次步进增减0.1V。若一直按键，只要时间超过0.5s，则不停的步进，直到松开按键为止。

4 结论

本设计主要对简易数控直流电源电路进行了简单的设计与阐述。本设计系统主要由硬件部分和软件两部分组成，以单片机为核心，控制整个电路工作。数模转换器和集成运算放大器构成的具有深度负反馈的数字式可控直流电源。

本设计还存在许多不足，不当之处在所难免，望广大读者提出意见。

参考文献

第2篇：数控电源的设计与制作范文

关键词：三维数控钻 西门子 伺服电机

中图分类号：TG527文献标识码： A

设备是1996年德国进口，是Peddinghaus公司生产TDK 1000/9G数控三维钻床，专门用于钢结构、桥梁、立体停车库、石油平台等行业的H型钢、箱型梁、槽钢、钢板的钻孔加工。是Peddinghaus三维钻系列中经典的产品。9轴设计、微雾内冷却系统、智能轴技术、辊轮进给圆盘测量系统、单件20吨的驱动能力、西门子840C控制系统。

一、设备特点

本机的钻削动力头，不仅能在垂直于工件送进的方向上数控移动，而且可以在工件送进的方向上数控移动准确定位。所以，当H型钢翼板和腹板上的孔不处于同一横截面时，仍可实现上面、左面、右面三个方向同时钻孔。减少了沉重钢梁移动的次数，从而提高了生产效率。为保证钻孔位置不受钢梁畸形的影响，机器上设有幅高、腹板、翼板检测装置。检测结果反映在数控软件中，可以修正钻孔位置。具有支承装置：当“H”型钢的板很薄时，为防止钻孔引起的变形，设有下部自动支承装置。钻削主轴转速无级调节、钻头进给速度无级调节。具有快换卡头，更换钻头方便。配有进出料道，可以把钢梁自动送入和送出机器。

二、 设备的结构：

具有三个独立运行的钻削动力头,即垂直、左、右钻削头，每个钻削动力头均有两个数控轴驱动和垂直于工件方向的数字化液压进给驱动。钻头和主轴之间,由快换钻套联接，更换钻头快捷、准确。各钻头既可单独，又可同时完成其钻孔作业。在一次自动装夹后，可完成孔组内（H型钢上包括腹板和两翼板）所有孔的加工。工件（H型钢）送进移动 ，有液压和机械控制的辊轮驱动，并由检测轮准确测出实际送进距离传送给数控系统来确保两孔群之间的距离精度，另外，该机还具备工件的头部和尾部端面的光电定位监测系统。工件在机床上移动定位后机床具有可靠的垂直和侧向夹紧系统。工件装夹后，本机备有腹板和翼板变形监测系统，将误差返馈给计算机自动修正钻孔位置。各钻削头主轴转速是由变频器无级调节 ，为提高在大规格轻型H型钢上的钻孔效率 ，还具有增强H型钢腹板刚度的液压多点支撑装置。控制系统由计算机、数控系统、伺服电机 、光电编码器、PLC等构成。只需输入工件尺寸、自动生成加工程序，可按件号随时存储、调用、显示和通讯。电气控制，既实现各加工参数单独的手动调整控制，又可实现全过程自动控制加工

三、改造修复方案

该设备系统采用西门子840C控制系统，该系统是西门子公司在九十年代初推出的高档系统，功能强大，使用灵活，直流驱动及电机可不更换。该机床使用年限较久，电气元气件老化，故障频繁，部件淘汰难以采购，械磨损较大、精度下降、工作效率低下，给生产带来很大的影响。为确保生产的正常进行，需要对机床进行技术改造与修复：

电气部分改造

控制系统改为西门子840D系统，该系统是西门子公司九十年代中期推出的一款纯数字的高档数控系统，与之匹配的驱动及电机也都是数字的。

与840C与840D比较：

(1)840C 即可用模拟量驱动也可用数字量驱动，而840D主要用的是数字量

(2)840C的PLC语言是S5，而840D的PLC语言是S7

(3)840C产品相关配件已停产，电路板以旧换新，维护费用高、维修周期长。840D是西门子机床控制系统主流，备品备件容易购买，且S7比S5更稳定，抗干扰能力更强。

1、机床电气部分更新改造内容及要求

1．1新系统采用SINUMERIK 840D CNC数控系统，将增强整个系统的可靠性，稳定性而且可根据工艺需要进行灵活的参数和功能修改，从而在长期意义上大大的节约了成本。

1．2 PLC选择西门子S7-300系列，程序基本沿用原PLC的结构和功能，从而使改造的风险降低到最低。取代原来的S5系列PLC，，S5外接9V直流电池供电，保存程序数据，更换电池时，需要重新向PLC拷贝程序，S7-300程序不容易丢失，程序安全，模块化程度高，维护费用低，且程序监控容易实现。同时改造后的PLC模块在国内极为容购买。

1．3主轴伺服电机和交流伺服驱动器原来采用的是西门子611A属于模拟控制、电机控制器复杂，一但故障，维修维护费用高，并且抗干扰能力差，对周围环境要求高。改造后选择西门子数字产品611D，数字系统抗干扰能力远高于模拟系统，西门子的交流伺服刚性好，技术先进、性能稳定，而且备件便宜，容易采购，国内服务网点多，技术支持强。

1．4新的进给电机采用1FT6 电机，电机的输出扭矩和速度特性完全超出原1FT5伺服电机；

1．5关于轴径和法兰：通过增加过度法兰、改变皮带轮、联轴器或对轴加工等办法实现。

1.6 24V传感器控制控制电源与系统24V控制电源分开，提高机床安全系数。

1.7 所有电力电缆采用耐油腐蚀电缆，控制电缆采用耐油耐腐蚀屏蔽电缆。

2新旧替换明细

2．1 去掉原主轴直流电机，用额定攻率为7.5KW的1PH7电机代替，该电机安装尺寸和原电机基本相似，功率和转速范围（最高5000转）都比原来强;

2．2保留数控的零件加工程序和相关能利用的软件结构，使改造风险大大降低；

2．3保留以前的驱动器电源模块和电抗器。

2．4原3个主轴的611A驱动器, 用SIEMENS611D 取代;

2．5去掉原来柜内的7个进给轴的1FT5伺服电机, 和电柜内的611A驱动器;用SIEMENS 611D驱动和1FT6交流伺服电机取代;

2．6去掉原S5 PLC的CPU、输入、输出模块。由先进的西门子 PLC S7-300的输入、输出模块取代;彻底根除因PLC老化产生的故障；

2．7更新原PLC 的控制程序，根据新的控制方式用SETP 7对其重新编写控制程序，保证可读性强。

2．8重新制作操作台，布局合理，新操作台根据人力工程学设计，使操作人员能更愉快，更轻松的工作。

2．9更换电控柜,更换柜内低压器件(含配套变压器、电源、各类电器元件等，主要器件选用西门子、施耐德品牌)

3主要硬件描述：

西门子840D 数控系统一套，带液晶显示屏和相关菜单，机床控制键盘和面板；

PCU50 和OP12 系统1套

操作面板1块（薄膜型）

NCU 盒和 NCU 控制单元各 1 块 驱动和电机控制模块，以及电源模块

S7-300 PLC一套

主轴1HP7主轴电机3个进给轴1FT6电机7个

机械部分修复：

参考文献：

1. 白幸福、韩军锋《基于PLC数控型角钢生产线控制系统设计》 装备制造技术2009

2．西门子公司 西门子有关PLC编程手册

3. 三菱公司 三菱有关PLC编程手册

4.宋伯生 机床电器及电气控制 中国劳动出版社 1990

第3篇：数控电源的设计与制作范文

【关键词】单片机;直流稳压电源;数控

电源技术是一种应用功率半导体器体，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术，而直流稳压电源更是电子领域重要的设备之一。从20世纪90年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，直流电源转换器向着更高灵活性和智能化方向发展。本文设计一种输出电压在0.0V到9.9V之间并且可以任意设定输出电压的电压精准调整的数控直流稳压电源电路，该稳压电源不仅能克服传统电源输出电压难以精确调整的缺陷，而且还对系统的性能方面、系统的升级方面以及系统的可靠性方面进行了改善。

1.系统功能

本文设计的直流稳压电源输出电压在在0.0V到9.9V之间并且可以任意设定输出电压，主要由STC89C52RC单片机、LCD1602显示电压模块、D/A转换模块、稳压输出电路模块、电压模块和数据采集模块等部分组成。其中在电源模块方面采用键盘设定的输入方式，可用快点慢点的方式对报警和电压输出的阈值进行设置，其各种工作状态都可由LCD1602来显示，同时用STC89C52RC对输出的电压进行采样并与先前设置的目标值进行比较，一旦出现偏差可立即进行调整或发出报警信号。

2.系统的整体设计

使用STC89C52单片机最小系统为控制单元，通过DAC0832芯片的数据采样和LM324的电压放大调整可以改变系统输出电压的大小，然后进行数据处理及送LCD1602显示;使用运算放大器对电压的比较放大，这样不仅可以输出直流电平，而且只要预先生成产生波形的量化数据，便可以输出多种波形;采用LCD1602，它具有两行显示，每行显示16个字符，采用单+5V供电，系统模块的整体设计如图1所示。

图1 系统模块的整体设计图

3.系统硬件设计

3.1 稳定电压输出模块

稳定电压输出控制模块采用的是有14引脚的 LM324芯片，其作用是将通过前面的数模转换模块后出来的电压给转换成用户所需的指定的稳定电压。该模块的工作原理是将所需的输出电压以下面图2中的DAC0832芯片的第11引脚的输出为参考做出一个比值，并采用串联式反馈的电路使得输出始终为所需的稳定输出电压，其具体的电路图如图2所示，在图2中U5A―LM324为比较放大器，U5B―LM324为运算放大器，D/A转换电路的输出电压OUT2接到U5A―LM324的同向端（LM324的第2脚），U5A―LM324运放的输出端（LM324的第5脚）输出的电压一边送到运放U6A―LM324的同向端（LM324的第1脚），一边反馈回DAC0832的RFE1基准电压。变位器R5作为U6A―LM324反馈电路中的反馈电阻。经数模转换模块后出来的电压在这里经过了DAC0832和LM324的比较运算放大后再经过LM324第1引脚的调整，使得输出的电压始终和LED显示器上显示的一致。

图2 电压输出原理图

3.2 按键控制模块

按键控制模块的电路图如图3所示。在该电路图中，K1-K9分别对应着0-9，且每个按键都是一脚接地一脚接在STC89C52RC的各个引脚上，K00是位数选择键（按下为十位），K11则是为选定所需电压无误后需按下的确认键。

图3 键盘控制电路图

3.3 D/A转换控制部分

在该设计中，采用DAC0832来进行模数转换，并将经过该模数转换后出来的电压作为后面稳压输出反馈回路的参考电压。8位的D/A数据口分别与单片机的P0口相连，DAC0832的片选信号和写信号分别由单片机的P32脚和P36脚控制，8位字长的D/A转换器具有256种状态。

4.系统的软件部分的设计

此设计中需用到核心单片机STC89C52RC的功能包括：键盘的扩展，程序的中断，I/O的控制。系统软件包括一个主程序、四个中断服务程序、电压处理子程序、调用写电压子程序、DAC0832处理子程序。主程序在初始化过程中，首先对单片机进行复位，然后读入数据，控制开关电路进行显示.初始化完成以后开中断，如果有外部中断请求，则首先响应中断，进入中断服务程序，如果没有中断请求，则要调用键盘扫描程序进行数据采集和处理，同时，利用对按键进行消抖。主程序流程图如图3所示。

图3 主程序流程图

5.结束语

本文设计并实现了一个基于STC89C52RC单片机的数控直流稳压电源，它具备输入方便、输出精确度高、结构紧凑、电路简化等优点，经过测试，用此单片机来控制设备的电压时，输出的响应良好，LED能正确清晰地显示，误差小，输出的范围为0到9.9v。

参考文献

[1]宋开军，杨国渝.智能稳压电源设计[J].电子技术，2003（10）：

48-49.

[2]冯泽虎，朱相磊，滕春梅.基于单片机的可编程直流稳压电源设计[J].中国高新技术企业，2009（21）：36-37.

第4篇：数控电源的设计与制作范文

关键词：PLC 数控系统 数控切割机 梯形图 伺服系统

随着整个社会生产力的发展，数控切割机在船舶、汽车、石油化工和电子行业应用越来越广泛，自动化水平也越来越高"其中，控制系统无疑是切割机的核心，因此日益受到用户和切割机厂商的重视，从目前的数控切割机用户那儿得知，国外知名品牌仍占据大部分市场，但国内一些优秀的数控切割机生产商也开始使用自主生产的控制系统"众所周知，核心技术掌握的越多，把握市场的能力就会越大。

一、系统组成

（一）工作原理

数控切割机是一种机械加工业必须的生产设备，在装备和设备制造中，其主要承担的是原材料前期的加工。工业切割一般有两种方式，一种是使用乙炔气割，另一种是等离子切割，本切割机设备所采用的是含有以上两种切割方式，针对不同厚度的板材，操作者可选用气割或等离子，以满足不同的切割工艺要求。在工作中，可进行手、自动方式进行切换。从图形库中选好所要求切割工件的图形后，标定尺寸等相关参数后，按下启动，设备开始按照设定好的切割线路进行图形切割，其中抬枪、落枪、切割、小火等控制由系统和PLC之间的信号传递来控制，自动完成所要求切割的图形。

（二）系统组成

为了完成切割工艺提出的要求，选用了台达ES系列的可编程控制器，上海交大的SJTU-CNC数控切割系统，台达AB系列的伺服系统，割距控制采用常州海斯的升降头及弧压控制器、电容高度控制器。

二、系统软件

系统软件包括工件管理程序、管理软件及系统控制软件两部分，其中工件程序的管理软件实际上是一个小的文件管理系统，它能实现包括屏幕编辑、工件程序的存贮及调度管理以及外界的信息交换等各种功能。系统的控制软件是一种前后台结构式的软件。前台程序（即实时中断服务程序）承担了全部实时功能，而准备工作及协调处理则在后台程序（背景程序）中完成。背景程序是一个循环运行的程序，在其运行过程中实时中断，服务程序不断插入，共同完成工件加工（即切割）功能。在正常加工状态下，一个工件加工程序数据段经过输入由EPROM或手动数据输入（MDI）译码及数据处理后，插补所需的各种参数均已准备好，如数据段起点、终点，按编程速度计算出的各档速度下的步长，以及编程的辅助功能编辑等均已送到了相应的工件寄存区，当数据处理结果、缓冲区中的插补信息及辅助功能送到相应的工作区后，实时中断服务程序即开始工作，进行插补运算及辅助功能处理，同时背景程序预译下一段工件加工程序，并运行新数据处理和传送，由实时中断服务程序中的插补程序产生相应的轨迹信息送给伺服单元，分别指挥两坐标实现位置控制，通过这个过程的多次迭代，从而实现了工件加工的自动控制。

三、复合控制随动系统的构成

尽管理想模型在工程上是不能实现的，但毕竟能给出一个设计目标。现根据前面所讨论过的理想模型，闭环控制基础上，引进一个按扰动进行调节的前馈补偿通道，于是就组成一个复合控制的随动系统。通常被控对象至少包含着一个积分环节，按式（1～4）知，前馈补偿通道至少要具有一阶以上的微分作用。为便于工程上的实现，通常是采用测速发电机之类的纯微分环节来充当，或者是在测速发电机的基础上引入适当的网络，以获得二次微分的作用。

四、调试要点

（1）检查电器柜的地线是否接地可靠；（2）检查电器柜内提供的电源是否稳压；（3）检查反馈微动开关的位置是否适当；（4）检查联接器的各接线点间是否短路；（5）电源联接，检查电柜反应是否正确。在控制模态时，如出现故障，CNC报出故障代码，根据代码判断故障并及时排除。

五、同步调试

（一）首先把参数设置为非门架方式

调试之前，必须先将三轴的电机输出齿轮与执行齿条脱开，进行模拟试验。电机的转动方向和控制板上的开关操作方向要一致，若方向不正确，可以改变参数进行调整。接通伺服模块电源，设定各轴参数。CNC通电，对各轴的运行进行调整（此时X、Y、W各轴均为独立轴显示，可以分别进行调整）。

（二）修改CNC参数为同步方式（设参数为双边驱动）

可用手动操作各轴运行，检查运行方向，看其是否符合要求。检查X、W二轴的电机转动方向是否符合同步轴要求。一切正常后才能将齿轮与执行齿条啮合。

六、控制技术研发部门必不可少

既然上面说到控制技术如此重要，那么作为一个成熟的切割企业的话，控制技术研发自然要放到十分突出的位置，不仅有利于控制技术的研究！开发，同时也可以对公司技术研发做一个相对合理的总结和管理"对此，我所在的企业就设立了数控技术研发部门，开发有用于平板数控切割的FastCAM自动编程套料软件和FastCNC数控切割专家系统，用于管子相贯线切割的FastPBC/PIPE/FRAME五轴联动的管子相贯线数控系统/管子切割软件/管架钢结构制造软件，以及用于平板坡口切割的FasCtAMBveel平板坡口编程套料软件和FasFtNC五轴联动坡口切割数控系统。

七、结束语

该系统应用了PLC控制、数控技术、伺服驱动和切割高度控制器，通过系统集成提高了设备的自动化控制水平，达到了当今切割设备自动化控制的先进水准。从现场加工情况看，完全满足了生产的控制要求，控制系统经济实用、控制精度高以及符合国内操作习惯等的特点，使其具有广阔的市场前景。

参考文献：

[1]雷刚. 数控切割机图形显示与实时跟踪[D]. 西南交通大学 2012

[2]胡明华. 基于PC104工控机的切割机数控系统研制[D]. 西南交通大学 2011

[3]施芸. 数控切割机工艺控制系统设计与制作[D]. 西南交通大学 2011

第5篇：数控电源的设计与制作范文

关键词： 半闭环控制 全闭环控制 光栅尺 间隙补偿 精准制造

伴随着制造业的迅速发展，制造业的精准制造已经成为行业的共识，加工高精度的产品一定要有高精度的设备作为支撑，数控机床是当代机械制造业的主流装备，是市场热门商品，原来半闭环控制数控机床是将位置检测装置安装在伺服电机的端部或是丝杆的端部，通过间接测量丝杆的角位移从而得到工作台的实际位置，再对工作台的实际位移量进行补偿，它没有直接测量出工作台的实际位移，然而因为伺服进给电机与丝杆不同轴、丝杆的热胀冷缩、丝杆的螺距误差、传动间隙、弹性变形等都影响了机床的精度，但在半闭环系统里测量反馈元件就没有检测机械部分的精度，这就影响了数控机床的总体控制精度。目前半闭环数控系统已无法满足用户的需求，数控机床为了满足现代制造业的需求，不断向高速和高精度数控机床发展。 将位置检测器装置直接安装在工作台上的全闭环数控机床， 它能直接检测机床的实际位置反馈信号，随时进行比较，根据其差值与指令进给位移的要求，按照一定的规律转换后，随时对驱动电机的转速进行校正，提高了控制精度。但全闭环数控机床一般价格都比较昂贵，对于很多已经购买了半闭环数控机床的企业来说，重新采购的话，成本必然很高，然而根据加工零部件的需要，购买相关部件，改装全闭环机床无疑是节约成本，提高精度的良策。

1.选择光栅考虑的主要因素：

大部分的设备都能用的是方波输出的光栅尺，工作电压有5V，24V的，然后主要选择精度等级、测量行程、分辨率、输出的是ABZ相还是带有反相信号的差分输出尺。光栅尺的测量方式分增量式光栅尺和绝对式光栅尺两种，所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信息，为了获得绝对位置，这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记，所以机床开机时必须回参考点才能进行位置控制。而绝对式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将绝对位置数据以编码形式直接制作到光栅上，在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息，不需要移动坐标轴找参考点位置，绝对位置值从光栅尺比增量式光栅尺成本高 20%左右，机床设刻线上直接获得。

2.安装注意事项：

2.1.光栅尺体的唇形密封条部分必须避开切削液溅落方向，这样有利于尺体的有效密封。

2.2.动态特性要求高，或切削振动大的场合采用尺体全长固定方式。

2.3.在安装条件允许的情况下，优先选择把读书头安装在相对固定的部件上，这样有利于输出导线的布置。

2.4.尺体相对于导轨运动方向的平行度误差不大于0.2毫米。

2.5.尺体相对安装面的平行度误差不大于0.2毫米。

2.6.读书头与尺体间隙控制在1～1.5mm以内，误差不大于0.2毫米。

2.7.位移传感器限位装置光栅线位移传感器全部安装完以后，一定要在机床导轨上安装限位装置，以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端，从而损坏光栅尺。另外，用户在选购光栅线位移传感器时，应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺，以留有余量。

3.下面以华中数控808型系统为例，介绍数控车床X轴的半闭环改装全闭环流程。

3.1.光栅尺选型

改装前要保证数控系统、驱动器、光栅尺相关性能要相互支持，机床在半闭环情况下是正常状态。根据数控系统和驱动器及机床X轴行程选择中科院长春光机所的JC09型号光栅尺，有效行程295毫米，分辨率0.01微米。

3.2.光栅尺安装

将主尺安装在机床的工作台（小拖板）上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，并找正，布好线，安装图如下，传感器应附带加装护罩，护罩的设计是按照传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定，护罩通常采用橡皮密封，使其具备一定的防水防油能力。

3.3.相关参数设置

改装前先开机将数控系统内X轴的补偿值清零，关机再将光栅尺的信号线插入驱动器的XS6接口，将X轴电机动力电源线断开。

3.3.1.开机修改如下驱动器参数，并保存。

PA34=2003（修改驱动器参数允许），STB12=1（驱动器识别光栅尺协议），STB13=0，STB14=1，PA10=0，PB54=默认值（全闭环跟踪误差），PB55=3（分频比），PB53=200（驱动器上电使能时间），PA34=1230（保存允许）。

3.3.2.修改系统轴参数

100004参数电子齿轮比分子为4000，100005号参数电子齿轮比分母为50000，100067号电机每转脉冲数为50000；设备6中的506015号反馈位置循环脉冲数设为50000。

3.3.3.保存参数并断电，再重新上电。

3.3.4.在显示画面中按下“联合”显示，人为的转动X轴向正方向移动，看机床实际坐标值是否是增大的，否则将驱动器参数PA10改为512，一定要确认正确后才能关电，插入X轴电机的电源线，否则可能会发生飞车现象，损坏机床或光栅尺。

3.4.设置机床参考点

开机手动将X轴移动到参考点位置，设置X轴的机床参考点，计算所得的参考点电机位置数值输入到100012号参数中（编码器反馈偏置量）。

3.5.设置机床X轴的正负软限位。

注意正确设置轴的正负软限位，以免机床超程损坏光栅尺，最好保证光栅尺的定尺两端和动尺有10mm的空间。

4.结论

通过数控系统、驱动器和光栅尺的正确合理配型，优化系统参数和驱动器的参数，数控车床的定位精度、重复定位精度均能提高到几个微米以内，满足大部分零件的加工精度要求，特别有利于批量生产的产品的一致性。另安装绝对式光栅尺的机床，在重新开机后无需执行参考点回零操作，就立刻重新获得各个轴的当前绝对位置以及刀具的空间指向，因此可以马上从中间处开始继续原来的加工程序，大大提高了数控机床的有效加工时间，并对重要部件的状态进行实时监控，提高机床的可靠性，另外还可以在任何时间确定机床运动部件所处的位置。在实际的过程中，我们可以根据现有的设备，考虑合理的性价比，选择满足加工要求的最佳配置来完成全闭环改造，不仅可以降低生产成本，也让众多中小企业以较小的代价，跟上快速发展高精现代加工技术的步伐，对数控机床厂和数控制造业有着重要的意义。

参考文献：

第6篇：数控电源的设计与制作范文

关键词：数控改造 数控龙门铣 840D SL数控系统

一、引言

HAGEMATIC S201数控龙门铣是奥地利HAGE机床厂90年代的产品，采用西门子840C数控系统，具有一个主轴、一个C轴、一个A轴、三个控制轴，具有较强的型材加工能力。但由于该设备使用年限已久，电气、机械等方面都存在一定的老化和磨损，导致设备的故障率、停机率升高，严重威胁生产的质量和效率。

考虑到该机床的功能较齐全，主要功能部件完好。对其采用技术改造，不仅设计风险小，节省大量投资且更能充分地体现企业的使用意愿。本课题以此为研究背景，采用西门子840D SL数控系统对其进行改造。

二、改造技术方案[1，2]

机床是由机、电、液三个部分组成，在设计总体方案时应从这三方面来考虑机床的各种功能和使用情况。

1.电气部分[3]

1.1用840D sl系统替代原来的840C系统。

1.2用10.4寸液晶显示器和全键盘MCP操作面板。

1.3选择PCU50.3B-C+60G串口硬盘。

1.4驱动系统采用S120+1FK7伺服电机+1PH7电机代替原驱动系统。

1.5更新各轴外制编码器，增加四个SMC20模块。

1.6将各轴由开环改为半闭环控制。

1.7制作新的操作站。

2.机械部分

对机械损坏的部分进行修复，损坏部件更新，并制作电机连接部分。

三、系统硬件设计

1.数控系统选型

根据该设备的电气控制和机械加工特点，考虑性价比、技术方面、操作方面的因素。我们采用西门子840D SL数控系统，具体选型归纳如下：

1.1PCU模块：PCU50.3B-C.

1.2OP单元：OP 010.

1.3MCP单元： MCP483C PN.

1.4NCU模块：NCU720.2.

1.5电源模块：ALM.

1.6驱动装置：S120.

1.7进给轴伺服电机：1FK7.

1.8主轴伺服电机：1PH7.

2.电气系统改造设计

2.1根据数控系统软硬件功能，结合HAGE数控车床的实际情况，对原电气控制线路进行重新设计。

2.2机床辅助系统电路设计，包括自动换刀装置、等辅助电路设计。

2.3对机床液压系统控制重新设计。

四、系统的调试软件、机床参数[4]设置及调整、程序设计

1.调试软件

在PCU上安装840D SL的HMI软件， 840D SL数控系统NCU中集成了S7-300PLC和CNC单元。对PLC程序设计和调试采用STEP7_V5.5_CN，该软件安装完成后再安装NCU中自带的光盘Toolbox for 840D Sl，其中集成了840D SL的硬件组态[5]信息，同时也集成了NC-VAR Selector等软件。

接下来我们需要安装S120的调试软件STARTER和一些附助工具vncviewer、WinSCP等。

2.机床参数设置及调整

数控机床电气改造的一项重要工作就是在机床硬件安装完成后进行CNC系统和伺服系统的参数设定。NC调试就是要完成机床的参数匹配工作。机床数据设定包括：

2.1通道MD数据设定。它用来实现各个伺服轴的定义和通道命名等工作。

2.2轴相关MD数据设定。它完成对针对各个轴的特征参数的设定，如主动编码器、限位、速度设定等。

2.3坐标轴的试运行及优化。在坐标轴的参数设定完成后，灌入基本的PLC程序，轴就可以运行了。如果轴的运动状态不理想，如抖动、响应速度等就需要对轴进行参数优化，有条件的最好做一次激光补偿。

2.4在轴数据调整过程中也可以使用STARTER软件进行调整、监控等。

3.系统程序设计

在840D SL系统中NCU与PLC、PLC与CPU50之间的通讯都是通过接口信号DB来实现的，因此我们在进行设计过程中必须清楚的了解每个DB块的含义。每个DB接口[6]的说明在《840D SL简明调试手册》和DOCONCD中都有阐述。当PLC程序调试完成后我们需要对编制报警文本。

本设备设计的重点和难点是在换刀程序上，它需要NC和PLC相互配合才能完成换刀动作，本文以此为例来说明PLC程序的编制过程。

床的刀库是旋转刀库，总共有36个刀位，通过A轴进行控制。现在以2号刀为设计对象，设计出换刀程序。为了在以后的加工过程中方便用户使用，故编写了L22换刀子程序，其子程序设计如下所示：

3.1执行换刀指令 T02 L22；

3.2PLC对实际刀号和目标刀号进行比较，如果不同执行换刀程序，反之则完成换刀动作；

3.3各轴运动到换刀位置，刀库旋转到实际刀号所要放置的位置；

3.4执行换刀动作，PLC通过各外部信号对换刀动作进行监控，如果不对则报警结果换刀，反之则执行后面的动作；

3.5换刀动作完成，各轴回到安全位置；

3.6换刀动作结束。

五、结束语

改造后机床几何精度、定位精度、机床综合性能等方面检验后，得出结论：HAGE数控龙门铣符合《数控定梁龙门雕铣床》第1部分：精度检验（JB/T 10818.1-2008）标准要求，机床的定位、几何精度总体超过改造前的水平，机械、电控系统工作稳定可靠，资料齐全，达到了改造目标，验收合格，而且改造总费用控制在同档次进口机床价格的25%以内。

参考文献

[1]王爱玲.现代数控机床结构与设计[M].北京：兵器工业出版社，2005.

[2]孔昭永.数控机床控制系统的选配[J].机械工人（冷加工），2002（6）：28-30.

[3]SIEMENS.SINUMERIK&SINAMICS 机床设备 样本NC61？2010.

[4]SIEMENS.SINUMERIK 840D solution line简明调试手册，2012：21-1-21-27.

第7篇：数控电源的设计与制作范文

Abstract： DECKEL-FP4CC NC milling machine is produced in 90's，which could not operate because of the fault of Z axis servo motor， and same type motor had no production， so the Panasonic servo drive system substitute for Z axis servo system， and after the transformation， the machine runs well， providing a useful reference for the old machine tool to solve the similar fault.

关键词： DECKEL-FP4CC数控铣；松下伺服驱动系统替代；技术改造

Key words： DECKEL-FP4CC NC milling machine；Panasonic servo drive system substitution；technological transformation

中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0035-02

1 设备简介

DECKEL-FP4CC数控铣是德国DECKEL公司90年代生产的设备，该数控铣数控系统采用DECKEL公司专用的数控系统，控制软件采用DECKEL公司自己开发的DIALOG 11 CNC控制软件，伺服驱动系统采用BOSCH SM系列伺服模块，伺服电机采用SIEMENS 1FT系列电机，位置反馈采用HEIDENHAIN系列光栅尺，组成全闭环伺服系统。该设备机械性能稳定，精度较高。CNC系统采用菜单操作方式，各种诊断齐全，使用方便。在我公司使用近二十年。该设备一直较稳定，但再好的设备也有出问题的时候，去年该设备在工作中Z轴出现报警，经过技术人员检查，发现Z轴伺服电机损坏，经过咨询西门子公司，同型号的电机已不生产，也没有替代产品，考虑到该设备机械性能稳定，几何精度没有丧失，公司决定对其进行改造。

2 改造方案的选择

方案1：保留原机床机械结不变，保留原来的光栅反馈系统，拆除原CNC系统、驱动模块和伺服电机。采用成熟的数控系统和伺服驱动对该机床进行全面的升级改造，费用大约需25万左右，改造周期大约两个月。

方案2、保留原机床机械结构和CNC系统不变，保留X、Y轴和主轴驱动不变，只拆除Z轴驱动和伺服电机。只对Z轴驱动模块和Z轴电机进行技术改造。由于原CNC系统伺服控制采用模拟量控制，故这个方案较易试验，费用大约只4万元，改造周期二周。

方案1虽成熟，没有风险，但费用较多，周期较长，且该机床已使用近二十年，机械性能虽然较稳定，但也接近寿命期，花费是否值得。方案2费用低，周期短，也不改变原操作界面和习惯，使用方便，但原CNC系统与新配的驱动系统之间能否对接，由于没有成熟的经验，存在一定的风险。虽然方案2存在风险，经综合考虑决定采用方案2。

3 改造方案的实施

3.1 技术准备

3.1.1 分析原机床原理图 原机床的CNC控制系统采用DECKEL DIALOG11数控系统，CNC与Z轴驱动模块信号如图1。①速度模拟量信号±10VDC。②伺服使能信号24VDC。③伺服驱动模块到CNC系统的信号只有两个伺服故障报警信号BT1和BT2（24VDC）。④光栅位置反馈信号直接接入CNC系统。⑤PLC输出的Z轴电机的刹车信号（24VDC）。

3.1.2 伺服模块及电机的选择 根据原来CNC驱动信号的要求，选择技术成熟先进的松下伺服驱动系统，型号MFDDTB3A2。根据原电机扭矩和速度的要求，选择与只配套的伺服电机：型号MSMA502P1H功率5KW电压3相200VAC电流28.5A转速3000r/min，自带反馈编码器和24V抱闸。

3.2 线路设计及安装

3.2.1 线路设计 由于MFDDTB32伺服模块供电电压为3相200V，要增加一台3相380V变3相200V 5KVA的变压器T3。伺服模块报警输出端只有一个，可以接一个24V继电器Kin1，再利用Kin1的两对触点做BT1和BT2的输入。PLC输出的驱动使能信号连接一个继电器Krun1，Krun1的触点连接24V到MFDD模块的运行控制端。电源直接从原电源模块前接入，增加一个14A的负荷开关QF3用于保护。电气原理如图2。

3.2.2 电气安装 原控制柜内空间较大，在柜底适当位置安装变压器T3，伺服模块安装在柜内后板上，适当位置装负荷开关QF3和继电器Kin1和Krun1，走线注意电磁干扰。

3.2.3 机械安装 由于原滚珠丝杠与电机采用同步带传动，不改变原主从同步轮的齿比，由于新的电机比原来的电机尺寸要小很多，必须重新制作电机安装法兰和电机轴安装同步轮的衬套，具体尺寸实际测绘。

3.3 伺服模块参数设定和调试

3.3.1 主要参数设定 在按下紧停按钮情况下机床通电，新的伺服模块上电，设定伺服模块的参数：参数Pr02设为1，表示 S模式（速度控制模式）。Pr21设为6（惯量自动学习）。参数Pr50为速度控制模拟电压值，单位为（r/min）/v，它的大小决定着Z轴运行速度的准确度。Pr50值与Z轴的最高G0速度S、Z轴丝杠螺距T、模拟量最大电压值V、主从同步轮的齿比P有关，如下公式：Pr50﹦S÷T÷P÷V。在此机床中S=10000mm/min，T=10mm，V=10v，P=1/2，故Pr50=200。参数Pr51设定速度模拟电压的方向，如果实际运行方向与理论给定方向不一致，请改变这个参数设定0或1。

3.3.2 上电调试 松开紧停按钮，其他轴伺服上电，新的伺服模块使能加上，检查抱闸信号，确认抱闸松开（通电前可以在Z轴下方垫一块枕木，防止意外滑落），将进给倍率调到最小，点动Z轴上升，同时观察实际位置和理论显示是否变化，确认Z轴实际上升，但Z轴上升到一定距离就出现Z轴跟随误差过大报警。将显示屏幕切换到跟随误差监视界面，发现随Z轴移动距离越大，Z轴跟随误差就越大，这说明实际速度与理论速度有误差，伺服模块的参数Pr50设定不正确。仔细检查各个参数的选择，发现丝杠螺距测量不正确，应该是8mm而不是10mm。Pr50应设为250。修改参数后Z轴运行平稳，定位准确，满足生产要求。

4 总结

这次改造技术可能不是最先进的和最好的，但达到了原来预想的目的，为公司节约了改造经费，为老机床解决相似故障提供一种借鉴和思路。

参考文献：

[1]宋涛，张清泉，张勇，安晨辉，张飞虎.基于PMAC的直线电机进给控制系统研究[J].航空精密制造技术，2009（05）.

第8篇：数控电源的设计与制作范文

关键词：测量仪光栅装置应用分析

中图分类号：TN29文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）03-0000-00

测量机属于精密仪器，选择安装地点时，要考虑机器类型、外型尺寸、机器重量、结构形式、周围环境，如振动情况、温度条件、适合的吊装，辅助设备如：合适的气源、电源的安排等。安装测量机最合适的地方是温度、湿度和振动等都可以被稳定控制的房间，一般不适于有阳光的直射方向，最好朝向为北向或没有窗户，因为阳光对于室内的温度有影响，不利于温度的控制，本文重点对数控机床中的光栅测量的装置问题进行了探讨和研究。

1、数控机床中测量装置的技术分析

当前最为先进的测量技术都是采用材料累加原理，以光敏树脂为原材料，导入三维图利用Magics软件进行编程数据处理，能在很短的时间内直接制造产品样品，无须传统的机械加工机床和模具。设计者可以把快速成型出来的实体手板样件对设计方案进行评定，对产品功能进行验证，经过模拟试验进行生产可行性评估，根据用户对设计方案的反馈信息，对设计方案再进行修改和再验证，这样可以得到工作性能和经济性能优良的设计方案，既节省了设计费用，又缩短了产品研制周期。它的最大的特点是制作过程和制作成本不受样件本身的复杂程度影响，真正实现了想得到，做得到。光栅快速成型机的具有成型速度快、精度高和表面质量好等特点。

目前由上海沪量测量公司研发的RS系列SLA激光快速成型机通过了高新技术成果论定，是国内快速成型制造设备的典型代表之一。RS系列激光快速成型设备采用国际上最先进的激光快速成型工艺Stereo Lithography(SL)。SL工艺是机械、激光、光化学、软件、控制技术的结晶,它是基于光敏树脂受紫外光照射凝固的原理,计算机控制激光逐层扫描固化的截面是由零件的三维CAD模型软件分层得到，直至最后得到光敏树脂实物原型。目前快速成型技术已经在汽车、航空、航天、电子、家电、工业设计以及高等教育等国民经济的主战场得到广泛应用。公司研发生产的SLA激光快速成型机已出口多个国家和地区，产生了显著的社会效益，应用前景十分广阔。

2、光栅测量装置的应用

2.1测量原理

光栅测量是利用光的衍射原理，通过叠放的光栅的相对运动，产生与之同步移动的莫尔条纹信号，然后通过读数头与后续电路，将导轨、工作台的位置等信号转变成信号读出来，其读数分辨率可达5nm。当两块相同的长光栅跌合，如果栅线的夹角很小时，莫尔条纹的方向与光栅条纹方向近似垂直。光栅盘上黑白刻线的相对移动，会产生光强度周期性变化，此光信号经光电池转换成为周期性的电信号，对电信号进行分析处理，就可获得光栅相对移动的位移量。

2.2光栅尺工作原理

光栅由光源、主光栅、指示光栅及光电元件所组成。其中计量光栅主要利用光栅的莫尔条纹现象来测量位移，这种方法具有测量精度高，对测量时的相对约束小等优点；在测量过程中，要将光源放置在主光栅的侧面，光电元件放置在指示光栅的侧面，当主光栅与指示光栅发生相对位移时，由于光源的照射造成两光栅尺的线纹相交，从容产生了明暗相间的莫尔条纹。光栅传感器会产生近似正弦函数的曲线，指示光栅的光元件将这种放大信号进行整合，输入脉冲信号，最终形成了两路相角相差90°的脉冲方波，从而进行测量位移的大小和方向。

2.3光栅莫尔条纹的辨向

光栅信号的辨向是实现光栅动态测量的关键步骤，因为莫尔条纹的光强度近似呈正弦曲线变化，所以光电元件所感应的光电流也会成为近似正弦曲线的规律变化；对于这种信号，经过放大、整合后会形成脉冲，最终转换成数字信息输出，可以根据脉冲的个数确定位移量。在测量中，可以利用计数器的脉冲数的增加和减少来辨别莫尔条纹的移动方向，如果输入可逆计数器的脉冲数累加，则莫尔条纹向正向移动，如果输入可逆计数器的脉冲数减少，则莫尔条纹反向移动。因此，在光栅的动态测量时，一定要掌握光栅条纹的辨向。

3、光栅测量装置的维护

3.1 Z轴检测信号丢失

在数控机床工作过程中，由于设备磨损，导致零件间隙过大，或者零件损坏，都会产生机器故障，因此在数控机床工作期间要做好光栅测量装置的维护工作，及时在设备运行中发现问题。当光栅测量装置使用时间过长，可能会出现零件老化等问题，出现信号丢失，没有将这些数据读入设备，最终导致测量出现错误，为了保证测量过程中信号不会丢失，就要做好光栅测量装置的维护。在机床工作的过程中，从扫描单元输出三组信号，其中两组增量信号由四个光电池产生，把两个相差180°的光电池连接在一起，他们的推挽就会形成两组近似正弦波，相位相差90°的信号串；另外一组基准信号也由两个相差180°的光电池接成推挽式，输出一个尖峰信号，这个信号智慧在晋国标志时，产生，用来确认机床的基准点。两组正弦波增量信号经过放大整形后成为三角波信号串，这些信号分频后会在一个信号周期中产生多个脉冲，即所谓的倍频处理。增量信号经倍频细分后，经输出板处理成为矩形信号串，送入数控系统测量板。而光栅尺栅距为100μm，增量信号经过处理后，每一刻绘产生1μm，这就是机床的分辨率。

3.2加工时出现周期性波纹

当机床加工过程中出现了表面出现周期性波纹的情况，观察机床，会看到X轴电机在低速运转时出现周期性摆动，这是就需要检查机械和液压系统是否存在问题，若这些部位正常工作，则故障可能出现X轴测量装置，可以用双路示波器观察扫描单元送出的两路正弦信号；造成电机低速运转，且不稳定的原因主要是测量装置输出的信号不稳定，而造成测量值失误，计算机因而送出的指令电压就不稳定，当更换一个新的扫描单元后，机床就会恢复正常工作。

4、结语

虽然光栅测量装置能达到较高的测量精度，但对操作者的要求也较高。操作者必须了解光栅测量装置的工作原理，熟练掌握其使用功能，才能在实际应用中发挥出它的优势地位，提高机床的加工精度，有效的进行误差检测并将误差控制到最小，以满足用户对加工精度的具体要求。

参考文献

第9篇：数控电源的设计与制作范文

表面贴装技术(SMT)和通孔插装技术(THT)的PCB板设计规范大不相同。SMT工艺对PCB板的要求非常高，PCB板的设计直接影响焊接质量。在确定表面贴装PCB板的外形、焊盘图形以及布线方式时应充分考虑电路板组装的类型、贴装方式、贴片精度和焊接工艺等。只有这样，才能保证焊接质量，提高功能模块的可靠性。

一、 表面贴装PCB板外形及定位设计

PCB板外形必须经过数控铣削加工。如按贴片机精度±0.02mm来计算，则PCB板四周垂直平行精度即形位公差应达到±0.02mm。对于外形尺寸小于50mm*50mm的PCB板，宜采用拼板形式，具体拼成多大尺寸合适，需根据贴片机、丝印机规格及具体要求而定。PCB板漏印过程中需要定位，必须设置定位孔。以英国产DEK丝印机为例，该机器配有一对D3mm的定位销，相应地在PCB上相对两边或对角线上应设置至少两个D3mm的定位孔，依靠机器的视觉系统(Vision)和定位孔保证PCB板的定位精度。

PCB板的四周应设计宽度一般为(5±0.1)mm的工艺夹持边，在工艺夹持边内不应有任何焊盘图形和器件。如若确实因板面尺寸受限制，不能满足以上要求，或采用的是拼板组装方式，可采取四周加边框的制作方法，留出工艺夹持边，待焊接完成后，手工掰开去除边框。

二、 PCB板的布线方式

1、走线要求

布线时尽量走短线，特别是对小信号电路来讲，线越短电阻越小，干扰越小，同时藕合线长度尽量减短。

同一层上的信号线改变方向时应该避免直角拐弯，尽可能走斜线，且曲率半径大些的好。导线的分布应考虑均匀、美观。

2. 走线宽度和中心距

PCB板线条的宽度要求尽量一致，这样有利于阻抗匹配。从PCB板制作工艺来讲，宽度可以做到0.3mm、0.2mm甚至0.1mm，中心距也可以做到0.3mm、0.2mm、0.1mm，但是，随着线条变细，间距变小，在生产过程中质量将更加难以控制，废品率将上升，制造成本将提高。除非用户有特殊要求，选用0.3mm线宽和0.3mm线间距的布线原则是比较适宜的，它能有效控制质量。

3、 电源线、地线的设计

对于电源线和地线而言，走线面积越大越好，以利于减少干扰，对于高频信号线最好是用地线屏蔽，应首先考虑信号线，再考虑电源线。同时应根据电路设计处理好地线和静电屏蔽层，必要时可以考虑大面积敷铜。

4、 多层板走线方向

多层板走线要按电源层、地线层和信号层分开，减少电源、地、信号之间的干扰。多层板走线要求相邻两层PCB板的线条应尽量相互垂直或走斜线、曲线，不能平行走线，以利于减少基板层间藕合和干扰。大面积的电源层和大面积的地线层要相邻，其作用是在电源和地之间形成了一个电容，起到滤波作用。

三、 焊盘设计控制

因目前表面贴装元器件还没有统一标准，不同的国家，不同的厂商所生产的元器件外形封装都有差异，所以在选择焊盘尺寸时，应与自己所选用的元器件的封装外形、引脚等与焊接相关的尺寸进行比较，确定焊盘长度、宽度。

1、 焊盘长度

焊盘长度在焊点可靠性中所起的作用比焊盘宽度更为重要，焊点可靠性主要取决于长度而不是宽度。

2、 焊盘宽度

对于0805以上的阻容元器件，或脚间距在1.27mm以上的SD、SOJ等IC芯片而言，焊盘宽度一般是在元器件引脚宽度的基础上加一个数值，数值的范围在0.1-0.25mm之间。而对于0.65mm包括0.65mm引脚间距以下的IC芯片，焊盘宽度应等于引脚的宽度。对于细间距的QFP，有的时候焊盘宽度相对引脚来说还要适当减小，如在两焊盘之间有引线穿过时。

3、 焊盘间线条的要求

应尽可能避免在细间距元器件焊盘之间穿越连线，确需在焊盘之间穿越连线的，应用阻焊膜对其加以可靠的遮蔽。

4、焊盘对称性的要求

对于同一个元器件，凡是对称使用的焊盘，如QFP、SOIC等等，设计时应严格保证其全面的对称，即焊盘图形的形状、尺寸完全一致，以保证焊料熔融时，作用于元器件上所有焊点的表面张力保护平衡，以利于形成理想的优质焊点，保证不产生位移。

四、 基准标准(Mark)设计要求

在PCB板上必须设置有基准标志，作为贴片机进行贴片操作时的参考基准点。不同类型的贴片机对基准点形状、尺寸要求不一样。一般是在PCB板对角线上设置2-3个D1.5mm的裸铜实心作为基准标志。

对于多引脚的元器件，尤其是引脚间距在0.65mm以下的细间距贴装IC，应在其焊盘图形附近增设基准标志，一般在焊盘图形对角线上设置两个对称基准点标志，作为贴片机光学定位和校准用。

五、其他要求

1、 过渡孔处理

焊盘内不允许有过渡孔，且应避免过滤孔与焊盘相连，以避免因焊料流失所引起的焊接不良。如过渡孔确需与焊盘互连，且过渡孔与焊盘边缘之间的距离大于1mm.

2、字符、图形的要求