当今电子设计领域中,EDA软件已经成为设计者必须的工具,它使得设计构思能够迅速方便地转化成具体设计方案。然而,设计方案实施的关键,即电路板打样和小批量多品种制作却仍沿用传统化学工艺方式,这种电路板制作方式存在周期长、成本高、灵活性小等不足,与丰富多彩的电子创造活动不相匹配。开发一种快速PCB雕刻制作系统,以满足电子系统研发与实验的大量需求,达到快捷、保密及环保的目的。数控系统是PCB雕刻机的控制核心,其控制功能的强弱、控制性能的优劣直接关系着PCB雕刻机的加工质量与加工效率,对整个雕刻机的性价比和市场竞争力都至关重要。本文针对数控PCB雕刻机技术现状及市场需求,研制开发了基于高性能DSP的精密PCB雕刻机数控系统,以提高国产PCB雕刻机数控系统的性价比和市场竞争力,并为雕刻机最终用户改善产品质量、提高生产效率、节约生产成本提供有效手段。本文在PCB雕刻机控制系统实现上,首先提出了PCB雕刻机控制系统的驱动控制要求,并规划制定了数控系统总体设计方案。在方案实现时,采用TI公司主推的32位定点数字信号处理器(DSP)TMS320F2812作为下位机控制系统核心处理单元,并采用模块化设计思想,根据控制电路分担任务的不同,分模块进行了PCB雕刻机控制系统软硬件详细设计,使得系统设计灵活性和工作可靠性大大提高。针对高速电主轴调速是PCB雕刻机精密数控系统的关键技术之一,本文基于空间向量PWM的变频调速技术,对高速电主轴的速度控制进行了深入研究,构造了基于DSP的速度控制完整系统,测试结果表明,所设计的调速系统可实现20000 r/min～60000 r/min的高转速稳定控制。为提高雕刻精度,对驱动X、Y工作台的步进电机的细分技术进行了详细研究,采用电流矢量恒幅均匀旋转细分法,实现了十六细分的驱动,单向移动精度可达0.00125mm,实验结果印证了方法的有效性。PCB雕刻机样机通过软硬件联调,并经过了对各项电路板加工要求的测试实验,结果表明,控制系统性能较好的满足了电路板制作对加工精密性、快速性、平稳性的要求,达到了预期设计要求,所加工制作出的单、双面电路板完全可以满足用户需求。