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強(qiáng)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡XPCIE1032H在FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)上的應(yīng)用解決方案

http://www.henanjusheng.com 2026-06-01 11:12 深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司

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什么是FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)?

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)是通過PI/鋼片/導(dǎo)電膠/泡棉等補(bǔ)強(qiáng)材料,貼裝到FPC柔性電路板上指定加固位置(接口、焊盤、插拔受力等區(qū)域)的自動(dòng)化設(shè)備。

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī).webp

目的是在不影響FPC整體柔性的前提下,增強(qiáng)局部區(qū)域支撐和剛性,減少制造、組裝、焊接和插拔過程中的變形、接觸不良、元器件掉落等問題,從而提升產(chǎn)品裝配穩(wěn)定性和使用壽命。

SMT區(qū)域補(bǔ)強(qiáng)對(duì)比示意圖.webp

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)應(yīng)用背景與控制需求

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隨著電子產(chǎn)品向輕薄化、小型化和高集成度發(fā)展,F(xiàn)PC廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車電子、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。

由于FPC本體柔軟,需要貼合補(bǔ)強(qiáng)材料以增強(qiáng)局部支撐。相比人工貼合,全自動(dòng)FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)具備貼片精度高、速度快、一致性好等優(yōu)勢(shì),能夠滿足FPC批量生產(chǎn)的柔性需求。

全自動(dòng)FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)工藝流程中多軸協(xié)同、視覺-運(yùn)動(dòng)閉環(huán)、高速精準(zhǔn)取放貼裝、恒溫恒力保壓是決定設(shè)備貼合精度、良率與產(chǎn)能的關(guān)鍵。

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)對(duì)位貼合流程

FPC補(bǔ)強(qiáng)材料對(duì)位貼合工藝示意圖.webp

(FPC補(bǔ)強(qiáng)材料對(duì)位貼合工藝示意圖)

設(shè)備采用龍門式結(jié)構(gòu),F(xiàn)PC經(jīng)軌道或載具輸送至貼合工位,由夾具定位固定。補(bǔ)強(qiáng)材料由自動(dòng)供料機(jī)上料后,由貼合頭真空吸取。

視覺系統(tǒng)識(shí)別FPC與補(bǔ)強(qiáng)材料的位置偏差,控制系統(tǒng)依據(jù)坐標(biāo)補(bǔ)償數(shù)據(jù)完成視覺對(duì)位,最后由Z軸下壓精準(zhǔn)貼合。

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)坐標(biāo)補(bǔ)償原理圖.webp

(FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)坐標(biāo)補(bǔ)償原理圖)

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制方案

主要以下面兩種“PC+非硬實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)”方案為主。

PLC+觸摸屏+工控機(jī)+視覺

方案架構(gòu)分散,運(yùn)動(dòng)與視覺參數(shù)分離,調(diào)試繁瑣,視覺定位、坐標(biāo)補(bǔ)償、IO觸發(fā)與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行鏈路較長(zhǎng),限制節(jié)拍提升。

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制方案1.webp

PCI脈沖控制卡+工控機(jī)+視覺

集成度較PLC方案提升,但脈沖接線復(fù)雜,軸數(shù)增加后布線和維護(hù)成本高;多軸同步差易導(dǎo)致貼偏、漏吸、掉片等問題,IO觸發(fā)和視覺補(bǔ)償實(shí)時(shí)性仍有提升空間。

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制方案2.webp

因此,設(shè)備FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)廠商需要一種兼具高速高精、易集成、高性價(jià)比的國(guó)產(chǎn)化運(yùn)動(dòng)控制解決方案。從而提升整機(jī)貼合精度、生產(chǎn)良率和單位產(chǎn)能。

本篇通過介紹正運(yùn)動(dòng)技術(shù)XPCIE1032H運(yùn)動(dòng)控制卡在FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)上的應(yīng)用,展現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢(shì)與落地價(jià)值。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)解決方案:XPCIE1032H在補(bǔ)強(qiáng)機(jī)的應(yīng)用

為突破傳統(tǒng)方案瓶頸,正運(yùn)動(dòng)技術(shù)采用“工控機(jī)+ XPCIE1032強(qiáng)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡+機(jī)器視覺”的核心架構(gòu),通過純國(guó)產(chǎn)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750實(shí)時(shí)內(nèi)核與CPU內(nèi)存直連交互,為FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)提供高速高精、穩(wěn)定的國(guó)產(chǎn)化一站式控制方案。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)解決方案XPCIE1032H在補(bǔ)強(qiáng)機(jī)的應(yīng)用.webp

方案采用EtherCAT統(tǒng)一組網(wǎng)接線簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)化布線,減少線束節(jié)點(diǎn)與潛在故障點(diǎn),并為工控機(jī)安裝與布局提供更大靈活性,支持多任務(wù)并行進(jìn)行,提供完整的API開發(fā)函數(shù)庫。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)控制卡XPCIE1032H.webp

XPCIE1032H 應(yīng)用價(jià)值

突破實(shí)時(shí)瓶頸,提升貼合精度:

“視覺-運(yùn)動(dòng)”us級(jí)交互,實(shí)時(shí)C語言提速,提升力控保壓特性,貼合精度≤0.03mm。

極速響應(yīng),產(chǎn)能顯著提升:

基于us級(jí)指令交互與125us EtherCAT總線周期,F(xiàn)PC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)設(shè)備UPH顯著提升。

多模式柔性生產(chǎn),一機(jī)多用:

支持PI/鋼片/泡棉/導(dǎo)電膠等多種補(bǔ)強(qiáng)材料,適配不同尺寸FPC,支持單頭/雙頭/雙工位交替貼裝,快速換型。

柔性運(yùn)動(dòng)控制,保護(hù)工件安全:

力控保壓、多段速軟著陸,提升設(shè)備的效率與安全性。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)控制卡XPCIE1032H架構(gòu)圖.webp

PSO視覺飛拍+軟著陸+精準(zhǔn)力控,提升貼合良率


01 視覺飛拍


16路獨(dú)立PSO位置同步輸出,可精準(zhǔn)觸發(fā)相機(jī)/光源,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中連續(xù)拍照,取料/定位/貼合精度又快又準(zhǔn),減少定點(diǎn)停機(jī)等待,提升整機(jī)UPH。

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02 實(shí)時(shí)在線變速實(shí)現(xiàn)多段速柔性貼合軟著陸

  • 運(yùn)動(dòng)初期由Va起步并加速至最大速度Vm運(yùn)行,以縮短空行程時(shí)間;

  • 接近目標(biāo)位置前提前減速,切換至低速模式(Vp貼合速度);

  • 速度平滑過渡,無突變和沖擊,最終以低速完成貼合,實(shí)現(xiàn)柔性軟著陸。

實(shí)時(shí)在線變速.webp


 

03 Z軸恒力控制 + 閉環(huán)保壓


XPCIE1032H控制卡根據(jù)壓力反饋實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)Z軸位置或力矩,在設(shè)定保壓時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定維持貼合壓力,防止壓壞產(chǎn)品,杜絕氣泡、溢膠等。

Z軸恒力控制 + 閉環(huán)保壓.webp


 

XPCIE1032H方案配置(典型雙工位/雙吸嘴機(jī)型)

正運(yùn)動(dòng)XPCIE1032H方案配置.webp

  • 軸控配置:EtherCAT驅(qū)動(dòng)12—16軸XY取料、XY工作臺(tái)、Z1/Z2貼合、R1/R2旋轉(zhuǎn)、沖切、收料、軌道調(diào)寬;

  • IO配置:16DI接傳感器/急停/限位/相機(jī)就緒,16DO接相機(jī)觸發(fā)光源/真空/電磁閥/熱控;

  • PSO飛拍:16路獨(dú)立PSO,多吸嘴同步取料/定位/貼合,不丟拍、不偏位;

  • 力控保壓:Z軸閉環(huán)力控,保壓波動(dòng)±10%內(nèi),貼合牢固無氣泡。

XPCIE1032H在FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)核心控制流程

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)由上料機(jī)構(gòu)、沖切機(jī)構(gòu)、取料吸嘴XY、FPC工作臺(tái)XY、ZR貼合軸、熱壓保壓、視覺系統(tǒng)、下料機(jī)構(gòu)組成。

XPCIE1032H在FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)核心控制流程.webp

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)貼裝控制過程以多軸點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行貼合落料位置控制為主,結(jié)合視覺定位完成對(duì)位補(bǔ)償,并通過EtherCAT總線連接伺服,配合高速IO和壓力檢測(cè)單元,實(shí)現(xiàn)多軸同步、Z軸壓力控制及數(shù)據(jù)回傳,保證貼合精度與一致性。

XPCIE1032H在FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)的核心優(yōu)勢(shì)

01.純國(guó)產(chǎn)MotionRT750實(shí)時(shí)內(nèi)核,獨(dú)占x86/ARM CPU內(nèi)核

XPCIE1032H搭載Windows運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT750,采用“Windows非實(shí)時(shí)層+MotionRT750實(shí)時(shí)層”雙架構(gòu)。

  • 實(shí)時(shí)層獨(dú)占x86 CPU 1個(gè)物理內(nèi)核,隔絕Windows系統(tǒng)波動(dòng)(如進(jìn)程占用、內(nèi)存調(diào)度)影響,運(yùn)動(dòng)控制周期穩(wěn)定無抖動(dòng);

  • 非實(shí)時(shí)層可運(yùn)行VS、Qt、LabVIEW等開發(fā)視覺軟件,運(yùn)動(dòng)控制跑在MotionRT750實(shí)時(shí)層,調(diào)試無需切換設(shè)備,開發(fā)效率進(jìn)一步提升;

  • 支持Windows/Linux系統(tǒng)。

正運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)控制內(nèi)核MotionRT750.webp

02.高交互,指令交互周期快至us級(jí)

XPCIE1032H直接調(diào)用工控機(jī)CPU與內(nèi)存計(jì)算,無需依賴PCI/網(wǎng)口等外部總線,與視覺系統(tǒng)的指令交互速率較傳統(tǒng)方案呈量級(jí)提升,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下。

MotionRT750高交互,指令交互周期快至us級(jí).webp

使FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn) “視覺定位→運(yùn)動(dòng)調(diào)整” 閉環(huán)響應(yīng)快至us級(jí),相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe卡,效率與精度進(jìn)一步提升。

03.強(qiáng)實(shí)時(shí),控制周期快至50us

  • XPCIE1032H支持EtherCAT總線與脈沖混合控制,可滿足FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)多軸同步控制需求。

  • 32軸EtherCAT同步周期快至125us,控制周期最快達(dá) 50us,運(yùn)動(dòng)控制更快更穩(wěn);

  • 多軸同步誤差<0.01mm,貼合精度≤0.03mm;

  • EtherCAT方案僅需一根總線電纜連接所有驅(qū)動(dòng)器,接線工作量減少,維護(hù)成本降低 。

MotionRT750強(qiáng)實(shí)時(shí).webp

04.更穩(wěn)定、更安全、更可靠

FPC補(bǔ)強(qiáng)機(jī)需7*24H不間斷運(yùn)行,XPCIE1032H通過雙重保障提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
 

  • EtherCAT總線冗余:支持主備雙總線設(shè)計(jì),斷線時(shí)自動(dòng)切換,停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)降低90%;

正運(yùn)動(dòng)MotionRT750支持EtherCAT總線冗余.png

  • 無懼PC藍(lán)屏:Windows系統(tǒng)藍(lán)屏?xí)r,MotionRT750實(shí)時(shí)層獨(dú)立運(yùn)行,急停按鈕、運(yùn)動(dòng)鎖存、IO信號(hào)正常響應(yīng),避免工件損壞與生產(chǎn)中斷,藍(lán)屏恢復(fù)后無需重新調(diào)試,藍(lán)屏恢復(fù)后無需重新調(diào)試,恢復(fù)時(shí)間從30min縮短至5min。

正運(yùn)動(dòng)MotionRT750無懼PC藍(lán)屏.png

XPCIE1032H 產(chǎn)品硬件性能特點(diǎn)

XPCIE1032H 產(chǎn)品硬件性能特點(diǎn).png

  • 多軸控制能力:支持6-64軸EtherCAT總線+脈沖混合控制,其中4路單端500KHz脈沖輸出,兼容伺服/步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器;

  • IO與飛拍功能:板載16路通用輸入(8路高速輸入)、16路通用輸出(16路高速輸出),支持16路獨(dú)立硬件PSO(位置比較輸出),飛拍觸發(fā)延遲1us;

  • 運(yùn)動(dòng)控制功能:支持直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、SS曲線加減速、連續(xù)軌跡前瞻;集成電子凸輪、電子齒輪、位置鎖存、螺距補(bǔ)償?shù)裙δ埽?/p>

  • 編程與交互:支持內(nèi)置RTBasic語言編程,可獨(dú)立執(zhí)行核心控制邏輯,無需依賴上位機(jī)。支持C++/C#/Python/Qt/ROS等多種上位機(jī)語言開發(fā),全系列產(chǎn)品共用一套API函數(shù);

api函數(shù)庫.png

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正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā),是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才,在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí),積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究。主要業(yè)務(wù)有:運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等等。

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