什么是FPC补强机？

FPC补强机是通过PI/钢片/导电胶/泡棉等补强材料，贴装到FPC柔性电路板上指定加固位置（接口、焊盘、插拔受力等区域）的自动化设备。

目的是在不影响FPC整体柔性的前提下，增强局部区域支撑和刚性，减少制造、组装、焊接和插拔过程中的变形、接触不良、元器件掉落等问题，从而提升产品装配稳定性和使用寿命。

FPC补强机应用背景与控制需求

随着电子产品向轻薄化、小型化和高集成度发展，FPC广泛应用于消费电子、汽车电子、可穿戴设备等领域。

由于FPC本体柔软，需要贴合补强材料以增强局部支撑。相比人工贴合，全自动FPC补强机具备贴片精度高、速度快、一致性好等优势，能够满足FPC批量生产的柔性需求。

全自动FPC补强机工艺流程中多轴协同、视觉－运动闭环、高速精准取放贴装、恒温恒力保压是决定设备贴合精度、良率与产能的关键。

FPC补强机对位贴合流程

（FPC补强材料对位贴合工艺示意图）

设备采用龙门式结构，FPC经轨道或载具输送至贴合工位，由夹具定位固定。补强材料由自动供料机上料后，由贴合头真空吸取。

视觉系统识别FPC与补强材料的位置偏差，控制系统依据坐标补偿数据完成视觉对位，最后由Z轴下压精准贴合。

（FPC补强机坐标补偿原理图）

FPC补强机传统运动控制方案

主要以下面两种“PC+非硬实时运动控制架构”方案为主。

PLC+触摸屏+工控机+视觉

方案架构分散，运动与视觉参数分离，调试繁琐，视觉定位、坐标补偿、IO触发与运动执行链路较长，限制节拍提升。

PCI脉冲控制卡+工控机+视觉

集成度较PLC方案提升，但脉冲接线复杂，轴数增加后布线和维护成本高；多轴同步差易导致贴偏、漏吸、掉片等问题，IO触发和视觉补偿实时性仍有提升空间。

因此，设备FPC补强机厂商需要一种兼具高速高精、易集成、高性价比的国产化运动控制解决方案。从而提升整机贴合精度、生产良率和单位产能。

本篇通过介绍正运动技术XPCIE1032H运动控制卡在FPC补强机上的应用，展现其技术优势与落地价值。

正运动技术解决方案:XPCIE1032H在补强机的应用

为突破传统方案瓶颈，正运动技术采用“工控机+ XPCIE1032强实时运动控制卡+机器视觉”的核心架构，通过纯国产运动控制实时内核MotionRT750实时内核与CPU内存直连交互，为FPC补强机提供高速高精、稳定的国产化一站式控制方案。

方案采用EtherCAT统一组网接线简单，简化布线，减少线束节点与潜在故障点，并为工控机安装与布局提供更大灵活性，支持多任务并行进行，提供完整的API开发函数库。

▌XPCIE1032H 应用价值

突破实时瓶颈，提升贴合精度：

“视觉－运动”us级交互，实时C语言提速，提升力控保压特性，贴合精度≤0.03mm。

极速响应，产能显著提升：

基于us级指令交互与125us EtherCAT总线周期，FPC补强机设备UPH显著提升。

多模式柔性生产，一机多用：

支持PI/钢片/泡棉/导电胶等多种补强材料，适配不同尺寸FPC，支持单头/双头/双工位交替贴装，快速换型。

柔性运动控制，保护工件安全：

力控保压、多段速软着陆，提升设备的效率与安全性。

PSO视觉飞拍+软着陆+精准力控，提升贴合良率

01 视觉飞拍

16路独立PSO位置同步输出，可精准触发相机/光源，实现运动中连续拍照，取料/定位/贴合精度又快又准，减少定点停机等待，提升整机UPH。

 

02 实时在线变速实现多段速柔性贴合软着陆

• 运动初期由Va起步并加速至最大速度Vm运行，以缩短空行程时间；

• 接近目标位置前提前减速，切换至低速模式（Vp贴合速度）；

• 速度平滑过渡，无突变和冲击，最终以低速完成贴合，实现柔性软着陆。

 

03 Z轴恒力控制 + 闭环保压

XPCIE1032H控制卡根据压力反馈实时调节Z轴位置或力矩，在设定保压时间内稳定维持贴合压力，防止压坏产品，杜绝气泡、溢胶等。

 

XPCIE1032H方案配置（典型双工位/双吸嘴机型）

• 轴控配置：EtherCAT驱动12—16轴XY取料、XY工作台、Z1/Z2贴合、R1/R2旋转、冲切、收料、轨道调宽；

• IO配置：16DI接传感器/急停/限位/相机就绪，16DO接相机触发光源/真空/电磁阀/热控；

• PSO飞拍：16路独立PSO，多吸嘴同步取料/定位/贴合，不丢拍、不偏位；

• 力控保压：Z轴闭环力控，保压波动±10%内，贴合牢固无气泡。

XPCIE1032H在FPC补强机核心控制流程

FPC补强机由上料机构、冲切机构、取料吸嘴XY、FPC工作台XY、ZR贴合轴、热压保压、视觉系统、下料机构组成。

FPC补强机贴装控制过程以多轴点到点运动进行贴合落料位置控制为主，结合视觉定位完成对位补偿，并通过EtherCAT总线连接伺服，配合高速IO和压力检测单元，实现多轴同步、Z轴压力控制及数据回传，保证贴合精度与一致性。

XPCIE1032H在FPC补强机的核心优势

01.纯国产MotionRT750实时内核，独占x86/ARM CPU内核

XPCIE1032H搭载Windows运动控制实时内核MotionRT750，采用“Windows非实时层+MotionRT750实时层”双架构。

• 实时层独占x86 CPU 1个物理内核，隔绝Windows系统波动（如进程占用、内存调度）影响，运动控制周期稳定无抖动；

• 非实时层可运行VS、Qt、LabVIEW等开发视觉软件，运动控制跑在MotionRT750实时层，调试无需切换设备，开发效率进一步提升；

• 支持Windows/Linux系统。

02.高交互，指令交互周期快至us级

XPCIE1032H直接调用工控机CPU与内存计算，无需依赖PCI/网口等外部总线，与视觉系统的指令交互速率较传统方案呈量级提升，实测数据如下。

使FPC补强机设备实现 “视觉定位→运动调整” 闭环响应快至us级，相较于传统的PCI/PCIe卡，效率与精度进一步提升。

03.强实时，控制周期快至50us

• XPCIE1032H支持EtherCAT总线与脉冲混合控制，可满足FPC补强机多轴同步控制需求。

• 32轴EtherCAT同步周期快至125us，控制周期最快达 50us，运动控制更快更稳；

• 多轴同步误差<0.01mm，贴合精度≤0.03mm；

• EtherCAT方案仅需一根总线电缆连接所有驱动器，接线工作量减少，维护成本降低 。

04.更稳定、更安全、更可靠

FPC补强机需7*24H不间断运行，XPCIE1032H通过双重保障提升系统稳定性。
 

• EtherCAT总线冗余：支持主备双总线设计，断线时自动切换，停机风险降低90%；

• 无惧PC蓝屏：Windows系统蓝屏时，MotionRT750实时层独立运行，急停按钮、运动锁存、IO信号正常响应，避免工件损坏与生产中断，蓝屏恢复后无需重新调试，蓝屏恢复后无需重新调试，恢复时间从30min缩短至5min。

XPCIE1032H 产品硬件性能特点

• 多轴控制能力：支持6-64轴EtherCAT总线+脉冲混合控制，其中4路单端500KHz脉冲输出，兼容伺服/步进驱动器；

• IO与飞拍功能：板载16路通用输入（8路高速输入）、16路通用输出（16路高速输出），支持16路独立硬件PSO（位置比较输出），飞拍触发延迟1us；

• 运动控制功能：支持直线插补、圆弧插补、SS曲线加减速、连续轨迹前瞻；集成电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、螺距补偿等功能；

• 编程与交互：支持内置RTBasic语言编程，可独立执行核心控制逻辑，无需依赖上位机。支持C++/C#/Python/Qt/ROS等多种上位机语言开发，全系列产品共用一套API函数；

正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究。主要业务有：运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等。