우리가 보는 히타치 펌웨어처럼 보이는것은 HMI의 한 부분이다.

[땡초도사]

Operator로써 펌웨어나 HMI까지는 몰라도 상관 없으나 관심이 있으면 관심을 가져 볼만 하다...HMI가 있다는것은 드릴머신에 PLC가 내장되어 있는 경우가 많다..

전기쪽에서 쓰이는 것들인데....이것이 드릴머신에 내장이 되어 있는 것이다..

올려주신 화면은 PCB용 Hitachi NC Drill Machine(히타치 PCB 드릴머신)의 운전용 HMI(펌웨어 화면)입니다. 정확히 말하면 MCU의 펌웨어 소스가 아니라, 드릴머신의 CNC 제어 소프트웨어(Operator Firmware/HMI) 화면입니다.

화면을 보면 BASISO(또는 유사 명칭)의 운전 화면으로 보이며, PCB 드릴링 공정에서 많이 사용하는 기능들이 표시되어 있습니다.

1. 메인 화면 구성

화면의 각 영역은 다음과 같습니다.

화면 영역기능

MENU BAR	프로그램 메뉴 선택
TOOL BAR	자주 사용하는 기능
MAIN WINDOW	NC 프로그램과 현재 상태 표시
SPEED BAR	가공속도, 진행률
FUNCTION KEY(F1~F8)	상황별 기능
OPTION BAR	유틸리티 및 메시지
TOUCH PANEL	운전 버튼

---

2. Main Window의 기술정보

왼쪽에는 현재 드릴 조건이 표시됩니다.

예)

CURRENT TOOL ROUT NUMBER GROUP RPM DISTANCE LIFE OFFSET SPEED INFEED

각 항목의 의미

NUMBER

현재 사용하는 드릴 번호

예

Tool 001

---

GROUP

공구 그룹

예

Group 5

자동 툴체인저(ATC)에서 그룹 관리.

---

RPM

스핀들 회전수

예

150000 rpm

PCB 드릴은 일반적으로

• 80,000 rpm

• 120,000 rpm

• 160,000 rpm

• 200,000 rpm

까지 사용합니다.

---

DISTANCE

누적 가공거리

예

1.194 m

드릴의 사용량 계산에 이용됩니다.

---

LIFE

공구 수명

예

5000 hits

또는

0.500 mm

드릴 교체 시점을 판단합니다.

---

OFFSET

공구 길이 보정

예

-0.010 mm

---

SPEED

가공속도

예

120 mm/s

---

INFEED

Z축 하강속도

예

25 mm/sec

---

3. PROGRAM 창

오른쪽에는 NC 프로그램이 표시됩니다.

예

G00 X20 Y30 G00 Z0 G81 X25 Y25 X30 Y50

이것은 CNC에서 사용하는 G-Code 형식이며, PCB NC Drill 데이터(Excellon)를 내부에서 해석하여 실행합니다.

---

4. 좌표 표시

화면 하단에는

X Y Z

현재 위치가 표시됩니다.

예

X 645.000 Y 300.000 Z 0.000

이 값은 서보 엔코더 피드백으로 실시간 갱신됩니다.

---

5. 진행률(Status)

아래쪽

Completion

예

25%

현재 PCB 드릴링 진행률입니다.

또한

Elapsed Time Remaining Time

등도 표시됩니다.

---

6. Touch Panel 기능

두 번째 화면에 있는 버튼의 기능입니다.

START

가공 시작

---

STOP

현재 작업 정지

---

SINGLE

Single Block 실행

한 줄씩 NC 프로그램을 수행합니다.

---

RESET

알람 초기화

Servo Reset

Program Reset

---

DISK

플로피

HDD

USB

등에서 프로그램을 읽어옵니다.

---

REPEAT

동일 PCB 반복 생산

예

LOT 100EA

이면 자동 반복.

---

REMOTE

DNC 모드

네트워크나 외부 컴퓨터에서 NC 데이터를 전송받아 실행합니다.

---

VAC

진공 ON/OFF

PCB를 흡착 테이블에 고정합니다.

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BUZ

부저 ON/OFF

---

PAT

PAT LIGHT

3색 경광등

• Green

• Yellow

• Red

제어.

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HOME

원점복귀

X HOME Y HOME Z HOME

---

PARK

교환 위치 이동

공구교환 시 사용.

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7. 하드웨어 구성

이러한 드릴머신의 제어부는 일반적으로 다음과 같이 구성됩니다.

Operator Panel │ Touch LCD │ Industrial PC │ Motion Controller │ Servo Controller │ X,Y,Z Servo │ Air Spindle

---

8. 내부 펌웨어의 주요 모듈

운영 펌웨어는 보통 다음과 같은 모듈로 구성됩니다.

Boot Loader ↓ Real Time OS ↓ Motion Control ↓ Servo Control ↓ Tool Manager ↓ NC Interpreter ↓ Excellon Parser ↓ ATC Controller ↓ Vacuum Controller ↓ Alarm Manager ↓ HMI(Display) ↓ Maintenance Menu

각 모듈은 실시간으로 연동되어 PCB 드릴링을 수행합니다.

---

9. PCB 드릴머신에서 지원하는 데이터 형식

대표적으로 다음 형식을 지원합니다.

• Excellon Drill(.DRL)

• Excellon2

• Gerber X2

• Tool Table

• Drill Map

• NC Program(G-Code)

---

현재 올려주신 화면은 운전(Operation) 화면에 해당합니다. 만약 더 깊이 있는 기술 자료를 원하신다면 다음과 같은 내용도 설명드릴 수 있습니다.

1. 히타치 PCB 드릴머신의 전체 펌웨어 구조도

2. 메인 PCB(Controller Board)와 CPU 보드 구성

3. NC Interpreter(Excellon → G-Code 변환) 내부 동작

4. ATC(Automatic Tool Changer) 제어 알고리즘

5. 스핀들 및 서보모터 제어 펌웨어 구조

6. 유지보수(Maintenance) 및 엔지니어 모드 화면의 기능

이 내용은 일반 운전 매뉴얼보다 한 단계 깊은 서비스 엔지니어 수준의 기술 관점에서 설명드릴 수 있습니다. (hitachi.com)

네, 대체로는 맞는 이해입니다. 다만 PCB용 고속 드릴머신은 일반 공장 자동화 설비와는 조금 다릅니다.

구성은 보통 다음과 같습니다.

HMI(터치패널) │ CNC Controller(산업용 PC) │ Motion Controller │ ┌──────┴──────┐ X Servo Y Servo │ Z Servo │ Air Spindle │ I/O Controller(PLC 역할) │ 진공, 솔레노이드, 센서, ATC PLC가 있는 경우

일반적인 자동화 설비에서는

• HMI

• PLC

• 서보드라이브

이렇게 구성됩니다.

예를 들어

• LS PLC

• Mitsubishi PLC

• Siemens PLC

등이 들어갑니다.

PLC는

• 실린더 제어

• 센서 입력

• 모터 ON/OFF

• 알람

• 인터록

같은 일을 담당합니다.

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PCB 드릴머신은 조금 다릅니다.

히타치 PCB 드릴머신은 PLC가 따로 있는 모델도 있고, 없는 모델도 있습니다.

고속 드릴은 일반 PLC보다 전용 CNC Controller가 중심입니다.

즉,

HMI ↓ CNC Controller ↓ Motion Controller

가 핵심입니다.

그리고 CNC Controller 내부에서

• PLC 기능

• I/O 제어

• 인터록

• 공압 제어

까지 모두 처리하는 경우가 많습니다.

이를 흔히 Soft PLC 또는 Built-in PLC라고 합니다.

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왜 PLC를 따로 안 쓰는가?

PCB 드릴은

• 0.1 mm 이하 위치정밀도

• 150,000~250,000 rpm 스핀들

• 초당 수백 번의 위치 제어

등이 필요합니다.

PLC만으로는 이런 고속 모션을 처리하기 어렵기 때문에

Servo Motion CPU + NC Interpreter + PLC Logic

를 하나의 제어기 안에 통합해 놓습니다.

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사용자가 올려주신 화면으로 추정하면

화면에 있는

• START

• STOP

• HOME

• PARK

• VAC

• PAT

• BUZ

• REMOTE

등의 버튼은 모두 HMI에서 누르면 내부 제어기로 명령이 전달됩니다.

예를 들어

START │ HMI │ CNC Controller │ Motion CPU │ Servo Drive

또는

VAC │ HMI │ PLC Logic │ Output Module │ Vacuum Solenoid

와 같은 흐름으로 동작합니다.

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히타치 PCB 드릴머신의 실제 제어 구조

서비스 매뉴얼 수준에서는 내부를 다음과 같이 구분하는 경우가 많습니다.

Touch Panel(HMI) ↓ Industrial PC(CPU) ↓ NC Firmware ↓ PLC Logic ↓ Motion Control ↓ Servo Amplifier ↓ I/O Board ↓ Sensor / Solenoid / Vacuum / ATC

즉, HMI가 곧 PLC는 아니지만, HMI 뒤에는 PLC 기능 또는 PLC와 같은 역할을 하는 제어 로직이 존재한다고 이해하시면 됩니다.

특히 히타치의 고급 PCB 드릴머신은 일반 PLC보다 CNC Controller 내부에 PLC 기능을 통합한 구조를 사용하는 경우가 많아, CNC와 PLC의 경계가 일반 자동화 설비보다 훨씬 희미합니다.