基于步進電機的二維運動控制平臺演示課件

1、答辯人：ＸＸＸ學號：ＸＸＸＸＸ班級：機械201003班指導教師：ＸＸＸ專業(yè)：機械設計制造及其自動化基于步進電機的二維運動平臺實現(xiàn)內容提要1.課題研究的背景隨著控制技術的不斷進步和社會生產的不斷發(fā)展，人們對產品的質量和機械加工的生產率、加工精度等提出了更高的要求，而實現(xiàn)全自動化的機械加工過程是滿足上述要求的必然途徑，也是運動控制技術發(fā)展的內在動力小批量、多批次精密復雜高質量、高效率了解運動控制系統(tǒng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢研究“PC運動控

2、制卡”運動控制系統(tǒng)的性能、精度、可靠性熟悉LeadshineDMC2210運動控制卡的開發(fā)方法掌握Windows7環(huán)境下使用VisualC6.0開發(fā)應用程序的方法掌握基本的設計方法，受到初步的工程技術訓練提高科研能力、動手能力提高理論與實踐相結合的能力2.課題研究的意義1、步進電機二維運動控制平臺的搭建2、控制系統(tǒng)的硬件設計3、控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)4、編寫程序、調入系統(tǒng)實現(xiàn)特定的軌跡3.課題研究的內容熟悉二維運動平臺控制系統(tǒng)的整體方案控制

3、系統(tǒng)的工作原理步進電機的選型步進電機驅動器的選型運動控制卡的選型4.運動控制技術的現(xiàn)狀分析（1）國外發(fā)展狀況世界各國都十分重視運動控制技術的發(fā)展與研究，有些發(fā)達國家在20世紀50年代就已經開始了對運動控制技術的應用。美國政府在完成大量研究的基礎上，提出了一系列的技術與規(guī)范。開放系統(tǒng)體系結構標準規(guī)格（OSACA）EMC（增強型機床控制器）OMAC（開放式、模塊化體系結構控制器）“OMACAPT”規(guī)范至此，通用運動控制技術在美國進入了快速發(fā)

4、展階段，到目前為止運動控制技術已經被越來越多的產業(yè)領域接受，并且已經達到一個引人矚目的市場規(guī)模（2）國內發(fā)展狀況我國的運動控制系統(tǒng)發(fā)展主要經歷了以下幾個階段“六五”、“七五”期間對國外運動控制系統(tǒng)的引進、消化和吸收“八五”期間組織了科研團隊進行了對運動控制系統(tǒng)的自主研發(fā)“九五”期間研發(fā)出了我國首臺擁有自主產權的數(shù)控平臺以及華中I型、藍天I型、航天I型、中華I型四種基本運動控制系統(tǒng)21世紀初，標志著國內第一家專業(yè)開發(fā)、生產開放式運動控制器

5、產品的公司固高科技（GT）有限公司在深圳成立固高公司與PA公司合作，逐步進入了soft型開放式運動控制領域雖然，我國運動控制技術的研究和發(fā)展已將近半個世紀，但是目前，我國的運動控制技術還是比較落后，國內高端行業(yè)的運動控制系統(tǒng)幾乎都被國外的產品所壟斷，而我國自主研發(fā)的數(shù)控產品占有的市場份額卻十分的小。5.運動控制技術的發(fā)展趨勢二維平臺搭建1.平臺的介紹本次課程設計中使用的二維數(shù)控工作臺為高精度的運動工作臺，工作臺的行程X300Y300MM

6、，臺面尺寸為200160MM，滑臺寬為160MM，絲杠螺母采用臺灣上銀或TBI，其規(guī)格為：直徑16MM，導程5MM。導軌為臺灣上銀HGH15直線導軌。此外裝配有歐姆龍限位原點開關（光電開關），型號為EESX671，運動平臺的定位精度可以達到300行程內0.02MM。二維運動平臺2.系統(tǒng)的設計步驟在二維運動控制平臺的搭建過程中主要包括以下幾點：1.了解工作臺的性能和控制要求；2.確定運動控制控制系統(tǒng)整體方案；3.根據(jù)控制的要求來選擇相應的

7、軟件和硬件；4.在VC6.0環(huán)境下編寫程序和用戶操作界面。3.系統(tǒng)的控制框圖運動控制系統(tǒng)的框圖如圖所示從系統(tǒng)框圖可以看出，整個二維運動控制平臺的運動控制系統(tǒng)是由上位機、步進電機驅動器、步進電機以及數(shù)控工作臺組成。4.系統(tǒng)工作原理首先進行程序的初始化，通過用戶操作界面設置運動參數(shù)以及板卡的參數(shù)，板卡的參數(shù)設置包括板卡的數(shù)量，板卡上擁有的軸數(shù)等。如果軟件在運行時產生錯誤，調用失敗，則說明硬件的設置有問題，應該重新進行設置。若控制軟件調用參數(shù)

8、信息成功以后，控制軟件將會把這些信息轉化成為運動參數(shù)并調用DLL庫中的運動函數(shù)，然后運動函數(shù)通過調用運動控制卡的驅動程序來發(fā)出相應的控制指令給控制卡，運動控制卡再根據(jù)運動控制指令發(fā)出相應的驅動信號（脈沖、方向信號）給步進電機驅動器、讀取編碼器數(shù)據(jù)、讀寫通用輸入輸出口。硬件的選型1.步進電機本課題采用的步進電機型號為：雷塞86HS45步進電機，如圖所示。表1186HS45電機技術規(guī)格由雷塞科技有限公司推出的DM860步進電機驅動器，是一種

9、數(shù)字式步進電機驅動器，其采用了最新32位數(shù)字信號處理技術，可以滿足大多數(shù)系統(tǒng)的應用需求。由于DM860驅動器使用了內置微細分技術，因此即便是在低細分的情況下，電機也能夠獲得高細分的效果，而且在低速、中速和高速運行時驅動器的性能都十分平穩(wěn)，噪音也超低。2.步進電機驅動器選型本課題采用的步進電機驅動器型號為：雷塞DM860步進電機驅動器，如圖所示DM860步進電機驅動器是由雷塞科技公司推出的一種數(shù)字式步進電機驅動器，其采用了最新32位數(shù)字信

10、號處理技術，可以滿足大多數(shù)系統(tǒng)的應用需求。由于DM860驅動器使用了內置微細分技術，因此即便是在低細分的情況下，電機也能夠獲得高細分的效果，而且在低速、中速和高速運行時驅動器的性能都十分平穩(wěn)，噪音也超低。3.運動控制卡選型本課題選擇的步進電機的型號為：DMC2210PCI總線兩軸運動控制卡，如圖示DMC2210是由雷塞公司開發(fā)的一款基于PCI總線、以ASIC為核心的性能優(yōu)越、功能強大的運動控制卡，它可以控制兩軸步進電機或數(shù)字式伺服電機，

11、與DMC1000相比，它具有更快的運動速度、更加優(yōu)越的直線插補和圓弧插補功能，此外還增加了編碼器位置鎖存、位置比較等高級功能，特別適合于兩軸點位控制、編碼器位置檢測等功能的應用。二維運動控制平臺的接線圖軟件的設計雷塞公司已提供支持DMC2210運動控制卡的硬件驅動程序和DLL運動庫函數(shù)，包括控制卡的初始化函數(shù)、單軸及多軸函數(shù)、輸入輸出脈沖模式設置函數(shù)、回原點函數(shù)等許多函數(shù)，這些函數(shù)提供了所有與運動控制相關的功能，使用極為方便。用戶不需更