三坐標(biāo)測量機(jī)通訊控制系統(tǒng)研究.pdf

1、在大型工件外形尺寸的精密測量中，需要多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸帶著傳感器進(jìn)行精密的移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)尺寸的測量。對于多軸的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，需要一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器，控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)多個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)控制。 本文分析了煙臺(tái)中環(huán)機(jī)電技術(shù)開發(fā)公司制造的多軸三坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了基于該三坐標(biāo)測量機(jī)的整體運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；完成了基于FPGA和單片機(jī)芯片控制的通訊系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行了通訊系統(tǒng)和數(shù)字式控制的軟件設(shè)計(jì)；通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的正確性和運(yùn)動(dòng)控制的

2、準(zhǔn)確性。論文的主要工作如下： 1、根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制方案和整體結(jié)構(gòu)。 2、完成了基于FPGA和單片機(jī)控制的通訊系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。 3、使用Verilog HDL語言，完成了與上位機(jī)通訊的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊編寫，實(shí)現(xiàn)了和上位機(jī)通訊功能；完成了與控制卡通訊的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊編寫，實(shí)現(xiàn)了橋接卡與控制卡的通訊功能；根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字式控制方式，完成了速度、位置和勻變減速運(yùn)動(dòng)控制模塊編寫。 4、使用C8051

3、F系列單片機(jī)，在橋接卡中實(shí)現(xiàn)了對FPGA的配置；完成了通訊過程中數(shù)據(jù)的讀取、判斷、編碼和解碼；實(shí)現(xiàn)了操作桿輸出的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了基于操作桿的速度控制的實(shí)現(xiàn)；控制卡中實(shí)現(xiàn)了對加速度模塊RAM數(shù)據(jù)的初始化和速度到地址的映射。 5、通過數(shù)據(jù)發(fā)送實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；通過單軸電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了控制方法的可行性；最后通過多軸復(fù)合控制實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了整體設(shè)計(jì)的正確性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)臺(tái)速度小于45度/秒時(shí)，單軸的角度控