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摘要:隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，以提高產(chǎn)品加工的生產(chǎn)效率為主的高度自動(dòng)化和以提高產(chǎn)品的質(zhì)量為主的精密化成為現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)主要方向。人們對(duì)航空機(jī)、數(shù)控機(jī)床、精密儀器和儀表以及各種精密機(jī)械設(shè)備提出了越來越高的精度要求，X-Y作臺(tái)是這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)高精密加工的核心部件，對(duì)于提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量起著尤為重要作用。 通過對(duì)幾種運(yùn)動(dòng)控制方案的比較，決定采用ATMEL公司的 AT89s51單片機(jī)作為主控制芯片的運(yùn)動(dòng)控制方案。它是AT89c51單片機(jī)的升級(jí)版，不僅支持更高的極限工作頻率，具有ISP（在線更新程序）功能以及擁有對(duì)c51單片機(jī)的全面兼容性，并且還具備了c51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)分為硬件和軟件兩個(gè)部分。硬件部分設(shè)計(jì)主要包括芯片的選型、伺服系統(tǒng)的選型、單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)、電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、輸入/顯示界面的設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性。軟件部分包括通過編寫輸入/顯示子程序，通訊子程序，插補(bǔ)子程序等控制所必須的子程序函數(shù)庫，最終實(shí)現(xiàn)了使交流伺服電機(jī)軸按設(shè)定的曲線運(yùn)動(dòng)的功能等。
關(guān)鍵詞: 單片機(jī);交流伺服;運(yùn)動(dòng)控制;89s51
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1課題背景-1 1.2交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)-1 1.3交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與方向-2 1.4命題方案的確定-3 1.4.1課題任務(wù)-3 1.4.2課題設(shè)計(jì)方案的擬定-3 2運(yùn)動(dòng)裝置的原理及結(jié)構(gòu)-5 2.1伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器-5 2.1.1 伺服電機(jī)-5 2.1.2 伺服驅(qū)動(dòng)器-6 2.2檢測(cè)元件-光電編碼器-7 2.3典型機(jī)械結(jié)構(gòu)-8 3 工作臺(tái)設(shè)計(jì)概述-9 3.1 X-Y工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總述-9 3.2導(dǎo)軌的選擇-9 3.2.1 導(dǎo)軌的分類-9 3.2.2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)勢(shì)-9 3.2.3導(dǎo)軌副的選型-11 3.3絲杠的選擇-滾珠絲杠-11 3.3.1滾珠絲杠綜述-11 3.3.2滾珠絲杠的特點(diǎn)-11 3.4軸承的選擇-12 3.4.1軸承的類型和選擇-13 3.4.2軸承的配合-14 3.4.3軸承的潤滑-15 3.5聯(lián)軸器的選型-15 4 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-17 4.1伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器的選型-17 4.1.1伺服電機(jī)的選型-17 4.1.2伺服驅(qū)動(dòng)器的選型-19 4.2輸入/顯示硬件電路設(shè)計(jì)-19 4.2.1輸入硬件電路設(shè)計(jì)-20 4.2.2顯示硬件電路設(shè)計(jì)-21 4.3單片機(jī)方面的電路設(shè)計(jì)-22 4.3.1單片機(jī)控制輸出脈沖選通電路的設(shè)計(jì)-22 4.3.2兩單片機(jī)通訊硬件電路的設(shè)計(jì)-23 4.3.3單片機(jī)掉電保護(hù)電路設(shè)計(jì)-24 5軟件設(shè)計(jì)-25 5.1單片機(jī)子程序設(shè)計(jì)-25 5.1.1 輸入/顯示子程序設(shè)計(jì)及程序流程圖-25 5.1.2 脈沖發(fā)射子程序及程序流程圖-30 5.1.3 擴(kuò)展子程序設(shè)計(jì)-32 5.1.4 回原點(diǎn)子程序設(shè)計(jì)及程序流程圖-36 5.1.5 三字節(jié)數(shù)減法計(jì)數(shù)子程序設(shè)計(jì)-39 5.1.6 六字節(jié)無符號(hào)數(shù)比較子程序-40 5.1.7 BCD數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)子程序設(shè)計(jì)及程序流程圖-41 5.2軌跡控制-43 5.2.1直線插補(bǔ)-43 5.2.2圓弧插補(bǔ)-44 結(jié)論-46 致謝-47 參考文獻(xiàn)-48 |
