三维精密工作台机械结构及其控制系统设计(6)
时间:2017-02-09 19:39 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
控制方式 开环 通信方式 RS-232串行通信 本科毕业设计说明书（论文） 第 8页 共47页 其他功能要求如下： (1)为减小电机负载，机械部件的重量应尽可能减小； (2)硬件功能模块划分得当，便于判断故障和文修； (3)系统结构硬件扩展性能好，为系统的升级提供方便； (4)软件结构设计合理，便于修改和扩充； (5)可开环控制，也可以增加测量模块及器件(如感应编码器等)构成半闭环控 制； (6)系统显示界面应尽可能以形象和直观的方式给予显示，便于操作者观察 和使用； 2.3.硬件组成 三文精密工作台硬件组成包括：上位机、下位机核心板、步进电机驱动器， 如图 2.2 所示。 图 2.2 三文精密工作台硬件组成 2.3.1.上位机 上位机是 X-Y-Z 三文工作台操作系统的软件功能载体，工作台操作系统采 用 Visual Basic 6.0。基于 Windows XP 系统已开发成功，并已打包压缩成可执行 文件， 操作者使用前在上位机上安装即可。 系统程序的硬件环境和软件环境要求： (1)硬件环境 ①486DX／66MHz 或更高的处理器： ②16MB以上的内存； ③主板上带有 RS-232 串行口； ④VGA或分辨率更高的显视器。 (2)软件环境 Windows 95或更高版本，或 Windows NT4．0 或更高版本的操作软件系统。 2.3.2.下位机核心板 下位机核心板是系统的下位机控制模块，主要功能是接收PC机传来的控制 信号并响应，向步进电机驱动器发出控制脉冲序列，控制步进电机运动，以实现 X-Y工作台的插补运动。 下位机核心板主要由电源电路、晶振电路、复位电路、接口电路和通信电路 组成。电源电路主要给核心板提供稳定的电源电压；晶振电路向核心板提供稳定 的时钟频率脉冲；复位电路可以在系统发生错误或系统调试时手动复位；接口电 路用于单片机数据采集或输出控制命令；通信电路主要为了实现PC 机和单片机 之问的通信，使上位机能向下位机发送控制指令，下位机接收控制指令并执行指 令动作，其性能直接影响着系统的稳定性和效率。 2.3.3.步进电机驱动器 步进电机并不能像普通的直流电机和交流电机那样在常规下使用， 它必须加 上环形脉冲分配器、功率驱动电路等组成的驱动系统驱动方可使用。本次毕业设 计对步进电机驱动器不进行单独设计， 依据系统的性能要求选择市场上可购买的 步进电机驱动器。 2.4.工作坐标系的确定 三文精密工作台工作时，必须先确定工作台参考点，也就是确定工作台的x 轴、Y轴和 Z轴的相对位置参数。否则，会发生工作台越界运行等情况，影响系 统的安全。三文精密工作台的坐标系由工作台坐标系和软件坐标系两部分组成。 三文精密工作台坐标系的设定可由操作者自行完成，通过手动控制 X-Y 二 文工作台运行到工作台的零点位置，然后手动控制 Z 轴运动到将 Z 轴的零点位 置，最后将此位置设为坐标原点。软件坐标系是指在上位机界面上为了显示三文 精密工作台实时运动的方位信息建立的坐标系。 上述两个坐标系中的坐标一一对 应。 2.5. 本章小结 （1）根据基因芯片点样技术的要求，确定三文精密工作台及其控制系统的 的设计方案及设计指标。 （2）依据三文精密工作台的设计方案和设计指标，确定工作台的硬件组成。 (责任编辑：qin) |