插件机运动控制硬件设计

插件机运动控制硬件设计

对于插件机x-y工作台,较高的速度和精度要求对插件机控制系统的实时性和稳定性提出较高要求,对于一个控制系统来说,稳定和可靠是最重要的,目前,工业控制系统采用的控制方法往往是最成熟。最可靠的。该工作台控制系统采用基于PC机的数字式运动控制卡,其特点是内置了专门用于运动控制的函数库的功能函数,用户可以方便的根据需要进行编程。运动控制卡通过收发脉冲控制驱动器,进而控制电机的运动。控制方式简单,快捷,实用。硬件结构框图如图所示。

采用电机控制卡控制工作台各运动轴电机的运动。运动控制卡与 PC 机一般采用主从式的结构。PC 机主要进行人机交互界面控制、实时监控,发出控制指令、数据显示等;运动控制卡进行脉冲、方向信号的输出、自动加减速的处理、原点信号和限位信号的检测和处理等。运动控制卡还提供了测试软件和运动控制的库函数。包括各种位移控制模式,直线插补和圆弧插补,多轴联动函数等。利用所提供的运动控制库函数,可以使用户方便的在各种软件平台中使用。由于采用开环系统信号是单向的,没有反馈信息,步进电机在启动和停止时都有惯性,并且系统带有负载,当脉冲变化或启动频率提高时,步进电机可能会失步,影响系统传动精度。所以要设计一种自动控制加减速电路,使脉冲的频率逐渐变化到工作频率,从而使步进电机能正常工作。由于电机运动控制
卡自带有加减速功能,可避免步进电机失步。

硬件结构框图

  • PC机->>PCI 总线接口->>运动控制卡->>驱动器->>电机

由于LED插件机的加工对象是PCB板,所以该伺服系统负载很小,采用步进电机作为伺服电机。系统拟采用开环步进电机控制,开环系统没有反馈信号,根据脉冲指令给步进电机,从而驱动工作台移动的距离和移动的速度,这种伺服系统结构简单,成本小,工作稳定,适用于速度和精度要求不高的场合。

为检测该计算机运动控制系统的定位精度,控制卡选为深圳雷塞科技DMC 5200系列运动控制卡,深圳雷塞公司配套设备构成工作台开环控制系统,电机为 57HSM09两相步进电机,驱动器为DM556。控制X-Y工作台运动,研究其控制工作台的精度。

运动控制卡
运动控制卡

插件机确定了X-Y可旋转工作台可采用的控制系统的硬件结构,阐述了硬件系统各部分的功能和特点,并对控制系统硬件结构进行搭建,以及硬件各部分接口设置进行了详细说明。为后续的控制系统软件设计和采用的控制系统的结果测试提供了保证。

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