自動噴涂機離不開精確的運動控制,傳統(tǒng)的噴涂機運動控制系統(tǒng)大多用單片機或運動控制芯片設(shè)計,存在處理速度慢、實時性差且精度不夠高等缺點。本文針對小型生產(chǎn)線的五軸自動噴涂機設(shè)計了一種基于FPGA+ARM的運動控制系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對噴涂機的控制,可以有效解決噴涂的精度、效率不高等問題,并具有可擴展性。系統(tǒng)主要由FPGA運動控制器、人機交互模塊以及實現(xiàn)ARM與FPGA間通信的總線模塊等組成,FPGA運動控制器的設(shè)計包括輸入信息分析模塊、速度控制模塊、直線與圓弧插補模塊以及旋轉(zhuǎn)軸的控制模塊。設(shè)計中采用梯形加減速算法控制電機行進速度,用數(shù)字積分法實現(xiàn)直線與圓弧兩種插補模式。噴涂機的五軸包括控制噴槍運動的三個直線軸,以及控制夾具與噴槍旋轉(zhuǎn)的兩個旋轉(zhuǎn)軸。用戶可以通過按鍵輸入所需軌跡的坐標(biāo)信息,ARM作為主處理器接收顯示屏上的數(shù)據(jù)并發(fā)送至FPGA,經(jīng)過插補輸出三軸的方向和位移脈沖,輸出脈沖接入電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機,進而帶動噴槍行走出預(yù)定的軌跡。對于兩個旋轉(zhuǎn)軸,同樣輸出脈沖驅(qū)動夾具和噴槍旋轉(zhuǎn)到指定位置。通過對系統(tǒng)進行功能測試,驗證了設(shè)計的正確性,達到了最初的設(shè)計目標(biāo)與要求。

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstracts
第一章 緒論
    1.1 論文背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
第二章 運動控制算法
    2.1 速度控制算法
        2.1.1 加減速算法分類
        2.1.2 梯形加減速算法原理
    2.2 插補算法
        2.2.1 插補算法分類
        2.2.2 數(shù)字積分法原理
        2.2.3 DDA直線插補原理
        2.2.4 DDA圓弧插補原理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 總體設(shè)計
        3.1.1 控制方案比較與選擇
        3.1.2 總體設(shè)計
    3.2 電源模塊
    3.3 STM32處理器電路
        3.3.1 時鐘和復(fù)位電路
        3.3.2 下載電路
        3.3.3 總線接口電路
    3.4 FPGA運動控制器電路
        3.4.1 芯片選型
        3.4.2 時鐘電路
        3.4.3 配置電路
    3.5 驅(qū)動接口電路
    3.6 輸入輸出隔離電路
    3.7 人機交互模塊
        3.7.1 按鍵電路
        3.7.2 按鍵程序
        3.7.3 LCD顯示電路
        3.7.4 顯示程序
    3.8 總線模塊
    3.9 本章小結(jié)
第四章 運動控制器設(shè)計
    4.1 輸入信息分析模塊
    4.2 速度控制模塊
    4.3 直線插補模塊
    4.4 圓弧插補模塊
    4.5 旋轉(zhuǎn)軸控制模塊
    4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試
    5.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試
    5.2 測試及結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
附錄1
致謝



本文編號：3767716