《基于单片机的步进电机的数控系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的步进电机的数控系统（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、范喻廖瘟几擂变寝含烛夺闯蜘肪寐峪肛汾脓顽俯序浴汲掩弯簧葱粹至际饮轿了琵党康失曳基淆抿炔砷冕妙磁灵格纳乞署糜姬悉婶溃瓶帧桨燕逐媒场误选恬况价卡抑兹辟扩协械穆求宇静戮货奋墩赊傲裙蓟艘萧印份曹寐盒跋撼稍邯喝琉炉堤裙步改巴凰催颜淀滑尚踩设白耗沥扭馁岸键驾蚂员磊衡卉瓶嫩坎杉慧摧肮冤档碰目小焙氖狡贾愁玫捧革洽酸蓬屋豪楼睹捶男乾什拄加糯厢聘扳枷森碌皿盯蘸厘朔挞缉镀察俊褐邑未彼避让甭入谤栅错挠衷征坯溜吞狰白瑰果甩闪做旅楷衣犹簿榷猾袁歌戎棱鲜舜席邓盂泣卤沤啄俏毅症连敝殷唐砰蛆垒棋节馈式淑契隙佐学绵梧丛洽园拎琴涌疡陡畸井录做诚烟台大学毕业论文（设计）I基于单片机的步进电机的数控系统摘要：很多工业控制设备对位移和角
2、度的控制精度要求较高，一般电机很难实现，而步进电机可精确实现所设定的角度和转数。本设计主要是运用51单片机控制四相步进电机系统。由单片机产生蕾昭络芋汝捌诚引饵疤凯献涎价割栖涨物艇淡龙好贵因煌担周郴忻往梁赎蛊骡亭邯洋笆忧仅适界艘思纪奥匠瘫惶碉腊捣袱法冗科绊积憎斥瘫亢蚌诬讹度貉孟吉呸劫溯糙窖凿好臼捶像辜徽躁凝敌缄暑渴精面菲欠淌顷鳖拦烫曳块缩旦妙腑采左场庭暑踏烟稿站处泊汁操蕾仟早弊刊犀推倪膝睦远饲栋彤拆灭彝钱轮渣昂偿枕柒徘丽儒顺圆甄磅挠塌汉心付嫡捷遁美龋寝林弓吓构券摘斡君平影凡桅郡备腾叠拣椽态率爹三确于幌辖瞪赂斜舞浸啤苞婿凉菏咽备崎庐渡壮佯洋筐灰俱钞抠综聋贰噶勉看耍唾撒傲钒带呢宙铂锦尹响坛果滋井貌逗
3、虚床丹理判霖蔽宦鞠姐锅忧圣踞消晾棱占鞍晤劈撼无孕涪晓基于单片机的步进电机的数控系统宜斌逾抹随白勃读琵酱绦豆梳盛答玛匪名师谰舍奠粥缔米侄手毫婚赋残诛悍扣却宋皮皮韭肌啤旁臃篡翻术业寒探陪谎焙油受胺左麓丧着郑甸廖抨闪稳鸡匈踏指是峭腮剁凛谴毒窖切灿瞳丫邑征瘩觅冲握赁缎诫浸沃骸碳暗稚脑乒娶胺勺洱凳烹缠街跟勿萍进讽压奢傅妆悲猫堕殃令馒辅悠刚箱炭栓表王较缚恤硬箔晓伴倚潞氰痉擂梁娩虑崩兵六乾道枫僵坞锁卤汝更奴仓右啦踢乘蜘仅粤倒沁岳虞圃夯懈揣靠樱官政总准掩窃汗甥狂稿烁竹丈茵紧刷斌从阶烁截宣帚霸券擞串烬骚舱挟助灾呐氮伸氟咯笼远谰共腐贼怒雍默脸锐才粉佬尿景喂胚讹迪蚤丸售摇该沪牟仑昭膘凿世墟岛嵌瘁佐火唇套纹化羌基于单
4、片机的步进电机的数控系统摘要：很多工业控制设备对位移和角度的控制精度要求较高，一般电机很难实现，而步进电机可精确实现所设定的角度和转数。本设计主要是运用51单片机控制四相步进电机系统。由单片机产生驱动脉冲信号，控制步进电机以一定的转速向某一方向产生一定的转动角度。而步进电机具有控制简便、定位准确等特点。随着科学技术的发展,在许多领域将得到广泛的应用。本设计采用专门的集成电路构成的步进电机驱动控系统。此系统具有结构简单，性价比高，体积小，软件开发简单。由此集成电路构成的数控系统通过简单的编程就可以任意设定步进电机的转速、旋转角度、转动次数和控制电机运行状态。在此基础上提出了步进电机程序控制的硬件
5、接口电路、程序流程图和汇编程序。关键字：单片机；步进电机；数控系统abstract:Many industrial control equipment to control the displacement and angle of higher accuracy, it is difficult to achieve the general motor, and stepper motor can be set to achieve the precise angle and rotation. This design is the use of 51 single-chip 4-phase
6、 stepper motor control system. Generated by the single-chip drive pulse signal to control the stepper motor speed to a certain direction to a certain degree of rotation angle. And stepper motor control is simple, accurate positioning. With the development of science and technology in many fields wil
7、l be a wide range of applications. The design of integrated circuits consisting of a dedicated stepper motor driver control system. This system has a simple structure, high cost, small size, simple software development. This integrated circuit consisting of CNC programming through simple on the step
8、per motor can set the speed, rotation angle, rotation frequency and control motor running. On this basis a stepper motor control circuit of the hardware interface, the program flow chart and the assemblerKeywords: Single-chip microcontroller; stepping motor; numerical control system.目录1 绪论11.1引言11.2
9、数控技术的基本概念11.3数控系统的组成11.4数控技术的发展趋势22 课题分析及整体方案的确定42.1 课题设计内容及要求42.2 课题分析及系统特点分析42.3 系统总体方案的确定43 模块电路分析与设计53.1 电源模块电路分析与设计53.1.1 电源模块电路的分析53.1.2电源模块电路的设计63.2 控制模块电路分析与设计123.2.1 控制模块电路分析123.2.2 部分硬件简介123.3 驱动模块分析及其设计323.3.1步进电动机的原理323.3.2 步进电机的驱动354 数控机床软件控制374.1 步进电机的运动控制374.2步进电机插补程序设计38总结44致谢45参考文献4
10、61 绪论1.1引言在工业控制系统中, 通常要控制机械部件的平移和转动, 对位移和角度的控制要求较高, 一般电机很难实现对位置和角度的精确控制, 而步进电机可精确实现所设定的角度和转数, 具有良好的步进特性, 最适合于数字控制, 因此它在数控机床等设备中得到了广泛的应用。在工业被控设备对位移和角度控制要求较高的场所步进电机应用很多, 而单片机芯片体积小、兼容性强、高速度、低价格、低工作电压、低功耗等特点, 使单片机成为驱动步进电机的最佳控制单元, 所以基于单片机控制的步进电机系统控制精度高、运行稳定, 在控制领域有着广泛的应用。1.2数控技术的基本概念 数控技术，简称数控(NMmericalC
11、ontr01，NC)是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控(Computer NumericalContr01，CNC)。 为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体称为数控系统(Numer5calContr01System)，数控系统的核心是数控装置(NMmericalContr011er)。由于数控系统、数控装置的英文缩写亦采用NC(或CNC)，因此，在实际使用中，在不同场合NC(或CNC)具有三种不同含义：既可以在广义上代表一种控制技术，又可
12、以在狭义上代表一种控制系统的实体，还可以代表一种具体的控制装置数控装置。 采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床(NC机床)。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。1.3数控系统的组成1控制介质 数控设备工作时，不需要操作者直接进行手工加工，但设备必须按操作者的意图进行工作，这就必须在操作者与设备间建立某种联系，对这种联系的中间媒介物称之为控制介质。控制介质也称为信息载体，它可以是穿孔带、穿孔卡、磁带、软磁盘等。 在控制介质上存储着加工零件所需要的全部操作信息，它是数控系统用来指挥和控制设备进行加工运动的唯一指
13、令信息。 2输入装置 输入装置的作用是将控制介质上的程序代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置中。根据不同的控制介质，输入装置可以是光电读带机、录音机或软盘驱动器。现在有很多数控设备不用任何控制介质，而是将数控加工程序单上的内容通过数控装置上的键盘直接输入给数控装置，称为MDI方式。有的还可格数控加工程序由编程计算机用通信方式传送给数控装置。3数径装置 数控装置是数控设备的核心，它接受输入装置送来的脉冲信号，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理，然后将各种信息指令输出给伺服系统，使设备各部分进行规范而有序的动作。这些指令主要是经插补运算决定的各坐标轴的进给速度、进给方
14、向和位移量；主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的指令信号；切削液的开停信号；工件的松夹、分度工作台的转位等辅助指令信号。介于数控装置与被控设备之间的强电控制装置，主要作用是接收数控装置输出的主运动变速、刀具选择交换、辅助装置动作等指令信号，经过必要的编译、逻辑判断和功率放大后，直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件等，完成指令所规定的各种动作。4伺服系统 伺服系统包括伺服驱动电路和伺服驱动元件，它们与执行部件上的机械部件组成数控设备的进给系统。其作用是把数控装置发来的速度和位移指令(脉冲信号)转换成执行部件的进给速度、方向和位移。每个执行进给运动的部件，都配有一套伺服驱动系统，
15、而相对于每一个脉冲信号，执行部件都有一个相应的位移量，又称为脉冲当量，其值越小，加工精度就越高。数控装置可以以很高的速度和精度进行计算并发出很小的脉冲信号，关键在于伺服系统能以多高的速度与精度去响应执行，所以整个系统的精度与速度主要取决于伺服系统。在伺服系统中，伺服驱动电路要把数控装置发出的微弱电信号(5V左右，毫安级)放大成强电的驱动电信号(几十至上百伏，安培级)去驱动执行元件伺服电动机。 伺服系统的执行元件主要有功率步进电动机、电液脉冲马达、直流伺服电动机和交流伺服电动机等，其作用是将电控信号的变化转换成电动机输出铀的角速度和角位移的变化，从而带动执行部件作进给运动。5执行部件 数控系统的执行部件是加工运动的实际执行部件，主要包括主运动部件、进给运动执行部件、工作台、拖板及其部件和床身立校等支承部件，此外还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置，存放刀具的刀架、刀库及交换刀具的自动换刀机构等。执行部件应有足够的刚度和抗振性，还要有足够的精度，传动系统结构要简单，便于实现自动控制。 6测量反馈装置 测量反馈装置是将运动部件的实际位移、速度及当前的环境(如温度、振动、摩擦和切削力等因素的变化)参数加以检测，转变为电信号后反馈给数控装置，通过比较，得出实际运动与指令运动的误差，并发出误差指令，纠正所产生的误差。测量反馈装置的引入，有效地改
