基于步进电机的二维运动控制平台（机械设计优秀毕业论文答辩PPT模板）

答辩人： 学 号： 班 级： 机械2010-03班指导教师： 专 业：机械设计制造及其自动化,基于步进电机的二维运动平台实现,内容提要,1.课题研究的背景,随着控制技术的不断进步和社会生产的不断发展，人们对产品的质量和机械加工的生产率、加工精度等提出了更高的要求，而实现全自动化的机械加工过程是满足上述要求的必然途径，也是运动控制技术发展的内在动力,小批量、多批次 精密复杂 高质量、高效率,了解运动控制系统的国内外发展现状、发展趋势研究“PC+运动控制卡”运动控制系统的性能、精度、可靠性熟悉Leadshine DMC2210运动控制卡的开发方法掌握Windows7环境下使用Visual C+6.0开发应用程序的方法掌握基本的设计方法，受到初步的工程技术训练提高科研能力、动手能力提高理论与实践相结合的能力,2.课题研究的意义,1、步进电机二维运动控制平台的搭建2、控制系统的硬件设计3、控制系统的软件开发4、编写程序、调入系统实现特定的轨迹,3.课题研究的内容,熟悉二维运动平台控制系统的整体方案控制系统的工作原理,步进电机的选型步进电机驱动器的选型运动控制卡的选型,4.运动控制技术的现状分析,（1）国外发展状况,世界各国都十分重视运动控制技术的发展与研究，有些发达国家在20世纪50年代就已经开始了对运动控制技术的应用。 美国政府在完成大量研究的基础上，提出了一系列的技术与规范。开放系统体系结构标准规格（OSACA）EMC（增强型机床控制器）OMAC（开放式、模块化体系结构控制器）“OMACAPT”规范 至此，通用运动控制技术在美国进入了快速发展阶段，到目前为止运动控制技术已经被越来越多的产业领域接受，并且已经达到一个引人瞩目的市场规模,（2）国内发展状况,我国的运动控制系统发展主要经历了以下几个阶段“六五”、“七五”期间对国外运动控制系统的引进、消化和吸收“八五”期间组织了科研团队进行了对运动控制系统的自主研发“九五”期间研发出了我国首台拥有自主产权的数控平台以及华中 I型、蓝天I型、航天I型、中华I型四种基本运动控制系统21世纪初，标志着国内第一家专业开发、生产开放式运动控制器产品的公司固高科技（GT）有限公司在深圳成立固高公司与PA公司合作，逐步进入了soft型开放式运动控制领域 虽然，我国运动控制技术的研究和发展已将近半个世纪，但是目前，我国的运动控制技术还是比较落后，国内高端行业的运动控制系统几乎都被国外的产品所垄断，而我国自主研发的数控产品占有的市场份额却十分的小。,5.运动控制技术的发展趋势,二维平台搭建,1.平台的介绍,本次课程设计中使用的二维数控工作台为高精度的运动工作台，工作台的行程X300*Y300MM，台面尺寸为200*160MM，滑台宽为160MM，丝杠螺母采用台湾上银或TBI，其规格为：直径16MM，导程5MM。导轨为台湾上银HGH15直线导轨。此外装配有欧姆龙限位原点开关（光电开关），型号为EE-SX671，运动平台的定位精度可以达到300行程内0.02MM。,二维运动平台,2.系统的设计步骤,在二维运动控制平台的搭建过程中主要包括以下几点：1.了解工作台的性能和控制要求；2.确定运动控制控制系统整体方案；3.根据控制的要求来选择相应的软件和硬件；4.在VC+6.0环境下编写程序和用户操作界面。,3.系统的控制框图,运动控制系统的框图如图所示,从系统框图可以看出，整个二维运动控制平台的运动控制系统是由上位机、步进电机驱动器、步进电机以及数控工作台组成。,4.系统工作原理,首先进行程序的初始化，通过用户操作界面设置运动参数以及板卡的参数，板卡的参数设置包括板卡的数量，板卡上拥有的轴数等。如果软件在运行时产生错误，调用失败，则说明硬件的设置有问题，应该重新进行设置。若控制软件调用参数信息成功以后，控制软件将会把这些信息转化成为运动参数并调用DLL库中的运动函数，然后运动函数通过调用运动控制卡的驱动程序来发出相应的控制指令给控制卡，运动控制卡再根据运动控制指令发出相应的驱动信号（脉冲、方向信号）给步进电机驱动器、读取编码器数据、读写通用输入输出口。,硬件的选型,1.步进电机,本课题采用的步进电机型号为：雷塞86HS45步进电机，如图所示。,表1-1 86HS45电机技术规格,由雷塞科技有限公司推出的DM860步进电机驱动器，是一种数字式步进电机驱动器，其采用了最新32位数字信号处理技术，可以满足大多数系统的应用需求。由于DM860驱动器使用了内置微细分技术，因此即便是在低细分的情况下，电机也能够获得高细分的效果，而且在低速、中速和高速运行时驱动器的性能都十分平稳，噪音也超低。,2.步进电机驱动器选型,本课题采用的步进电机驱动器型号为：雷塞DM860步进电机驱动器，如图所示,DM860步进电机驱动器是由雷塞科技公司推出的一种数字式步进电机驱动器，其采用了最新32位数字信号处理技术，可以满足大多数系统的应用需求。由于DM860驱动器使用了内置微细分技术，因此即便是在低细分的情况下，电机也能够获得高细分的效果，而且在低速、中速和高速运行时驱动器的性能都十分平稳，噪音也超低。,3.运动控制卡选型,本课题选择的步进电机的型号为：DMC2210 PCI总线两轴运动控制卡，如图示,DMC2210是由雷塞公司开发的一款基于PCI总线、以ASIC为核心的性能优越、功能强大的运动控制卡，它可以控制两轴步进电机或数字式伺服电机，与DMC1000相比，它具有更快的运动速度、更加优越的直线插补和圆弧插补功能，此外还增加了编码器位置锁存、位置比较等高级功能，特别适合于两轴点位控制、编码器位置检测等功能的应用。,二维运动控制平台的接线图,软件的设计,雷塞公司已提供支持DMC2210运动控制卡的硬件驱动程序和DLL运动库函数，包括控制卡的初始化函数、单轴及多轴函数、输入/输出脉冲模式设置函数、回原点函数等许多函数，这些函数提供了所有与运动控制相关的功能，使用极