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-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 农业机械曲轴检测系统步进电动机 的控制 【摘 要】随着科学技术的发展, 农业机械化水平也不断地提高,而且在 农业生产中起到的作用也越来越重要, 农业机械用步进电动机当作动力装置, 对农业机械的性能产生了很大的影响。 但是,农业机械的工作环境比较复杂, 因此,对各个零部件的要求也很高,而 曲轴作为装置的主要的零部件,对曲轴 检测系统的管理关系着农业机械步进电 动机的好坏,因此,本文主要介绍农业 机械曲轴检测系统步进电动机的控制。 中国论文网 /5/view-5635526.htm 【关键词】农业机械;曲轴检测 系统;步进电动机 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 一、曲轴检测系统 曲轴检测系统是利用电荷耦合器 件也就是 CCD 摄像头对农业机械曲轴 锻件的尺寸、轴向等进行的非接触性的 一种检测。曲轴检测系统是由图像采集 系统、图像处理系统、步进电动机控制 系统以及微机等部件构成的,其中步进 电动机控制系统是关键部位,该系统由 步进电动机、数据采集卡、电动机驱动 器、摄像头轴向进给装置以及位置传感 器和软件系统等的部件组成。曲轴检测 系统是由 CCD 摄像头根据进给方式沿 着曲轴的方向对曲轴系统进行一个整体 扫描,保证曲轴锻件可以绕着轴线的方 向进行精准的转动。这种检测方式需要 两台电动机来进行检测,见图 1。 二、步进电动机控制系统 步进电动机是将电脉冲限号转化 成角位移或者是线位移的一种电磁机械 装置,是利用数字脉冲进行输入与输出 的驱动元件步进电动机的很多优点使其 在自动检测、设备自动加工以及数控机 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 床等方面得到了广泛的应用,其具有很 强的运转特性、精准性以及稳定性。应 用比较普遍的步进电动机主要有反应式 步进电动机、永磁式步进电动机、混合 式步进电动机以及单项式步进电动机。 (一)硬件设计 作为影响农业机械工作效率和工 作质量的一个关键因素,步进电动机控 制系统的设计是提升设备性能的一个关 键方面,为了加强对步进电动机控制系 统的设计,需要结合控制系统的结构和 原理,设置相应的参数,提高控制系统 的可靠性和安全性。首先,控制系统要 具有及时性、可靠性和一定的使用寿命, 这就需要借助先进的技术进行设计,在 供电过程中选用 UPS,以保障机械设备 工作的稳定性。 此外,步进电动机采用交流伺服 控制原理,步进电机每输入一个脉冲就 前进一步,其输出角位移与输入脉冲的 个数成正比,可以根据输出角位移量来 确定输入脉冲的个数。步进电动机将电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 脉冲变换为角位移的过程中,速度的大 小与输入脉冲的频率成正比。输入脉冲 的频率能够决定各相绕组施加脉冲信号 的宽度。从而调整电动机的转速。在步 进电动机轴端通过齿轮传动机构将步进 电动机转动的角位移转化为直线机构伸 缩量。 电路中光耦合器件的使用具有很 重要的作用,主要表现在以下几个方面: 可以实现控制系统与电平之间的转换; 可以隔离外部干扰,避免干扰进入系统 内部造成系统的破坏,从而可以保证系 统的安全工作;可以使系统外线与地线 分别连接,这样可以消除信号干扰,从 而提高系统的可靠性。 (二)步进电动机控制系统的软 件设计 步进电动机控制系统的软件设计 平台是 VC+6.0,该软件系统功能强大, 而且可以广泛应用到自动检测、人工智 能以及工程控制等的领域,尤其是那些 对稳定性、速度等要求很高的场合,另 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 外,采用 C 语言编程,与系统兼容性强。 1、板卡函数 再对系统进行编程时,一定要在 工程中加入头文件以及静态链接库文件, 这样才可以在程序中采用板卡库函数, 其意义是: 板卡函数: W_812PG_Initial。VC+的定义方式是 int W_812PG_Initial,该函数通过板卡 的基地址和编号实现初始化,在板卡实 现初始化之后,才会调用其他的数据库 函数,card_number 是板卡的编号参数, 这样一个系统就可以实现两块板卡的初 始化,赋值形式为十六进制。数字输入 通道的编号为 di_ch_no,取值范围是 015,在该系统中,读取位置传感器 的输入信号就是依靠该函数来实现的, 在参数的调用时,直接赋值为 6,这也 是根据位置的不同来进行确定,当然, 非零不是初始位置。数字输出通道函数 则是 int W_812PG_DO,通过输出端 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 CN2 写入数据,其中,port_number 是 CN2 的高八位和低八位,data 用来传递 输出信号值。 2、软件编程的实现 软件编程的实现步骤首先是要对 板卡进行初始化,在进行编程时,要实 现程序的函数 W_812PG_Initial 的调用, 然后通过函数返回的错误信息代码可以 及时的发现系统中出现的错误与问题。 其次是产生脉冲,将参数值写入板卡 CN2 通道,然后转换成逻辑电平信号传 递给信号对接输入口,这样就可以产生 脉冲信号,需要注意的是,对参数的正 确赋值,可以在程序中添加 DX 和 DY 作为函数的参数,这样可以将十六进制 转化为二进制,变为程序语言。根据驱 动器的接口,FREE 可以获得低电平, 这样电动机就可以实现正常运转,在整 个高电平向低电平转化的过程中,可以 实现参数的变化,进而实现软件编程。 三、步进电动机控制系统的设计 步进电动机控制系统为了完成控 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 制与计算,主要是利用 T0 来产生定时 中断。 根据这个程序编写的流程图,见 图 2。 另外,为了满足曲轴检测系统的 要求,可以将不同型号的曲轴建立在系 统程序的小型数据库中,这样,可以根 据不同型号的曲轴的对应步数循环使用 控制系统,并且利用人机互动的优势, 并且在界面尺寸的数据更改上实现步进 电动机的控制,从而实现控制系统的参 数化,满足了农业机械曲轴检测系统的 要求。 结束语 通过检测,该系统精度高,运行 稳定,从而提高了曲轴

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