自動(dòng)噴涂機(jī)離不開精確的運(yùn)動(dòng)控制,傳統(tǒng)的噴涂機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)大多用單片機(jī)或運(yùn)動(dòng)控制芯片設(shè)計(jì),存在處理速度慢、實(shí)時(shí)性差且精度不夠高等缺點(diǎn)。本文針對(duì)小型生產(chǎn)線的五軸自動(dòng)噴涂機(jī)設(shè)計(jì)了一種基于FPGA+ARM的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)噴涂機(jī)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(kuò)展性。系統(tǒng)主要由FPGA運(yùn)動(dòng)控制器、人機(jī)交互模塊以及實(shí)現(xiàn)ARM與FPGA間通信的總線模塊等組成,FPGA運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)包括輸入信息分析模塊、速度控制模塊、直線與圓弧插補(bǔ)模塊以及旋轉(zhuǎn)軸的控制模塊。設(shè)計(jì)中采用梯形加減速算法控制電機(jī)行進(jìn)速度,用數(shù)字積分法實(shí)現(xiàn)直線與圓弧兩種插補(bǔ)模式。噴涂機(jī)的五軸包括控制噴槍運(yùn)動(dòng)的三個(gè)直線軸,以及控制夾具與噴槍旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)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(bǔ)輸出三軸的方向和位移脈沖,輸出脈沖接入電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),進(jìn)而帶動(dòng)噴槍行走出預(yù)定的軌跡。對(duì)于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,同樣輸出脈沖驅(qū)動(dòng)夾具和噴槍旋轉(zhuǎn)到指定位置。通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性,達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)與要求。

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)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(yùn)動(dòng)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(bǔ)算法
        2.2.1 插補(bǔ)算法分類
        2.2.2 數(shù)字積分法原理
        2.2.3 DDA直線插補(bǔ)原理
        2.2.4 DDA圓弧插補(bǔ)原理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 總體設(shè)計(jì)
        3.1.1 控制方案比較與選擇
        3.1.2 總體設(shè)計(jì)
    3.2 電源模塊
    3.3 STM32處理器電路
        3.3.1 時(shí)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(yùn)動(dòng)控制器電路
        3.4.1 芯片選型
        3.4.2 時(shí)鐘電路
        3.4.3 配置電路
    3.5 驅(qū)動(dòng)接口電路
    3.6 輸入輸出隔離電路
    3.7 人機(jī)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(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
    4.1 輸入信息分析模塊
    4.2 速度控制模塊
    4.3 直線插補(bǔ)模塊
    4.4 圓弧插補(bǔ)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(cè)試
    5.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試
    5.2 測(cè)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(xiàn)
附錄1
致謝



本文編號(hào)：3767716