本文關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī)S3FN41F 人機(jī)交互軟件 S形算法 細(xì)分驅(qū)動技術(shù)　出處：《湖北工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：液晶屏壓合器是一種將LCD與機(jī)體后殼壓合為一體的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于液晶產(chǎn)品的生產(chǎn)線中。而LCD作為液晶產(chǎn)品的重要組成部分,因其材質(zhì)比較特殊,必須保證平穩(wěn)、精確、快速地完成與機(jī)體后殼的壓合動作,這就要求壓合器具有更好的傳動性能,本文使用步進(jìn)電機(jī)作為壓合器的傳動機(jī)構(gòu),設(shè)計了一款傳動控制器。本文涉及的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:壓合器原傳動機(jī)構(gòu)為異步電機(jī),采用兩相混合式步進(jìn)電機(jī)代替,有效提高了傳動的可控性、精確性和平穩(wěn)性;增設(shè)人機(jī)交互軟件,控制簡單明確,滿足工人的易操控要求;以32位高性能單片機(jī)為主處理器,與基于PLC、電力電子器件的控制器相比,具有處理速度快、體積小、集成度高、功耗低的優(yōu)點(diǎn);采用專用控制芯片和驅(qū)動芯片驅(qū)動步進(jìn)電機(jī),縮小了系統(tǒng)的體積,減少了電磁干擾,改善了系統(tǒng)的可靠性,符合當(dāng)代集成化、模塊化的發(fā)展趨勢;使用S形加減速控制算法控制步進(jìn)電機(jī),具有失步率小、振蕩弱、準(zhǔn)確度高的性能,大大優(yōu)化了傳動精準(zhǔn)性和平穩(wěn)性;驅(qū)動芯片內(nèi)置細(xì)分驅(qū)動技術(shù),通過人機(jī)交互軟件界面就可設(shè)置相應(yīng)的細(xì)分?jǐn)?shù),大大提高了步進(jìn)電機(jī)的傳動性能。本課題針對具有高頻啟停性、高精度和高平穩(wěn)性要求的液晶屏壓合器,以其傳動機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)為對象,研制了一種控制器。通過手動操作PC機(jī)上的人機(jī)交互軟件,搭配以單片機(jī)S3FN41F為處理器的系統(tǒng)主控板,雙方保持實(shí)時通信,實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電機(jī)的目的。其中單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)接收人機(jī)交互軟件的指令,并將其轉(zhuǎn)換為控制命令發(fā)送給控制芯片TMC4210,后者負(fù)責(zé)將控制命令轉(zhuǎn)換,并進(jìn)一步發(fā)送至驅(qū)動芯片TMC2660,驅(qū)動芯片負(fù)責(zé)實(shí)施命令驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。人機(jī)交互軟件界面可手動選擇控制模式,其中主要模式有非算法模式和S形算法模式兩大類,根據(jù)不同模式可設(shè)置相應(yīng)參數(shù),包括目標(biāo)位置、速度、加速度等,該軟件還可記錄步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特征信息供后期性能分析,而選擇S形算法模式的控制方式更能改善步進(jìn)精確性和運(yùn)行可靠性。本文通過實(shí)物完成、調(diào)試及應(yīng)用對系統(tǒng)性能進(jìn)行了驗(yàn)證,最終得到了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性高、響應(yīng)速度快、體積小、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn),保證了傳動的穩(wěn)定性、精準(zhǔn)度、快速性,提高了生產(chǎn)效率。
[Abstract]:The liquid crystal screen presser is a kind of equipment which combines LCD with the rear shell of the body, and is widely used in the production line of liquid crystal products. As an important part of liquid crystal products, LCD must be stable and accurate because of its special material. The pressing action with the rear shell of the body is completed quickly, which requires better transmission performance of the presser. In this paper, the stepper motor is used as the transmission mechanism of the presser. A transmission controller is designed. The main contents and innovations of this paper are as follows: the original drive mechanism of the pressure-coupling is an asynchronous motor, which is replaced by a two-phase hybrid stepping motor, which effectively improves the controllability, accuracy and stability of the drive; With the addition of human-computer interaction software, the control is simple and clear, and can meet the requirements of workers' easy control, the 32-bit high performance single-chip microcomputer is used as the main processor, compared with the controller based on PLC and power electronic devices, it has the advantages of fast processing speed, small volume and high integration. The advantages of low power consumption, the use of special control chip and drive chip to drive step motor, reduce the volume of the system, reduce electromagnetic interference, improve the reliability of the system, in line with the contemporary integration, modular development trend; The step motor is controlled by S-shape acceleration and deceleration control algorithm, which has the advantages of low stepping rate, weak oscillation and high accuracy, and greatly optimizes the accuracy and stability of the drive. Through the man-machine interactive software interface, the corresponding subdivision number can be set up, which greatly improves the transmission performance of the stepping motor. This subject is aimed at the liquid crystal screen pressure-clamping device with high frequency starting and stopping, high precision and high stability. Taking the stepper motor of its transmission mechanism as the object, a controller is developed. By manually operating the man-machine interactive software of the PC computer and matching the main control board of the system with a single-chip microcomputer S3FN41F as the processor, the two sides maintain real-time communication. The single-chip microcomputer mainly receives the instruction of human-computer interaction software and converts it to the control chip TMC4210, which is responsible for converting the control command to the control chip TMC4210. And it is sent to the driver chip TMC2660. the driver chip is responsible for implementing the command to drive the stepper motor. The man-machine interactive software interface can manually select the control mode, in which the main modes are non-algorithmic mode and S-shape algorithm mode. According to different modes, the corresponding parameters can be set, including target position, velocity, acceleration, etc. The software can also record the running characteristic information of the stepping motor for later performance analysis. In this paper, the performance of the system is verified by physical completion, debugging and application, and the corresponding experimental results are obtained. The system has the advantages of high stability, fast response speed, small volume and convenient debugging, which ensures the stability, accuracy and rapidity of the transmission, and improves the production efficiency.
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM383.6;TP273;TN873.93

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本文編號：1508569