钢球检测仪中步进电机控制方法的研究

ByElmer1

$ r5 C' T$ _+ N. z9 @8 b+ e) y- Z摘要:文中主要针对钢球表面质量检测仪中步进电机控制方法进行了研究,提出运动控制卡与单片机相结合的控制
方案,并建立了步进电机加减速控制的数学模型,在此模型基础上应用美国NI公司的PCI-7342运动控制卡结合STC
单片机,完成了仪器中的上料、表面展开、分选电机的控制,利用PCI-7342的D/A模块与单片机进行硬触发，实现各个
运动控制模块之间的逻辑关系,通过脉宽调制避免电机频繁启停而失步的问题。

, u9 P9 t  \. F+ q1 ?) ~关键词:步进电机;运动控制卡:单片机; PWM
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1引言
  y: o% }$ x: u# h* s# U6 ?钢球表面质量检测仪是对轴承球类滚动体表面质量
6 b* b) k/ w0 ?: s$ ^, c+ j进行分类检测的仪器,它的机械结构主要由上.料、表面展
6 J9 v' h* O% o开、分选等机构组成,各部分的驱动用步进电机来实现。
传统的步进电机控制方式中，控制电路由逻辑与功率放
' e# o; ]# @; S$ ]! F* o7 \' @1 O% s3 e4 |大电路组成,电路设计复杂,且一旦电路确定,要改变控
制方案十分困难"。随着我国电机行业的发展,电机驱动
器作为整体已经商品化，从应用角度来讲,所要做的就是
7 {& |# Z6 F# M5 V选择适合的控制主体,现在应用广泛的单片机挖制,在价
/ Q$ c' a% \2 f7 i, z格上占- -定的优势;还有基于DSP的控制方案,多用于对
实时性要求较高的嵌人式系统之中;在机器人关节电机
6 m$ s7 l! v0 ~# P# q; ^控制中,多采用运动控制卡,它叮以实现复杂的运动轨迹
* k# z  |& R, @5 ^( X+ r$ e控制,并且与计算机接口方便、平台功能强大。随着步进
电动机在更多领域的应用，与计算机紧密结合的控制卡.
方式是发展的一个趋势3。本文介绍了对两相混合式步进
电动机的控制，应用PCI运动控制卡的电机控制模块完
成钢球表面展开的步进电机控制,并以其为主线,结合单.
片机对.上料、分选电机进行控制。
2系统控制的实现
- G6 g4 a1 I2 Z" v! [9 @" g2.1检测仪简介
- a) y% x- a8 g7 M检测仪结构.如图1所示，主要由上料箱、上.料、
/ p6 v3 P* U7 ~/ y: q+ D8 {钢球表面展开、分选等结构及其驱动电机组成，上料.
电机--控制钢球从上料箱经由运输管逐个落到展
开盘的进球孔中去，由电机三、四带动类似于图1
4 L2 ]9 t* z7 a% D+ X) z3 @所示的展开机构将钢球表面进行展开，同时由固定
在机构上方的摄像头把采集到的球体表而信息传送到
PC中去进行图像处理,再通过处理结果控制分选电机二
动作将钢球分捡,从而完成一个检测周期。
各个部分基本[作时序如图2所示，系统启动开始
9 e# ]' x3 _1 g3 H' M后，上料电机连续运动5次,每次上:料花费时间为T,相
3 ?) {' P9 I2 ?应展开盘电机也运动5次将钢球转釗拍照区开始图像处
理工作,处理的时间Tx不确定,长短取决于发现缺陷的
9 h5 m7 B: G0 f) E" w$ u早晚,发现越早处理时间越短,图像处理结束后会根据检
测结果挖制分选电机的运动,此部分耗时为To,由于前一
# x6 {3 G& T  `( k7 t4 z3 i个钢球的分选一定要在下一个钢球图像处理结束前完
+ t* _" I, \' R; S- s. H成,所以对分选电机的控制速度提出了要求。
' i  v1 E) R0 ~0 O% w2.2硬件控制方案实现
% e$ d& C6 ^8 [. N, S考虑到软件开发环境主要为LabVIEW7.0和控制系

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现在应用广泛的单片机挖制,在价格上占一定的优势