大幅面扫描喷绘一体机的运动控制器的设计与实现
发布时间：2020-06-10 04:57
【摘要】：随着打印机市场的发展，大幅面扫描仪和大幅面喷绘机已经应用于各个领域。由于扫描喷绘一体机能够同时实现打印、扫描、复印等多种功能，对其需求也在日益增加。扫描喷绘一体机运动控制器作为一体机的执行模块，主要负责接收、解析和执行来自主控制器的命令，结合对敏感元件的检测，控制一体机机械部件的运动，使打印过程有序地进行。 在对扫描喷绘一体机的工作原理、工作过程、机械机构原理等进行研究的基础上，根据扫描喷绘一体机总体设计要求，提出了扫描喷绘一体机的运动控制器的总体设计方案，设计实现了运动控制电路和软件。 运动控制器硬件电路采用微控制器和现场可编程逻辑阵列相结合的方式实现，体积小，可靠性高。本文详细论述了运动控制器硬件电路的总体设计方案以及各功能模块的详细设计和实现；针对FPGA内部逻辑设计，，给出了功能和时序仿真图。在FPGA内部，通过硬件编程实现了两种电机速度、加速度控制方案：基于Rom表的线性加速度和S曲线加速度。在FPGA内部采用状态机实现了光栅信号四倍频，提高了位置反馈的精度和可靠性，保证了喷头的精确定位；结合FPGA中的设计，给出了运动控制器软件的总体设计，以及各功能模块的详细设计，提出了进纸电机和走纸电机的速度同步方法。 对扫描喷绘一体机的运动控制器硬件、软件的调试结果表明:所设计驱动控制器的各功能模块工作稳定，满足设计要求。
【图文】：
试器 与 驱动 器 之间 的 通讯 。 因 此 我 们 选 用 雷 赛 科 技 提 供 的 DC S 81 0 数 字 直 流 伺 服 器 来 对 D CM 50 2 05 D -电 机 来 驱 动 ， DC S 81 0 全 数 字 直 流 伺 服 驱 动 器 采 用 专 用 运 动 控 制 DS P 和 M OS FE T 等 先 进 技 术 。 控 制 指 令 信 号 与 步 进 驱 动 器 兼 容 ， 用 户 不 用 更 换 控 制就 可 将 所 用 的 步 进 驱 动 升 级 为 全 数 字 直 流 伺 服 驱 动 。 由 DC S 8 10 组 成 的 小 功动 控 制 系 统 在 速 度 、 精 度 、 噪 声 和 低 速 平 稳 性 等 方 面 达 到 甚 至 超 越 数 字 式 交服 系 统 ， 而 系 统 成 本 远 低 于 交 流 伺 服 。 其 体 积 小 巧 、 安 装 方 便 、 可 靠 性 高 、简单 [6 ] 。对于 驱动 器 DC S 8 10 我 们需 要提 供 的 控 制信 号 有电 机工 作 的 方 向信 号 (D I 脉冲 信号 (P UL ) 和使 能信 号 ( E N ) ，图 3. 5 是为 了避 免 一些 误 动 作 和偏 差 ，DI R 、P和 EN 应 满 足 一 定 的 时 序 图 。 此 解 码 器 的 控 制 电 平 信 号 可 以 是 +5 V 、 +1 2V 或+2 4 V ，具 体 使 用 哪个 电 平 作 为控 制 信 号只 需 外加 一个 对 应 电 阻就 好 ； 其 还具 有 错功 能 ， 当 出 现故 障 时， 信 号 灯 就会 闪 烁 若干 次 数， 不 同 的 次 数对 应 不 同 的错 重新 上电 ， 将清 除 错 误 ；其还 可 以 和 P C 机 相连 对 其 参 数根 据 需 要进 行 修 改 。图是 DC S 81 0 解 码器 的 一 个 外观 图 。
图 3 . 5 D C S8 1 0 解 码器 纸刀 电 机驱 动 的 芯片 我 们选 择常 用 的 LM D1 8 2 45 芯片 。 LM D 导体 公 司 采 用新 型 电 流 敏感 技 术 生产 的 新 一 代 DM O S 全桥 电 刷直 流 电 机 或单 相 双 极性 步 进 电机 的 驱 动 控制 。 它 主要 需 要 号 (E N ) 和 方向 信 号 (D I R ), 因为 在此 电 机是 用 于 控 制裁 纸 刀工 制不 需 要 很 精细 ， 我 们对 速 度 不需 要 控 制 ，所 以 我 们在 测 试 M 2、 M 3 和 M 4 使裁 纸刀 工 作 速度 达 到一 定要 求 后 就 不在 改 D1 82 4 5 的一 个逻 辑 控 制输 入 输出 的 真 值表 。 表 3- 2 LM D 1 8 2 4 5 真 值表 [7 ]R A K E D IR EC TI O N MO N O A c ti v e Sw H X X So u rc e 1 ,L H L So u r c e 2L H H So u rc e 2 ,L L L So u r c e 1
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP334.3
本文编号：2705807
【图文】：
试器 与 驱动 器 之间 的 通讯 。 因 此 我 们 选 用 雷 赛 科 技 提 供 的 DC S 81 0 数 字 直 流 伺 服 器 来 对 D CM 50 2 05 D -电 机 来 驱 动 ， DC S 81 0 全 数 字 直 流 伺 服 驱 动 器 采 用 专 用 运 动 控 制 DS P 和 M OS FE T 等 先 进 技 术 。 控 制 指 令 信 号 与 步 进 驱 动 器 兼 容 ， 用 户 不 用 更 换 控 制就 可 将 所 用 的 步 进 驱 动 升 级 为 全 数 字 直 流 伺 服 驱 动 。 由 DC S 8 10 组 成 的 小 功动 控 制 系 统 在 速 度 、 精 度 、 噪 声 和 低 速 平 稳 性 等 方 面 达 到 甚 至 超 越 数 字 式 交服 系 统 ， 而 系 统 成 本 远 低 于 交 流 伺 服 。 其 体 积 小 巧 、 安 装 方 便 、 可 靠 性 高 、简单 [6 ] 。对于 驱动 器 DC S 8 10 我 们需 要提 供 的 控 制信 号 有电 机工 作 的 方 向信 号 (D I 脉冲 信号 (P UL ) 和使 能信 号 ( E N ) ，图 3. 5 是为 了避 免 一些 误 动 作 和偏 差 ，DI R 、P和 EN 应 满 足 一 定 的 时 序 图 。 此 解 码 器 的 控 制 电 平 信 号 可 以 是 +5 V 、 +1 2V 或+2 4 V ，具 体 使 用 哪个 电 平 作 为控 制 信 号只 需 外加 一个 对 应 电 阻就 好 ； 其 还具 有 错功 能 ， 当 出 现故 障 时， 信 号 灯 就会 闪 烁 若干 次 数， 不 同 的 次 数对 应 不 同 的错 重新 上电 ， 将清 除 错 误 ；其还 可 以 和 P C 机 相连 对 其 参 数根 据 需 要进 行 修 改 。图是 DC S 81 0 解 码器 的 一 个 外观 图 。
图 3 . 5 D C S8 1 0 解 码器 纸刀 电 机驱 动 的 芯片 我 们选 择常 用 的 LM D1 8 2 45 芯片 。 LM D 导体 公 司 采 用新 型 电 流 敏感 技 术 生产 的 新 一 代 DM O S 全桥 电 刷直 流 电 机 或单 相 双 极性 步 进 电机 的 驱 动 控制 。 它 主要 需 要 号 (E N ) 和 方向 信 号 (D I R ), 因为 在此 电 机是 用 于 控 制裁 纸 刀工 制不 需 要 很 精细 ， 我 们对 速 度 不需 要 控 制 ，所 以 我 们在 测 试 M 2、 M 3 和 M 4 使裁 纸刀 工 作 速度 达 到一 定要 求 后 就 不在 改 D1 82 4 5 的一 个逻 辑 控 制输 入 输出 的 真 值表 。 表 3- 2 LM D 1 8 2 4 5 真 值表 [7 ]R A K E D IR EC TI O N MO N O A c ti v e Sw H X X So u rc e 1 ,L H L So u r c e 2L H H So u rc e 2 ,L L L So u r c e 1
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP334.3
【参考文献】
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4 李新;彩色喷墨绘图仪控制器的研制和开发[D];西安电子科技大学;2002年
本文编号：2705807
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