基于STM32的激光雕刻机控制系统设计

发布时间：2021-04-17 10:50

　　在充分考虑功能及性能的基础上,设计了激光雕刻机控制系统,包括PC机及激光雕刻机控制器。PC机实现给定文字或图片信息的解析;激光雕刻机控制器以STM32为核心处理器,设计了位置电机驱动电路、激光器驱动电路、通信接口电路、人机接口电路等功能电路,实现激光雕刻的功能。激光雕刻机控制器通过串口或WIFI接收PC机解析的数据后,根据雕刻路径算法和图像雕刻算法,控制位置电机及激光部件实现激光雕刻。本设计具有弱光定位,在非金属物体表面雕刻文字、位图及灰度图等功能。系统测试表明,本设计具有雕刻清晰、效果逼真、速度快等优点。 

【文章来源】：辽宁工业大学学报(自然科学版). 2020,40(03)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

系统总体结构框图

位置电机驱动模块用来驱动X轴和Y轴方向的步进电机，通过对电机的转速、方向和启停控制，实现按雕刻轨迹运动。位置电机驱动模块采用带过流保护和转换器的DMOS型的A4988芯片实现，A4988芯片采用关断时间电流稳压器作为核心部件，无中间转换步骤，只需在“步进”引脚输入一个脉冲，即可驱动步进电机产生微步，非常适合作为激光雕刻机的电机驱动芯片。位置电机驱动模块电路设计如图2所示。A4988引脚功能为：VMOT为电机供电接口；1A、1B、2A、2B为步进电机控制线接口；VDD为驱动模块供电接口；SLP为睡眠模式，低电平有效；STEP为脉冲输入端口；DIR为正反转控制口；EN为使能口，控制芯片是否工作；MS1、MS2、MS3为模式选择端，可控制步进电机的步进角的细分。由图2可知，在具体的使用中只需控制STEP和DIR即可，其余引脚按照默认配置，STEP接收STM32发出的脉冲信号驱动步进电机产生微步，DIR接收STM32发出的方向控制信号控制步进电机的转向。

鉴于WIFI通信比有线通信有更好更广泛的适应性、扩展性，设备维护上也更容易实现，本设计选用透传能力强的USR-C216“有人”WIFI模块来实现激光雕刻机控制器接入Internet网络，与PC机进行通信。USR-C216集成了基频芯片、MAC模块和射频收发单元，能够支持TCP/IP协议等多种通信协议。WIFI通信电路设计如图3所示。2.4 其他电路设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]智能化激光雕刻机的设计[J]. 金浙良,董汉菁,廖安宇,张海鑫,虞旭锋.  自动化博览. 2018(S1)
[2]基于前瞻S曲线的B样条连续小线段插补算法[J]. 孙征,梁秀满.  华北理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]基于像素重排比对的灰度图彩色化算法研究[J]. 庞概,周平.  浙江理工大学学报. 2015(07)
[4]小型CNC雕刻机设计[J]. 龚志远.  组合机床与自动化加工技术. 2011(02)
[5]高速激光雕刻机嵌入式控制系统开发[J]. 林琳,梅莉,叶晓燕.  中国测试. 2010(05)
[6]基于激光雕刻的图像阈值分割算法的研究[J]. 邢经纬,周桂耀,侯蓝田,王文杰.  电子技术. 2007(Z2)



本文编号：3143321