液晶屏压合器传动控制器的研制
本文关键词: 步进电机 单片机S3FN41F 人机交互软件 S形算法 细分驱动技术 出处:《湖北工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:液晶屏压合器是一种将LCD与机体后壳压合为一体的设备,广泛应用于液晶产品的生产线中。而LCD作为液晶产品的重要组成部分,因其材质比较特殊,必须保证平稳、精确、快速地完成与机体后壳的压合动作,这就要求压合器具有更好的传动性能,本文使用步进电机作为压合器的传动机构,设计了一款传动控制器。本文涉及的主要内容和创新点如下:压合器原传动机构为异步电机,采用两相混合式步进电机代替,有效提高了传动的可控性、精确性和平稳性;增设人机交互软件,控制简单明确,满足工人的易操控要求;以32位高性能单片机为主处理器,与基于PLC、电力电子器件的控制器相比,具有处理速度快、体积小、集成度高、功耗低的优点;采用专用控制芯片和驱动芯片驱动步进电机,缩小了系统的体积,减少了电磁干扰,改善了系统的可靠性,符合当代集成化、模块化的发展趋势;使用S形加减速控制算法控制步进电机,具有失步率小、振荡弱、准确度高的性能,大大优化了传动精准性和平稳性;驱动芯片内置细分驱动技术,通过人机交互软件界面就可设置相应的细分数,大大提高了步进电机的传动性能。本课题针对具有高频启停性、高精度和高平稳性要求的液晶屏压合器,以其传动机构步进电机为对象,研制了一种控制器。通过手动操作PC机上的人机交互软件,搭配以单片机S3FN41F为处理器的系统主控板,双方保持实时通信,实现控制步进电机的目的。其中单片机主要实现接收人机交互软件的指令,并将其转换为控制命令发送给控制芯片TMC4210,后者负责将控制命令转换,并进一步发送至驱动芯片TMC2660,驱动芯片负责实施命令驱动步进电机。人机交互软件界面可手动选择控制模式,其中主要模式有非算法模式和S形算法模式两大类,根据不同模式可设置相应参数,包括目标位置、速度、加速度等,该软件还可记录步进电机的运行特征信息供后期性能分析,而选择S形算法模式的控制方式更能改善步进精确性和运行可靠性。本文通过实物完成、调试及应用对系统性能进行了验证,最终得到了相应的实验结果。结果表明,该系统具有稳定性高、响应速度快、体积小、调试方便等优点,保证了传动的稳定性、精准度、快速性,提高了生产效率。
[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.
【学位授予单位】:湖北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM383.6;TP273;TN873.93
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,本文编号:1508569
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