钢球检测仪中步进电机控制方法的研究

ByElmer1

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
5 f3 [- w) {) v$ P, X9 k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
% R0 x0 w2 \2 i5 x+ O" _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。
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9 a: X$ k7 k" d关键词:步进电机;运动控制卡:单片机; PWM
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1引言
钢球表面质量检测仪是对轴承球类滚动体表面质量
进行分类检测的仪器,它的机械结构主要由上.料、表面展
) N' `# O6 k1 h, H5 u. w开、分选等机构组成,各部分的驱动用步进电机来实现。
8 J" ~9 u5 V7 Z/ U# |: l传统的步进电机控制方式中，控制电路由逻辑与功率放
大电路组成,电路设计复杂,且一旦电路确定,要改变控
  ]' c! B" y4 W3 I4 a6 k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
选择适合的控制主体,现在应用广泛的单片机挖制,在价
格上占- -定的优势;还有基于DSP的控制方案,多用于对
7 P& ]. E# R2 v实时性要求较高的嵌人式系统之中;在机器人关节电机
+ ]& d, u( O0 \1 g控制中,多采用运动控制卡,它叮以实现复杂的运动轨迹
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
2.1检测仪简介
# b  ]: ]! l& F/ \/ S( j- M检测仪结构.如图1所示，主要由上料箱、上.料、
: k3 f5 t7 b+ L: p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
. W# E# u2 R% S9 v; {开盘的进球孔中去，由电机三、四带动类似于图1
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
1 y0 G  {3 m" ~* a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
3 l- U6 h. y, s$ F/ ^6 _后，上料电机连续运动5次,每次上:料花费时间为T,相
% e  H4 P' f8 ]9 E: l应展开盘电机也运动5次将钢球转釗拍照区开始图像处
0 o  q. t/ g( I# ^$ h' P理工作,处理的时间Tx不确定,长短取决于发现缺陷的
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
个钢球的分选一定要在下一个钢球图像处理结束前完
+ Q. h1 @+ R  L5 s) i成,所以对分选电机的控制速度提出了要求。
2.2硬件控制方案实现
考虑到软件开发环境主要为LabVIEW7.0和控制系
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2 x5 @) m3 S: V附件下载：

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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