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基于51单片机的步进电机直线插补.doc


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约21页 举报非法文档有奖
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基于51单片机的步进电机直线插补目录第1章概述 2第2章设计内容的介绍 7第3章设计思路具体内容 9第四章程序设计 11第五章总结 12参考文献 13附录 13摘要本设计为基于51单片机,利用两个四相八拍步进电机,实现四个象限中直线插补的过程。其中一个电机正反转实现X正负方向的插补,另一个电机正反转代表Y轴正负方向插补。并对该插补算法的原理及其实现过程进行了阐述,通过按键启动插补过程,插补结束后电机自动停止。通过LCD1602液晶实现插补过程中插补方向的显示,最终完成了步进电机的插补过程。关键词步进电机直线插补液晶显示概述数字控制是近代发展起来的一种自动控制技术,利用数字化信号对机床及其加工过程进行自动控制,主要用于数控机床、线切割机、焊接机、气割机以及低速小型数字绘图仪等。数控机床可以加工形状复杂的零件,具有加工精度高、生产效率高、便于改变加工零件品种等众多优点,是实现机床自动化的一个重要发展方向。逐点比较法是数控机床在加工曲线时常用的一种方法,是常用的脉冲增量插补方法。它是以阶梯折线来逼近直线或圆弧等曲线,与规定的加工直线或圆弧之间的最大误差为一个脉冲当量,当脉冲当量足够小时,就可以达到相当高的加工精度。步进电机是数字控制系统中非常重要的工具之一,它是一种将电脉冲信号变换成角位移的机电式数模转换器。它直接用数字信号驱动,使用非常方便。当步进电机接收计算机发来的指令脉冲后,步进电机会相应的转动,步进电机与数控系统的工具台相连,从而可以驱动***对工件进行切割。指令脉冲的数量决定道具的总移动量,指令脉冲的频率决定道具移动速度。这样,利用步进电机可以很容易的控制操作台进行工件的加工。,其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移。当给定一个脉冲信号,步进电机会转动一个角度,也就是步进角。步进电机的角位移量与脉冲数成正比,我们可以通过控制给定的脉冲个数,从而精确控制电机转动的角度。同样也可以通过控制脉冲频率控制它的转速,从而达到调速的目的。如下所示的步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图2-1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。图2-1四相步进电机步进示意图开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2-2所示:图2-、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。在本次课程设计中,我们小组选用的是28BYJ48型四相八拍的步进电机,供电电压为DC5V。该步进电机有四根控制线,对应A-B-C-D,另一根为电源线。四根线排列方式为:A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A……。当对步进电机施加控制脉冲时,它可以转动,四相八拍步进电机给定八个脉冲时,步进电机才会相应的转动一周。由于本电机采用的时减速电机,减速比为64:1,所以当内部转子转动64圈后,外部才会相应的转动一圈。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组,通电状态改变一次,也就对应转子转过一定的角度(一个步距角)。当通电状态的改变完成一个循环时,转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行,28BYJ48步进电机四相八拍相序表如表1所示:序号四相通电情况通电情况1000101H2001103H3001002H4011006H5010004H611000CH7100008H8100109H表128BYJ48步进电机相序表当根据时序表整列给电时,步进电机会正转,当逆着相序表给脉冲时,步进电机相应的则反转,从而可以实现电机正反转的控制。28BYJ48步进电机主要技术参数如表2所示表2步进电机主要技术参数由表可知,,当给8个脉冲后,电机则转动45度,给定64个脉冲,电机则转动一圈。由于减速比为64:1,故需要内部线圈转动64*64=4096圈,外部转子才转动一

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  • 时间2019-07-18