微型數(shù)控激光雕刻裝置設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-12 05:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Studio調(diào)試功能、 AVR Prog 串行、并行下載功能和 JTAG ICE 仿真功能 [2] 1 2 3 5 4 圖 2 系統(tǒng)工作流程圖 The flow chart of the system 2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及精度分析 本文設(shè)計(jì)的裝置主要包括基于 Atmel 328 單片機(jī)的主控系統(tǒng)和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)， Atmel 328 AVR 微型控制器是基于RISC 的高性能設(shè)備，結(jié)合了 32KB的 ISP 閃存，其最小系統(tǒng)如圖 3所示。 由于微型激光雕刻的體積大小限制，并且負(fù)載變化不大，加上開環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)眾多，該系統(tǒng)選用開環(huán)控制方式。主運(yùn)動(dòng)采用電主軸開環(huán)控制方式，進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制方式。由于整個(gè)開環(huán)系統(tǒng)沒有反饋機(jī)制，所以精度主要取決于驅(qū)動(dòng)元器件、步進(jìn)電機(jī)的性能以及步進(jìn)電機(jī)控制算法的設(shè)計(jì) 。其驅(qū)動(dòng)電路采用帶轉(zhuǎn)換器的微步驅(qū)動(dòng)器 A3967，驅(qū)動(dòng)電路如圖 4 所示， A3967包括一個(gè)固定關(guān) 斷時(shí)間電流穩(wěn)流器，該穩(wěn)流器可在慢、快或混合衰減模式下操作，此電流衰減控制方案能減少電動(dòng)機(jī)噪音 ， 增加步進(jìn)精確度并減少功率耗散，所以采用該驅(qū)動(dòng)元件可以提升裝置運(yùn)行精度。 圖 3 Atmel 328 最小系統(tǒng) Atmel 328 minimum system 圖 4 A3967 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 A3967 motor drive circuit 脈沖增量插補(bǔ)算法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)中所采用的為脈沖增量插補(bǔ)（行程標(biāo)量插補(bǔ)）法，這類算法的特點(diǎn)是：每次插補(bǔ)的結(jié)果僅產(chǎn)生一個(gè)單位的位移增量（一個(gè)脈沖當(dāng)量），以一個(gè)脈沖的方式輸出給步進(jìn)電機(jī)，一種采用折線逼近曲線的補(bǔ)償方法，插補(bǔ)速度與進(jìn)給速度密切相關(guān)，同時(shí)會(huì)受到步進(jìn)電機(jī)最高運(yùn)行頻率的限制，脈沖當(dāng)量插補(bǔ)的實(shí)現(xiàn)方法比較簡單，通常只用加法和移位運(yùn)算。 偏差計(jì)算公式假定加工第一象限的直線 OA，如圖 5所示，取支線起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) O，直線終點(diǎn)坐標(biāo) A（ eeYX, ）是已知的。M（ mmYX, ）為加工點(diǎn)（動(dòng)點(diǎn)）。 圖 5 第一象限直線插補(bǔ) Linear interpolation of the first quadrant 若 M 在直線上，則根據(jù)相似三角形的關(guān)系有： eemm YXYX? 取 ememm YXXYF ?? 作為直線
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