基于DSP寶石機運動控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、以立方氧化鋯為原料的人造寶石產(chǎn)業(yè)多年來一直主要停留在以手工加工為主的階段。手工加工自動化程度低,加工精度受限。以人工寶石加工中心居多的廣西梧州市為例,08年后才開始出現(xiàn)以普通單片機為代表的自動化加工機,但多為控制5個以下自由度,缺少控制界面,加工品種單一,性能不夠穩(wěn)定。然而精密寶石的設(shè)計需輸入和處理復(fù)雜的寶石加工設(shè)計參數(shù),受普通單片機硬件資源的限制,只能實現(xiàn)簡單控制算法,很難滿足精密寶石和多規(guī)格寶石的加工設(shè)計需求。
　　本文首先論

2、述了寶石機械自動化在人造寶石加工行業(yè)的積極推動作用,分析了國內(nèi)市場運動控制的發(fā)展?fàn)顩r,指出人造寶石加工行業(yè)運動控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。為了在工業(yè)生產(chǎn)中提高寶石加工的精度和效率,并借鑒前人的技術(shù)優(yōu)勢和缺陷上,實驗室研發(fā)了5自由度雙工位寶石加工機械手。系統(tǒng)以DSP為核心處理器,輔以專用步進電機驅(qū)動芯片,配合傳感器,液晶顯示和遙控技術(shù),可以遠距輸入寶石設(shè)計參數(shù),控制機械手進行寶石研磨和拋光動作。理論詳細分析了步進電機的控制和驅(qū)動方案。實踐中由于主

3、軸運動的缺陷,利用DSP的技術(shù)優(yōu)勢,研究了矢量控制策略SVPWM算法來提高步進運動的性能。
　　與此同時,寶石加工機械手配合機械結(jié)構(gòu)的改進,在控制外圍電路和驅(qū)動板電路中充分考慮了寶石加工的精度、穩(wěn)定、噪聲等工程應(yīng)用因素。在整套電控系統(tǒng)的設(shè)計過程里,完成DSP控制板電路,控制板外圍電路,多軸步進電機驅(qū)動板電路的硬件制作。依托CCS軟件開發(fā)平臺對整套“圓仿鉆”冠部三層的運動控制實現(xiàn)了C語言項目編程。最后在實驗室進行了寶石機械手樣機現(xiàn)場