用软盘驱动器电机自制x-y绘图仪

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1、用软盘驱动器电机自制X－Y绘图仪深圳职业技术学院　刘遥生本刋2003年第一期《巧用电脑软盘驱动器电机》一文，以3.5英寸软盘驱动器电机为例，详述了驱动器电机的原理和用计算机的并行口（即打印机接口）进行控制的方法。无论是从方便性，还是从实用性来说，都很有参考价值。下面笔者介绍一种用计算机5.25英寸软盘驱动器电机，自制计算机用的X－Y绘图仪的方法，供大家参考。自制的X－Y绘图仪可以画直线、曲线、复杂的图形和字符。还可以画数学函数，甚至印刷电路板图。如果在支持器上装上一把刻刀，则该绘图仪可以将所贴附的乙烯树脂片切割　成平整

2、的字母、数字和图形。图1所示为绘图仪的结构示意图，表示出了在计算机控制下，如何将两个步进电机的旋转运动转换为线性运动。此绘图仪由X－Y轴步进电机及X－Y运动传送臂等构成，这两个T型传动臂固定在构成绘图平面的硬质木板上。X方向步进电机将绘图工具沿X轴左右移动，而Y方向步进电机则使其沿Y轴上下移动。由两个轴承座和一个绘图工具夹持器所构成的滑动组件分解X和Y轴的同步运动，并使笔或切割刀具按X和Y二个自由度移动，以获得所需的图形。Z方向步进电机在计算机控制下，使绘图平面移开。这种简单的传动机构只适用于轻载画图或切割。这里避免了

3、使用价格高昂的齿轮、链条或推动螺杆。图1　X－Y绘图仪结构示意图支撑杆固定座轴承套X轴步进电机Y轴步进电机Z轴步进电机XY绘图板X轴T型架X轴T型架双轴承工具夹持器X弦Y弦轴承套固定座一、步进电机4步进电机使用报废的5.25英寸软盘驱动器上拆下的电机，也可以使用市面上销售的普通微型步进电机。5.25英寸磁盘驱动器电机是每转100步（3.6度）的四相混合式步进电机，可以由计算机的12伏电源供电，电流为0.16安，阻抗为75欧，最大转速度约300转/分。该电机有5根接线，其中一根是接地线或公共线，另外四根是脉冲线。这四根线

4、的A、B、C、D相，可以用一个9V电池来验证。将电池的负端接至黑线，然后将电池的正端按1、2、3、4的次序触及其中的每个引出头。当将电池的正端触及四根线中的某一根时，步进电机进动，这类步进电机对每一输入脉冲步进3.6度，照此方法依次判断出A、B、C、D的激励次序线。如需反向进动，则按相反的次序激励。二、绘图仪的制作基于软盘驱动器步进电机转矩的限制，方形绘图板的尺寸建议边长约25～30厘米。材料可以用5厘米厚的胶合板，当然也可以用其它硬质材料平板。按图1所示，将X轴、Y轴和Z轴的步进电机固定在绘图板的边上。随着X、Y和Z

5、三个步进电机的安装，也就确定了X和Y二个T型支架基杆和轴的长度。T型支架可用玻璃纤维棒，利用环氧树脂粘合。套筒轴承可以用塑料棒来做，然后再胶合到木质固定架上，而固定架则用螺钉固定到绘图板上。注意：T型支架的安装要与绘图板平行。套筒轴承离绘图板的高度取决于X和Y步进电机主轴与绘图板之间的距离。二个T形架之间垂直间隙至少应有6mm，以避免在支架的整个活动范围内的机械干扰。两个套筒轴承和绘图工具夹持器可以用三个塑料管胶合在一起。工具夹持器的内径要以挟持轻的毡笔配合适当。在夹持器的侧面安装一个固定螺钉，以便夹持笔或刀具。将所有

6、的机构另件按图1装配起来，并将所有弦牵挂好，使其能带动各机械元件。用手拉住T型支架在整个绘图板移动，应保证元件之间无运动障碍，轴承亦无安装不当。然后，再做些必要的修正，以保证所有机构另件能顺畅地平滑运动。三、步进电机驱动板步进电机驱动板按图2绘制一块如图3所示的PC机ISA扩展板。该驱动板使用了四块集成电路，IC1是8255A－5可编程外设接口电路，当然也可以用等效的8255A、8255－5或82C55－5来替代。IC2是74LS138型三线－八线译码器集成电路，用做地址译码，也可用等效的CMOS集成电路来替代。IC3

7、、IC4是ULN2803高压大电流达林顿陈列集成电路。PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7A0A1RDWRD0D1D2D3D4D5D6D7CSVCCGNDRSTIC1IC3IC4A31A30B14B13A9A8A7A6A5A4A3A2A11A23A22A26A25A24B29B3B31B1B9IC2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Q2AQ2BQ1ABCGNDVCCX电机Y电机Z电机＋12V＋12V＋12V＋12V

8、＋12V910910359816+5VGND181716151413121101230123012318171615141312111234567812345678432140393837141516171312111018192021222324259853634333231302928276264561231514131211