电动喷涂机器人中的步进电机控制new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2001年弟5翔《帆暑^技】Ic与应用》毫动喷涂机器人中的步进电机控翻口张义深圳市鑫王科技发展有限公司[摘要]本文详细介绍了步进电机的位置控制、速度控制以及连续轨迹示教机器人中的关键技术一一轨迹再现控制。同时阐明了用8031单片机设计步进电机控制器的原理和实现方法：【美幢词1机器人．步进电机控制，803t单片机．示教再现，轨迹控制【Abstract】Thispaperis巾ajnJvfocusedonthecontmlstrategyofstepmotordrMngsysteminat~aching—re

2、playirgrobot，includingpc-sitioncontrol，s删controlandreplayingla-acecontrolthatisakeytechniqueincontinuousⅡacesteaching—replayingrobot．Meanwhile，．thepaperhasdiscussedthePnciPsanddesignofstepmotorcontrollerwiththe8031microcontrollerinde~ail．【KeyWords】robot，stepmotorcontrol，8031sjn出

3、一chipcomputer，teaching—replayingtracecontro1．一相)带微步驱动的系统，细分数已做到50800步／转．奠■我们针对陶瓷生产行业的需要，采用步进电机驱甚至更高。国内外多家公司均推出了品种相当齐全动，设计制造了一种PT601型六自由度、全电动、连续的电机、驱动器和控制器系列产品。这三者中，电机轨迹示教、空间关节型机器人(以下简称Vl'601机器的通用性最强，所以也最早形成系列产品。其次是驱人或PT601)，用于喷漆、喷釉等喷涂作业，可取代喷动器，原则上只要额定电流、相数、相电感相当．不涂工人的高强度机械劳动，使他们

4、从恶劣的工作环境同型号的驱动器都可用，因此驱动器现在也有系列中解脱出来，同时又可消除喷涂作业中人为的不稳定产品。但是控制器则由于应用是五花八门的，很难做因素，提高产品的质量和生产效率。当今直流伺服系出一种控制器能满足各方面应用要求。OEM生产厂统非常普及，而交流伺服系统正在迅猛发展，我们却家为了控制器能适应更多应用面，有的在控制器里反其道而行之，选用似乎古老的步进电机系统来开发装有许多软件，供用户选用，有的做成多种功能模块机器人，未免显得过时。但也许这是一条符台中国国供用户选择组装。尽管如此，面对某一具体应用项目情的即经济又实用的技术路线。开发时，仍然

5、会产生“要用的不够，不用的又太多”从技术经济的角度来讲，之所以选用步进电机是的感觉，成本也较高。所以我们采取的办法是，电机由Vl'6Ol机器人的用途、伺服系统的特性、步进电机和驱动器采购标准化产品，而控制器则根据机器人技术的进步和控制系统的开发成本等诸多因素共同的需要自行开发。决定的。众所周知，步进电机的工作原理是，给一个驱动步进电机作为三太电伺服之一，在十多年前随着脉冲，电机走一步。电机的角位移正比于(乘以步距数字技术的发展曾一度获得广泛应用，但人们同时发角)所给的脉冲数，而电机的速度正比于脉冲频率。所现步进电机(指原来的反应式电机)存在很多难以克以

6、对步进电机的控制，归根结底是对脉冲数的控制即服的弊病，如输出特性(矩频特性)很软．高频易丢步，位置控制和对脉冲频率的控制即速度控制。低频易共振。直到混合式步进电机以及基于交流逆变：．，羹●机●§簋■■■和PWM恒流控制的驱动器的出现，步进电机的种种PT601机器人各关节均用步进电机驱动、由Intel弊病才得到克服8031单片机控制。8031可直接跟Intel8253可编程定近年来步进电机及其驱动有了长足的发展。开始时／计数器芯片接口。8253内含三个16位减1计数通是五相混合式，步距角0．36~，近来是二相(也可说四道。每个通道结构相同，都有一个输八端

7、CLK，一个赣-21-维普资讯http://www.cqvip.com2001年薅5期《机墨^技)Ic与应用》出端OUT和一个门控端GATE。每个通道有六种工作制。前者规定从加速开始，每一加速周期令电机速度递模式可选用。其中011模式是将输入端脉冲分频后输增相同的增量△f；后者则要求每一加速周期电机走过出方渡，分频系数是可写入的。范围为2一OFFFEH相同的步数。(65534D)。010模式与011模式相仿，只是输出不是方等步距控制的优点，在于加／减速过程中电机走的波，而是负脉冲，脉宽为输入信号的周期。000模式类步数可以非常准确地计算，这一点对于带加

8、／减速的位似减1计数器，当输入一个脉冲时，事先用软件写入的置控制非常重要。但从电机要克服的惯性