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一种Z-PIN插针控制系统及插补方法

申请号: CN201711365191.1
申请人: 哈尔滨工业大学(威海)
申请日期: 2017年12月18日

摘要文本

本发明提出一种Z‑PIN插针控制系统,包括中心控制单元,其分别与RS232接口单元、第一至四电机控制单元相连接,上述系统还包括为各单元供电的电源单元;第一电机控制单元用于控制插针沿X轴移动,第二电机控制单元用于控制插针沿Y轴移动,第三电机控制单元用于控制插针沿Z轴移动,第四电机控制单元用于控制插针绕Z轴做旋转运动;第一至四电机控制单元的结构相同,均包括电机A相和B相反馈脉冲单元、电机使能与中断控制单元、原点与接近信号反馈单元以及电机动作控制单元。上述Z‑PIN插针控制系统结合插补方法能够有效提高插针效率,节省了金钱及人力成本,通过直线插补方法或者基于卦限的最小误差圆弧插补方法能够实现较高的定位精度。 (来 自 马 克 数 据 网)

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种Z-PIN插针控制系统及插补方法
专利类型 发明授权
申请号 CN201711365191.1
申请日 2017年12月18日
公告号 CN107908151B
公开日 2024年3月26日
IPC主分类号 G05B19/4103
权利人 哈尔滨工业大学(威海)
发明人 谢玮; 叶选新; 吕晓敏; 金同兴; 马家辰; 黄胜辉
地址 山东省威海市环翠区文化西路2号

专利主权项内容

1.一种Z-PIN插针控制系统,其特征在于:包括中心控制单元,所述中心控制单元分别与RS232接口单元、第一电机控制单元、第二电机控制单元、第三电机控制单元以及第四电机控制单元相连接,所述Z-PIN插针控制系统还包括电源单元,所述电源单元为所述中心控制单元、RS232接口单元、第一电机控制单元、第二电机控制单元、第三电机控制单元以及第四电机控制单元供电;其中所述第一电机控制单元用于控制第一电机,使得插针能沿X轴移动,第二电机控制单元用于控制第二电机,使得插针能沿Y轴移动,第三电机控制单元用于控制第三电机,使得插针能沿Z轴移动,第四电机控制单元用于控制第四电机,使得插针能绕Z轴做旋转运动;所述第一电机控制单元、第二电机控制单元、第三电机控制单元以及第四电机控制单元的结构相同,均包括电机A相和B相反馈脉冲单元、电机使能与中断控制单元、原点与接近信号反馈单元以及电机动作控制单元;其中所述原点与接近信号反馈单元的电路结构如下,第十三连接端(CON2)用于外接电机驱动器,所述第十三连接端(CON2)的第一接线端子连接至六路施密特触发反向器(U7)的1引脚,所述六路施密特触发反向器(U7)的2引脚连接至第一拨动开关(SW1)的第一连接端,所述第一拨动开关(SW1)的公共端与中心控制单元(1)相连接,向中心控制单元(1)传输的是原点信号;所述第一拨动开关(SW1)的第二连接端连接至第二拨动开关(SW2)的公共端,所述第二拨动开关(SW2)的第一连接端经第二十二电阻(R22)接第一地,其第二连接端经第二十一电阻(R21)接VCC_5V电压;所述第十三连接端(CON2)的第二接线端子连接至六路施密特触发反向器(U7)的3引脚,所述六路施密特触发反向器(U7)的4引脚连接至第三拨动开关(SW3)的第一连接端,所述第三拨动开关(SW3)的公共端与中心控制单元(1)相连接,向中心控制单元(1)传输的是接近信号;所述第三拨动开关(SW3)的第二连接端连接至第四拨动开关(SW4)的公共端,所述第四拨动开关(SW4)的第一连接端经第二十四电阻(R24)接第一地,其第二连接端经第二十三电阻(R23)接VCC_5V电压;所述电机动作控制单元的电路结构如下,第十四连接端(axis_pluse)与中心控制单元(1)相连接,用于接收所述中心控制单元(1)的脉冲信号,所述第十四连接端(axis_pluse)经第十六电阻(R16)连接至型号为S8050的第五三极管(Q5)的基极,所述第五三极管(Q5)的集电极经第十五电阻(R15)接VCC_5V电压,其发射极连接至型号为HCPL2630的第二光电耦合器(ISO4)的1引脚,所述第二光电耦合器(ISO4)的2引脚接第一地,其5引脚接地,8引脚接VCC_5V电压,所述第二光电耦合器(ISO4)的7引脚接至第三MAX485接口芯片(U4)的4引脚,所述第二光电耦合器(ISO4)的7引脚还经第十七电阻(R17)接VCC_5V电压,所述第三MAX485接口芯片(U4)的2引脚、3引脚以及8引脚均接VCC_5V电压,其5引脚接地,所述第三MAX485接口芯片(U4)的7引脚以及6引脚分别引出第十五连接端(CP_pos)以及第十六连接端(CP_neg),所述第十五连接端(CP_pos)以及第十六连接端(CP_neg)用于外接电机驱动器;第十七连接端(axis_direction)与中心控制单元(1)相连接,用于接收所述中心控制单元(1)的方向信号,所述第十七连接端(axis_direction)经第十九电阻(R19)连接至型号为S8050的第六三极管(Q6)的基极,所述第六三极管(Q6)的集电极经第十八电阻(R18)接VCC_5V电压,其发射极连接至第二光电耦合器(ISO4)的4引脚,所述第二光电耦合器(ISO4)的3引脚接第一地,所述第二光电耦合器(ISO4)的6引脚接至第四MAX485接口芯片(U5)的4引脚,所述第二光电耦合器(ISO4)的6引脚还经第二十电阻(R20)接VCC_5V电压,所述第四MAX485接口芯片(U5)的2引脚、3引脚以及8引脚均接VCC_5V电压,其5引脚接地,所述第四MAX485接口芯片(U5)的7引脚以及6引脚分别引出第十八连接端(DIR_pos)以及第十九连接端(DIR_neg),所述第十八连接端(DIR_pos)以及第十九连接端(DIR_neg)用于外接电机驱动器。。 ()