基于STM32+FPGA的多轴运动控制器的设计

来源 :机床与液压 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanfl1985
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运动控制器是数控机床、高端机器人等自动化设备控制系统的核心。为保证控制器的实用性、实时性和稳定性,提出一种以STM32为主控制器、FPGA为辅助控制器的多轴运动控制器设计方案。给出了运动控制器的硬件电路设计,将S形加减速算法融入运动控制器,提高了控制精度,可有效避免过冲、振荡等现象的发生。在三维点胶机平台上对运动控制器的性能进行了测试,结果表明:点胶机各轴能按照设定的轨迹运动,运行平稳且实时性高,具备良好的应用前景。
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备件的共享服务及配置优化水平对装备维护水平起着关键作用。针对现有备件管理在服务能力和配置优化方面存在的不足,提出基于维修BOM的备件共享服务方法,在备件库存确定的情况下,实现了备件利用率和精准服务能力的提升;提出基于备件BOM的串联系统备件配置优化方法,实现以系统备件满足率和保障任务时长为约束、以备件配置成本最小为目标的最优备件配置方案。最后,以数控机床主轴系统为例验证了所提方法的可行性。该方法对备件服务能力的提升和装备维修成本的降低具有一定的参考意义。
闭式柱塞泵采用“正开口”配流结构以保证全工况下配流冲击较小.配流过程中,减振槽进出口的压差变化时,槽中产生较大速度的压差流,导致低压区的出现,产生较严重的配流空化.为
针对一般的液静压导轨油腔单一进油孔造成压力分布不均匀,承载力、刚性和阻尼性能低的问题,对液静压导轨进行优化设计。建立液静压导轨的数学模型并获得导轨设计参数,挑选影响导轨性能的关键参数并建立优化性能指标的函数,结合遗传算法、田口法和灰色关联分析法寻求承载力、刚性、阻尼性最优的导轨设计参数组合。模拟和实验结果证明了该设计的可行性和有效性。
对水陆两栖复合腿机器人进行运动仿真及能耗分析。设计一种弧形腿与桨结合的两栖六足机器人,研究其地面三角步态行走机制,提取腿部转动关节运动模型。分析机器人能源消耗组成部分,简化得到其单周期能耗计算模型。构建9种不同腿长参数的机器人三维模型,在ADAMS软件中设置规划的转动关节轨迹,实现运动仿真。提取仿真后的电机力矩,计算一周期的能耗并进行分析。结果表明:适当减小机器人腿长参数可提高能源利用效率,这对提升腿式机器人整体性能具有一定的参考意义。
针对在多体系统动力学分析中采用理想铰约束模型模拟关节轴承的铰接功能引起仿真结果出现偏差的问题,以基于虚拟样机技术的组合臂架式门座起重机变幅过程的动力学分析为例,将其中的两个主要铰接点视为含间隙的滑动轴承,运用含间隙矢量模型、非线性连续接触碰撞力的混合模型和修正的库仑摩擦模型,综合考虑铰链间隙、接触变形和摩擦等因素的影响,求解了系统在典型工况下的动力学响应,并与按照理想铰约束模型得到的响应结果进行对比,揭示了理想铰约束模型存在的局限性,为如何在工程机械动力学分析中合理使用理想铰约束模型提供了参考。
在径向柱塞泵设计中,滑靴作为关键部件,连接动子与定子。滑靴既影响柱塞泵的机械效率,又影响柱塞泵的容积效率,是柱塞泵设计中的重中之重。因此,滑靴设计既要求耐磨性能好,又需要保证配合面的密封性。采用剩余压紧力设计方法对45 MPa径向柱塞泵的滑靴开展结构设计,并基于Fluent分析方法对其密封性和油膜特性进行了分析,获得一种耐磨性和密封性均比较好的设计方案。
地面振动容易使机床超过允许的加工或测量偏差,从而影响机床的加工质量。提出一种新型电液执行机构对机床进行振动隔离,构建机床主动隔振系统,采用神经网络PID控制器实现机床主动隔振系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。分析机床主动隔振系统的结构,建立机床主动隔振系统中电液执行机构以及机床的动力学模型,将执行机构的数学模型耦合到机床的虚拟模型。基于神经网络与PID控制器,开发神经网络PID控制器。采用MATLAB对机床主动隔振系统进行仿真,同时与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。结果显示:神经网络PI
为明确兰新二线桥梁防风栅的防风效果以及防风栅背风侧流场分布情况,选取兰新二线新疆段桥梁中最具代表性的32 m箱梁结构建模,基于Fluent风沙两相流非定常模型,运用标准κ-ε湍流模型,对风沙环境下高速铁路桥梁及防风栅整体风场分布特征进行定性的模拟分析。结果表明:在设置单侧、双侧防风栅后,会在防风栅背风侧形成一个相对连续的风压减速区;在布置单侧、双侧风栅的情况下,防风栅背风侧距床面0.4 m高位置处风速变化规律基本呈现先减小再增大趋势,且不同高度条件下的风速垂直廓线基本一致,呈先增大后减小再增大的趋势,双侧
为满足重型机床在大负载切削条件下的性能要求,设计一种用于重载精密数控回转工作台的滚滑复合导轨。阐述了该导轨的具体结构、选型计算和设计要点,解决了重载和精密相互制约的难题。实际使用结果表明:该导轨形式可提高工作台的精度及运动平稳性,值得推广。