1微步距控制 uni_rrode公司的uc3717芯片適用于小功率步進(jìn)電機(jī)雙極性驅(qū)動(dòng)，易于與微機(jī)接口，其驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示。
圖中，l(bout)和15腳(aout)分別接步進(jìn)電機(jī)一相繞組的兩端；2腳(t)接rc定時(shí)元件；3、14腳(v。)為繞組線圈供電電源，可在10 v～45 v范圍內(nèi)選擇；4、5、12、13(gnd)接地；6腳(vcc)為ic供電電源；7、9腳(i0，i1)接邏輯電平，用于選擇繞組電流；8腳(ph)為相位輸入端，用于控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向；16腳接繞組電流采樣電阻，采樣信號(hào)通過(guò)rc低通濾波器送至10腳，與內(nèi)部電壓比較器的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較；11腳(vr)為外接參考電壓，改變vr可實(shí)現(xiàn)微步距控制。在整步、半步、1／4步工作方式下，vr接固定的+5 v。
uc3717對(duì)步距的控制是選擇i0,i1不同組合，達(dá)到步距控制的目的。下表列出了i0，i1的真值表對(duì)繞組電流的控制關(guān)系。
以a、b表示二相繞組正向電流，以a、b表示二相繞組反向電流，則半步距工作方式采用二相和單相交替激勵(lì)的二相八拍方式，即ab—b—ab→a→ab_→b_→ab_→a。以?xún)上嗤姳硎菊綘顟B(tài)，單相通電表示半步狀態(tài)，1／4步距工作方式是在整步與半步間插入一個(gè)l／4步狀態(tài)。
2位置信號(hào)
脈沖檢測(cè)將增量式光電碼盤(pán)固定在電機(jī)軸后端，位置檢測(cè)單元累計(jì)與電機(jī)同軸碼盤(pán)發(fā)出的脈沖數(shù)，計(jì)算機(jī)讀取可逆計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)，得到實(shí)際運(yùn)行距離，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
由于增量碼盤(pán)沒(méi)有初始零位置，要累計(jì)每一程序段的脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)算機(jī)需在每個(gè)程序段開(kāi)始處向可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行歸零操作，即給計(jì)數(shù)器清零，以確定增量碼盤(pán)軸的起始位置。碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出相位相差90。的兩路脈沖a、b隨著碼盤(pán)轉(zhuǎn)向的變化，相互間超前滯后關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，這樣就可以利用某一路脈沖去選通另一路脈沖的前后沿，從而分出正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)脈沖，其脈沖整形、方向判別電路如圖3所示。
3三軸聯(lián)動(dòng)
定位系統(tǒng)三軸聯(lián)動(dòng)定位系統(tǒng)框圖如圖4所示。通過(guò)計(jì)算機(jī)i／o口輸出位置信息，送入控制電路，控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)由聯(lián)軸器與滾珠絲杠相連，帶動(dòng)三維工作臺(tái)上下、左右、前后移動(dòng)，激光器出光頭在計(jì)算機(jī)控制下定點(diǎn)出光，在工件上雕刻出所期望的軌跡。
圖中，x、y、z軸定位開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)是三組機(jī)械開(kāi)關(guān)，經(jīng)電路接口板上的門(mén)電路處理，變換成邏輯電平，由cpu查詢(xún)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可確定三軸參考系坐標(biāo)原點(diǎn)。
三維坐標(biāo)定位的精度同時(shí)取決于檢測(cè)裝置獲取信息的準(zhǔn)確程度。因此，進(jìn)一步通過(guò)信息補(bǔ)償有效提高檢測(cè)裝置的精度并使其不受外部環(huán)境的影響，將為進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)精度提供一條新的途徑。為此采取以下措施：對(duì)檢測(cè)裝置的誤差及其與系統(tǒng)狀態(tài)的關(guān)系進(jìn)行精確測(cè)定并建立描述誤差關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。加工過(guò)程中由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)狀態(tài)信息(如工作臺(tái)實(shí)際位置、檢測(cè)裝置的溫度等)按數(shù)學(xué)模型計(jì)算誤差補(bǔ)償值，并據(jù)此對(duì)檢測(cè)裝置的測(cè)量值進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，從而保證機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件沿各自的坐標(biāo)軸具有很高的定位精度。
4結(jié)語(yǔ)
激光內(nèi)雕機(jī)是定點(diǎn)出光加工設(shè)備，x、y、z軸起停頻繁，定位要求快速準(zhǔn)確。采用高分辨率的二相混合式步進(jìn)電機(jī)，配以微步距控制和光電編碼器檢測(cè)技術(shù)，能夠滿足系統(tǒng)快、穩(wěn)、準(zhǔn)的定位要求。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軟硬件資源搭配合理、維護(hù)方便。