Solicitud urgente: ¡El diseño del curso de mecatrónica "Diseño de controlador de microcontrolador de robot móvil" tiene una alta puntuación de recompensa! ! !

Contenidos principales de la guía de diseño del curso de mecatrónica

1. Determinación del tema y requisitos de diseño.

2. Determinación del plan general.

( 1) Diseño del esquema general

(2) Dibujar el diagrama del esquema general

3. Diseño de los componentes de la transmisión mecánica del servosistema

(1) Fuerza de corte. cálculo

(2) Cálculo y selección del par de tuercas de tornillo rodante

(3) Diseño de transmisión del servosistema

(4) Cálculo y selección del equivalente del motor paso a paso par

(5) Diseño de la estructura de transmisión mecánica (dibujar un diagrama de ensamblaje mecánico de un eje)

4 Diseño del circuito del hardware del sistema de control

(1) Determinar el sistema de control Planificar y dibujar el diagrama de bloques del sistema

(2) Selección de microcontrolador

(3) Selección y expansión de memoria

(4) Diseño de decodificación circuito

(5) Diseño del circuito de interfaz

(6) Dibujar esquemas del circuito del hardware del sistema de control

5. Recopilación de cuadros de referencia básicos.

El sistema de integración electrónica es un sistema que integra múltiples disciplinas, incluida la tecnología mecánica, la tecnología de sensores, la tecnología de pruebas, la tecnología electrónica y la tecnología de control, la tecnología de la información y la informática. Ha promovido en gran medida el desarrollo de la industria de maquinaria, la industria de armas y otras industrias. Su estructura técnica, estructura de productos, funciones y composición técnicas, métodos de producción y sistemas de gestión han sufrido enormes cambios. Dejemos que la producción industrial pase de la electrificación mecánica a una era de digitalización, automatización, alta precisión, miniaturización, multifunción e inteligencia caracterizada por la mecatrónica.

La integración del control mecánico de precisión es una dirección importante de la maquinaria moderna. Puede mejorar la precisión del procesamiento mecánico a un nuevo nivel. La tecnología principal es el uso de instrumentos modernos de alta tecnología, como microcomputadoras y chips únicos. Microcomputadoras para controlar motores paso a paso. El control preciso de la mesa se logra a través de motores paso a paso. Este sistema de control de movimiento del manipulador compuesto por una microcomputadora o computadora de un solo chip, un motor paso a paso y un mecanismo de trabajo mecánico es un sistema de integración electromecánica muy simple. Repasemos el conocimiento que hemos aprendido de un sistema mecatrónico tan simple, entremos en contacto con el sistema mecatrónico, sentemos unas bases determinadas para el proyecto de graduación en el próximo semestre y también nos preparemos para el trabajo.

Índice

Resumen

Capítulo 1: Introducción

1.1 Introducción

1.2 Título e índice técnico Análisis de requisitos

1.3 Principio de funcionamiento del plan general

Capítulo 2: Diseño de la estructura mecánica de la carrocería

2.1 Selección del paso del tornillo

2.2 Selección de la estructura de soporte del tornillo

2.3 Selección del mecanismo guía para las partes móviles del mecanismo de tornillo

2.4 Estructura de instalación del motor paso a paso y diseño de la estructura de conexión con el tornillo

Capítulo Tres: Diseño del circuito del controlador del motor paso a paso

Capítulo cuatro: Diseño del diagrama de flujo del programa del controlador

Capítulo cinco: Diseño del código del programa

Conclusión

Introducción al Capítulo 1

1.1 Introducción

El sistema de control de movimiento del manipulador requiere una alta precisión de control, por lo que utiliza el control de un motor paso a paso. en un sistema de control de circuito semicerrado Tiene las ventajas de una alta precisión de control (precisión de menos de 1 grado), alta confiabilidad y fácil uso, por lo que su aplicación es muy común, especialmente con la aparición y aplicación de motores paso a paso híbridos. , La potencia de salida y el par de los motores paso a paso continúan aumentando. El aumento en el costo y el precio ha sentado una buena base para la promoción y aplicación de los motores paso a paso. Como componente de control, el microcontrolador tiene buenas capacidades de control para los motores paso a paso. El método de diseño del sistema de control de movimiento del manipulador.

1.2 Análisis del tema y requerimientos del índice técnico

Tema de diseño: Diseño de sistema de control de movimiento de manipulador.

Parámetros de diseño: rango de movimiento del robot 0~150 mm

Paso de movimiento del robot 50

Motor paso a paso modelo 42BYG006

1.3 Plan general Principio de funcionamiento

El microcontrolador controla el motor paso a paso. La onda cuadrada con salida de sincronización a través del puerto IO se utiliza como señal de control del motor paso a paso. La señal pasa a través de diferentes circuitos de amplificación y dispositivos con diferentes parámetros para lograr diferentes. Los requisitos de amplificación permiten obtener una mayor potencia después de la amplificación. Utilice cuatro señales amplificadas para accionar un motor paso a paso de cuatro fases y cinco cables. El motor paso a paso y el mecanismo de tornillo de bolas están conectados con un acoplamiento para convertir el movimiento en espiral en un movimiento lineal horizontal estable.

El sistema se puede dividir en partes de control, componentes motrices, actuadores, mecanismos de transmisión y guía y software de control. Se requiere diseñar la estructura y los parámetros de la maquinaria y los circuitos del sistema, y ​​diseñar algunos programas de control de microcontroladores o microcomputadoras para que el manipulador pueda moverse hacia izquierda y derecha y cumplir con los requisitos especificados por los indicadores técnicos.

El cuerpo mecánico del sistema de control de movimiento del manipulador adopta un esquema de mecanismo general de accionamiento de motor paso a paso, transmisión de husillo de bolas y guía lineal rodante. El diseño del cuerpo mecánico toma como objetivo principal la realización del incremento del control de desplazamiento del movimiento de la mesa de trabajo, y la selección del husillo de bolas y sus componentes periféricos como contenido principal, al mismo tiempo que considera cuestiones de precisión relacionadas con el movimiento.

El controlador del motor paso a paso utiliza una microcomputadora o una microcomputadora de un solo chip como componente de control. Cuando se utiliza una microcomputadora, los datos se pueden transmitir a través del bus ISA, el puerto paralelo y el puerto serie, y se puede diseñar el circuito de interfaz entre el motor paso a paso y la microcomputadora. Cuando utilice un microcontrolador, puede elegir AT89C51 para diseñar el sistema mínimo del microcontrolador y el circuito de interfaz entre el motor paso a paso y el microcontrolador. El software de la microcomputadora o microcontrolador está escrito en lenguaje C.

El sistema de control de movimiento del manipulador utiliza un servosistema de circuito semicerrado, que controla el accionamiento del motor paso a paso a través de una microcomputadora de un solo chip e impulsa el banco de trabajo para que se mueva a través del mecanismo de transmisión. Puede realizar la alimentación en las direcciones +X y -X del robot y una regulación de velocidad de dos etapas. El cuerpo mecánico del sistema de control de movimiento del manipulador adopta un plan estructural general de accionamiento de motor paso a paso, transmisión de husillo de bolas y guía lineal rodante. El motor paso a paso se utiliza para impulsar la alimentación con precisión y el sensor de posición se utiliza para controlar con precisión el rango de movimiento del manipulador. A través de un período de pulso determinado, puede girar a cualquier velocidad y el movimiento de distancia fija es más preciso. El sistema de control de movimiento del manipulador adopta la estructura de transmisión de un par de husillos de bolas y un par de rieles guía rodantes, que tiene las características de alta precisión, alta eficiencia, larga vida útil, bajo consumo de energía, pequeño coeficiente de fricción, alta compacidad y gran versatilidad.

Capítulo 2 Diseño estructural del cuerpo mecánico

2.1 Paso del tornillo

Se sabe que la distancia de paso en movimiento del manipulador s = 50um

s = L es el ángulo de paso, L es el avance;

Verifique la información: El ángulo de paso del motor paso a paso modelo 42BYG006 (ocho tiempos) es 0,90

Entonces el tornillo paso: L = 10 mm

2.2 Mecanismo de soporte de tornillo

Para mejorar la rigidez de la transmisión, es importante seleccionar una estructura de soporte razonable e instalarla correctamente, lo que tiene un gran impacto. sobre la precisión de la transmisión. El tornillo soporta principalmente carga axial y la carga radial es principalmente el peso propio del tornillo horizontal. Por lo tanto, los requisitos de precisión axial y rigidez del tornillo son relativamente altos. Las estructuras de soporte del tornillo son de los siguientes tipos:

(1) Estructura de soporte F-0: un extremo es fijo (F) y el otro extremo libre (0), como se muestra en la siguiente figura:

Las características de la estructura F-0 son estructura simple, pequeña capacidad de carga, baja rigidez axial, mala estabilidad de la varilla de presión y baja velocidad crítica. El tornillo debe estirarse tanto como sea posible durante. diseño. Adecuado para tornillos cortos y tornillos verticales.

(2) Estructura de soporte F-S: un extremo es fijo (F) y el otro extremo es flotante (S), como se muestra en la siguiente figura:

La característica de la estructura F-S es rigidez axial Igual que F-0, la estabilidad y la velocidad crítica de la varilla de presión son mayores que las de F-0 de la misma longitud. El tornillo tiene espacio para la expansión térmica. Es necesario asegurar que la tuerca y los dos. Los soportes son coaxiales, la estructura es más compleja y el proceso es más difícil. Adecuado para tornillos de avance más largos o tornillos de avance horizontales.

(3) Estructura de soporte F-F: ambos extremos están fijos. La estructura es como se muestra en la siguiente figura:

La característica de la estructura F-F es la rigidez axial del tornillo. se fija en un extremo 4 veces. La barra de presión tiene buena estabilidad y la frecuencia natural es mayor que la de un extremo fijo. Se puede aplicar precarga para mejorar la rigidez de la transmisión. Adecuado para tornillos de avance largo y aplicaciones que requieren alta rigidez y precisión de desplazamiento.

Dado que el sistema es un sistema de circuito semicerrado y la precisión no es muy alta, adopta una estructura de soporte con un extremo fijo y un extremo flotante. Esta estructura permite que el tornillo tenga espacio para expansión y expansión. es adecuado para tornillos más largos, el soporte de natación adopta rodamientos rígidos de bolas y la estructura de soporte fijo tiene varios tipos enumerados en la Tabla 1 a continuación:

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