驅(qū)動步進(jìn)電機移動的激光標(biāo)線器設(shè)計（程序、設(shè)計分析）

激光標(biāo)線器概述：

       激光標(biāo)線器是一種用于大型輪胎定型加工的輔助裝置，主要作用是確保加工的尺寸。其運行工作方式是人工或是由上位機提供定位參數(shù)，然后由MCU變換為驅(qū)動步進(jìn)電機移動的相應(yīng)脈沖并有行走裝置帶動激光燈標(biāo)指示尺寸值。

激光標(biāo)線器方案功能：

為實現(xiàn)激光標(biāo)線器的特定功能，是由LPC824充當(dāng)控制核心，并配置相應(yīng)的按鍵和OLED屏來構(gòu)建人機交互通道。經(jīng)LPC824的變換處理，最終由GPIO口來輸出步進(jìn)電機的位移脈沖。

工作原理介紹：

1、硬件組成與介紹

      激光標(biāo)線器主要由二部分構(gòu)成，即控制部分和標(biāo)燈驅(qū)動行走部分。對于控制部分則是由LPC824、OLED雙色顯示屏、按鍵等組成；而標(biāo)燈驅(qū)動行走部分則是由光電限位器、信號組合電路、細(xì)分驅(qū)動器、步進(jìn)電機、導(dǎo)軌、傳送帶、激光燈標(biāo)、開關(guān)電源等組成。

其構(gòu)成圖1所示：

1、相關(guān)器件介紹

步進(jìn)電機是一種依照時序脈沖來驅(qū)動的轉(zhuǎn)動器件，其主要的指標(biāo)是步距角和轉(zhuǎn)矩。在一定的條件下，步距角越小，則位移精度越高，轉(zhuǎn)動一周所需的脈沖數(shù)也越多。對于轉(zhuǎn)矩來講，其值越大，所承受的負(fù)載也越大。

細(xì)分驅(qū)動器是一種能夠?qū)斎?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1339339.html">脈沖信號進(jìn)行驅(qū)動放大的裝置，其關(guān)鍵作用在于能夠?qū)斎朊}沖進(jìn)行細(xì)分處理，從而提高步進(jìn)電機的定位精度。

導(dǎo)軌與傳送帶的功能在于限定移動方向和傳遞動能。

光電限位器的作用在于不經(jīng)接觸來獲取狀態(tài)信號，以防止燈標(biāo)超出行走邊界而導(dǎo)致故障的發(fā)生。

信號組合單元的作用在于快速地對限位信號進(jìn)行處理，以防止故障的發(fā)生，它較軟件處理的反應(yīng)速度更快，且無需程序的干預(yù)處理。

開關(guān)電源的作用是向激光標(biāo)線器提供合適的工作電壓，其提供的電壓為有3.3V、5V、12V及24V。

2、此項目中LPC824的功能

在整個設(shè)計中，LPC824承擔(dān)著控制的核心作用，首先是在它的控制下來接收鍵入數(shù)據(jù)以獲取位移量，然后再按設(shè)定值發(fā)出相應(yīng)的位移脈沖以驅(qū)動步進(jìn)電機產(chǎn)生對應(yīng)的位移。在燈標(biāo)行走過程中，一旦出現(xiàn)行進(jìn)越界就自動切斷行進(jìn)脈沖，并可給出相應(yīng)的聲、光提示。

此外，借助LPC824的串行通訊功能，可接收上位發(fā)送的指令來控制燈標(biāo)行進(jìn)，同時也能夠向上位機反饋燈標(biāo)行進(jìn)的狀態(tài)，為標(biāo)線器的組合與擴展使用提供有效地支持。

3、軟件流程介紹

LPC824初始化處理->燈標(biāo)自動回零->讀取位移量->判別是否越界->輸出脈沖驅(qū)動行走裝置->反饋行走狀態(tài)（停止、行走、越界）->更新當(dāng)前位置->讀取位移量(循環(huán))，

其流程圖如圖2所示：

設(shè)計說明：

該設(shè)計取代了以往的采用PLC可編程控制器的設(shè)計方式，從而在成本上有較大的優(yōu)勢。此外，它在人機交互方面也更易于實現(xiàn)，形式也更便于多樣化。

經(jīng)實際驗證，在相應(yīng)時序脈沖的作用下，可實現(xiàn)步進(jìn)電機的正、反轉(zhuǎn)運行。在步進(jìn)電機的拖動下，激光燈標(biāo)線可沿著導(dǎo)軌準(zhǔn)確的移動定位。

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