ATmega64-16AC单片机数控机床移动平台位置控制(3)

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这就需要采用单片机对步进电机进行加减速控制，实际上就是改变输出脉冲的时间间隔，单片机控制步进电机加减法运转可实现的方法有软件和硬件两种，软件方法指的是依靠延时程序来改变脉冲输出的频率，其中延时的长短是动态的，软件法在电机控制中，要不停地产生控制脉冲，占用了大量的CPU 时间，使单片机无法同时进行其他工作;硬件方法是依靠单片机内部的定时器来实现的，在每次进入定时中断后，改变定时常数，从而升速时使脉冲频率逐渐增大，减速时使脉冲频率逐渐减小，这种方法占用CPU 时间较少，在各种单片机中都能实现，是一种比较实用的调速方法。

2硬件的设计

2.1平台的骨架的设计

我的这个三维平台的设计的灵感来自于国外的3D打印机。我观察了国外的各种3D打印机，然后根据自己的理解理解设计了一个三位平台。图2.1.1是我第一次的设计方案。在实际动手做的过程中我发现我的有些设计不太合适实际。所以很多细节部分更改了，使得更接近实际情况并解决问题。从实际出发考虑问题，最终初步确定了大部分细节部分，改进了外观使得更为方便。图2.1.2是更改了后设计出来的图片。设计的材质是有机玻璃。但最后为了节约用了其他的材料。图2.1.3是我做出来的实物图。

我的这三维平台骨架主要是用不锈钢材料，内部的一些零部件是用铝合金做的，使得能达到降低成本，容易加工做，减轻质量等目的。

这个三维平台的内部零件有光轴，光轴支架，滑块，电机支架，光轴固定支架，齿轮固定支架，移动平台支架以，固定螺丝，步进电机等。其中光轴，滑块，光轴支架，电机和螺丝可以从市场上买的到的。其他零部件要自己加工。以下的是我根据已买到的零部件设计制作的零部件图。

X电机固定支架

图2.1.4 X电机固定支架图2.1.5 Y电机固定支架

图2.1.6 Y轴固定支架

图2.1.6 Y轴固定支架。这支架有两种，一种是如图所示的状态，另一个是折弯另一个方向，就是跟另一个支架对称的。

图2.1.7 皮带固定片文献综述

这皮带固定片有两组。一个是用来固定X轴上的皮带，另一个是固定Y轴上的皮带。他们的形状一样，尺寸稍微有差别。

图2.1.8 X轴上的齿轮支架图2.1.9 Y轴上的齿轮支架

图2.1.10移动平台架

2.2步进电机

步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。

2.2.1 步进电机的特点

（1）一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。

（2）步进电机外表允许的温度高。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。来~自^751论+文.网www.751com.cn/