[实用新型]工作台运动控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械运动控制器，特别涉及一种驱动单自由度工作台运动的控制器。

背景技术

由丝杠螺母机构组成的单自由度工作台在机械运动领域有广泛应用。譬如，普通车床的刀架就是通过丝杠螺母机构实现沿导轨的直线运动。现在的控制器多选用PCI或ISA总线的集成控制卡，安装不方便且价格昂贵；如果用DSP，FPGA等控制方案，软件编程又过于复杂，成本较高。

发明内容

本实用新型是针对现有工作台运动控制器成本高的问题，提出了一种工作台运动控制器，一种具有RS232接口、可通过PC机进行指令输入的控制器。在单自由度工作台运动控制上实现数字化，并且控制成本低。

本实用新型的技术方案为：一种工作台运动控制器，包括和PC机、步进电机连接的工作台运动控制器，所述控制器包括单片机、电平转换电路、外接键盘、信号放大电路、供电电路，单片机通过电平转换电路与PC机连接，用于接收PC机发出的运动控制指令，单片机输出信号通过信号放大电路到控制其运行的步进电机驱动器，通过键盘控制步进电机运动的外接键盘接单片机的输入，供电电路给整个控制器供电。

所述单片机选用40脚DIP封装AT89S52。所述电平转换电路用电平转换芯片MAX232与PC机的D型9针串口DB9连接，AT89S52的RXD和TXD管脚分别与MAX232的OUT，TIN管脚连接。所述信号放大电路选用TC74HC07AP缓冲芯片，输出放大信号分别接步进电机驱动器的ENA，DIR和PULSE端口。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型在单自由度工作台运动控制上实现数字化，降低控制成本。

附图说明

图1是本实用新型工作台运动控制器控制步进电机原理框图；

图2是本实用新型工作台运动控制器控制线路图。

具体实施方式

如图1所示工作台运动控制器控制步进电机原理框图，控制器3采用RS232接口2与台式计算机或笔记本电脑PC机1连接，与PCI或ISA总线的控制卡相比，使用更加方便；通过计算机的USB接口取电，不需要额外电池供电。用户通过上位机界面发送运动控制指令，实现工作台的启动、停止、转向和多级变速等运动控制功能。控制器3输出三路信号：脉冲(PULSE)，方向(DIR)，使能(ENA)是指经过TC74HC07AP缓冲芯片功率放大后的信号到驱动器4，(A+，A—)和(B+，B—)接线分别对应两相混合步进电机5的定子绕组A，B。在购买步进电机时，厂家一般会配置相应的驱动器。驱动器内部配有光电隔离抗干扰模块。典型的驱动器的工作电压为24—40V直流电源，光电隔离模块工作电压为5V。步进电机输出轴，通过联轴器与工作台的丝杠螺母结构连接即可驱动工作台运动。

如图2所示工作台运动控制器控制线路图，控制器目标芯片为40脚DIP封装AT89S52单片机，价格便宜，外围包括电平转换电路、外接键盘、信号放大电路、供电电路。外接12MHz晶振，通过电平转换电路中电平转换芯片MAX232与PC机的D型9针串口DB9连接，用于接收PC机发出的运动控制指令。AT89S52的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)管脚分别与MAX232的R1OUT，TIN管脚连接。MAX232的T1OUT，RIN管脚分别与DB9的第2，3脚连接，5脚接地。S1，S2，……，S16为外接键盘，与AT89S52的P1口连接，用户亦可通过键盘控制步进电机的运动。AT89S52的P3.7，P3.5，P3.3端口分别输出使能(1/0)，方向(1/0)和脉冲信号。这三路信号分别输入信号放大电路的TC74HC07AP缓冲芯片的1A，2A和3A管脚，再分别从1Y，2Y和3Y管脚流出，即ENA，DIR，PULSE信号，TC74HC07AP在此起到信号功率放大的作用。ENA，DIR，PULS信号即可与两相混合步进电机驱动器的ENA，DIR和PULSE端口连接，从而控制步进电机的启停，转向和转速。图1右上角USBPH1G~DC5VPH1G部分为标准的USB取电电路，可获得5V直流电压，用于整个控制器电路的供电。