[发明专利]一种基于H-BOT结构的控制系统方法

摘要

本发明提供一种基于H‑BOT结构的控制系统方法，其包括控制模块、OLED模块、独立按键、步进电机，其中控制模块具有串口异步通讯、数据解析、G代码解析功能单元；控制模块的STEP、DIR引脚通过输入不同脉冲信号频率以及配置不同的状态值控制步进电机的正反转；控制模块通过其串口异步通讯接口与OLED模块和独立按键模块信号连接。本发明由于采用四象限圆弧插补设计，解决了圆弧插补不能跨象限的问题。

主权项

1.一种基于H‑BOT结构的控制系统方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.系统初始化设置，按下按键，从串口输入数据至控制模块，使OLED进入系统主界面；步骤2.控制模块对数据进行解析，包括提取字符串内指定字符开始的浮点数字，遇到非数字字符停止，并赋值给双精度浮点数value；控制模块对G代码进行解析；步骤3.控制模块根据输入的指令，判断运动控制或舵机控制；若为运动控制，则控制模块计算脉冲频率；a.若为直线插补时，则控制步进电机运动到指定位置，并由控制模块即下位机通过串口返回数据至上位机；直线插补具体为：控制模块确定起点坐标和终点坐标，再计算好X、Y两坐标轴所要走的总步数∑和判断|Ye|与|Xe|的大小，通过判断偏差值F的正负来进行X轴和Y轴的进给，其中通过偏差计算和查表得到坐标进给的方向；对于F＝0的情况，根据直线的具体情况，分别进行处理：①对于|Ye|＞|Xe|的直线，约定在Y轴方向走一步；②对于|Xe|＞|Ye|的直线，则约定在X轴方向走一步，最终当∑＝0时，插补完成；b.若为圆弧插补，则控制步进电机运动至指定位置，并由控制模块即下位机通过串口返回数据至上位机；首先控制模块确定起点坐标和终点坐标，确定步长，判断顺圆弧或逆圆弧，在每次插补完成后判断插补是否需要经过坐标轴并确定动点的坐标系，判断F大小，根据偏差计算公式：F_i+1＝F_i‑2|Y_i|+1F_i+1＝F_i+2|X_i|+1F_i+1＝F_i‑2|X_i|+1F_i+1＝F_i+2|Y_i|+1判断刀具移动方向，直到动点坐标与目标终点相同时终止；若经过坐标轴，则顺时针圆弧时：if(Xc＝＝0&&Yc>0)运动趋势是第一象限if(Xc>0&&Yc＝＝0)运动趋势是第四象限if(Xc＝＝0&&Yc<0)运动趋势是第三象限if(Xc<0&&Yc＝＝0)运动趋势是第二象限，直到∑＝0终止；或逆时针圆弧：if(Xc＝＝0&&Yc>0)运动趋势是第二象限if(Xc<0&&Yc＝＝0)运动趋势是第三象限if(Xc＝＝0&&Yc<0)运动趋势是第四象限if(Xc>0&&Yc＝＝0)运动趋势是第一象限，直到∑＝0终止。