一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置，包括ARM单片机、数字信号处理器、驱动功率放大电路、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、X轴伺服电机编码器、Y轴伺服电机编码器、电流放大电路和主刀抬落刀控制电磁铁，数字信号处理器连接ARM单片机，数字信号处理器通过驱动功率放大电路连接X轴伺服电机和Y轴伺服电机，X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均连接数字信号处理器，ARM单片机通过电流放大电路连接主刀抬落刀控制电磁铁。本实用新型专利技术的基于ARM单片机的伺服刻字机控制装置采用ARM单片机和数字信号处理器作为伺服刻字机的控制主芯片，成本低廉，性能和功能均能大大提升，接口扩展性强，电机驱动功率放大电路稳定，主刀抬落刀压力控制电流放大电路稳定。

A control device for servo lettering machine based on ARM and DSP

【技术实现步骤摘要】
一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置
本技术属于平面数控机床控制的
，具体涉及一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置。
技术介绍
广告设备作为数控机床中重要组成部分，种类越来越多，应用范围也越来越广。广告设备中发展最为迅速的有刻字机、写真机、激光切割机、条幅机、喷绘机等设备。刻字机包括卷纸传动机构、携带刻刀或绘笔的主刀进给机构、主刀抬落刀压力控制电路、插补控制器、传动机构驱动器和参数调试操作界面。步进刻字机中使用步进电机作为驱动的执行元件，加工速度低，噪音大。目前主要采用51单片机作为控制核心芯片，且电路复杂，成本高，故障率高。设计电机驱动器常用数字信号处理器,但其应用扩展性不强。ARM芯片最近发展势头比较强劲，它不仅具有较强的数据运算能力，还具备了非常强大的应用扩展能力，例如多种与电脑通讯的硬件接口，兼容多种外部存储器，兼容多种显示设备等等。同时，ARM单片机的价格远远低于数字信号处理器，设计成本也大大降低。现有的伺服刻字机产品以GRAPHTEC、MIMAKI、ROLAND三家品牌最为高端，其产品系列中所体现的功能主要集中在外部接口多样化、外部存储器使用U盘和SD卡、显示界面多种可选、手动/自动巡边轮廓切割可选、电脑软件自带尖角补偿功能。而从机器技术安全性考虑，其机器使用的控制电路却甚为复杂，机器成本和售价都较高。伺服刻字机本身没有驱动噪音，直线加工效率高。因此，需要一种新的基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置以解决上述问题。
技术实现思路
技术目的：为了克服现有技术存在的问题，本技术提供一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置。为解决上述技术问题，本技术的基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置所采用的技术方案为：一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置，包括ARM单片机、数字信号处理器、驱动功率放大电路、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、X轴伺服电机编码器、Y轴伺服电机编码器、电流放大电路和主刀抬落刀控制电磁铁，还包括反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED，所述反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED均连接所述ARM单片机，所述数字信号处理器连接所述ARM单片机，所述数字信号处理器通过所述驱动功率放大电路连接所述X轴伺服电机和Y轴伺服电机，所述X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均连接所述数字信号处理器，所述ARM单片机通过所述电流放大电路连接所述主刀抬落刀控制电磁铁。其中，ARM单片机的具体型号为STM32F103ZET6、STM32F107VCT6、STM32F107R8T6或STM32F207ZGT6。数字信号处理器的具体型号为TMS32F2806PZA或TMS320F2808PZA。驱动功率放大电路的具体型号为L6201PS或L6203。第二隔离电路和第三隔离电路的型号均为HC245。更进一步的，还包括第一隔离电路，还包括摄像头、反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED，所述摄像头、反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED均通过所述第一隔离电路连接所述ARM单片机。其中，限位开关用于检测刻字机两端墙板的位置。红光LED控制电路用于手动巡边轮廓切割中，反射型光电传感器控制电路用于自动巡边轮廓切割和分段式自动巡边轮廓切割中。摄像头是另一种用于自动巡边轮廓切割的辅助设备，可以替代反射型光电传感器。更进一步的，还包括LCD12232接口、4*8模块显示器接口、4*16模块显示器接口、段码显示器接口、ILI9328彩屏接口、XPT2406触摸屏接口和/或可扩展4*4键盘操作接口，还包括信号整理电路，所述LCD12232接口、4*8模块显示器接口、4*16模块显示器接口、段码显示器接口、ILI9328彩屏接口、XPT2406触摸屏接口和/或可扩展4*4键盘操作接口均通过所述信号整理电路连接所述ARM单片机。更进一步的，还包括去耦电路和/或抗静电电路，还包括RS232接口和/或USB接口，所述ARM单片机通过去耦电路和/或抗静电电路连接RS232接口和/或USB接口。更进一步的，还包括U盘接口和/或SD卡接口，所述ARM单片机与U盘接口和/或SD卡接口之间设置有通讯电路。通讯电路的具体型号为CH375B。更进一步的，还包括第二隔离电路和/或第三隔离电路，所述数字信号处理器通过所述第二隔离电路连接所述驱动功率放大电路，所述X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均通过所述第三隔离电路连接所述数字信号处理器。更进一步的，所述电流放大电路为H桥电流放大电路。H桥电流放大电路的具体型号为L6202或L6225D。更进一步的，所述电流放大电路包括L6225D芯片，所述L6225D芯片包括IN1A端、IN2A端、OUT1A端、SENSEEA端、GND端、ENA端、VCP端、VSA端、OUT2A端和VBOOT端；所述IN1A端通过电阻R49连接PWM端，所述IN2A端通过电阻R50连接DIR端，所述OUT1A端连接OUT1-U13端，所述SENSEEA端和GND端均接地，所述ENA端通过电阻R51连接3.3V电压端并通过电容C31接地，所述VCP端连接VCP-U13端，所述OUT2A端连接OUT2-U13端，所述VSA端连接+12V电压端，所述VBOOT端连接VBOOT-U13端。更进一步的，所述VCP-U13端通过电容C34连接VCP-U13-1端，所述VCP-U13-1端通过电阻R52连接VBOOT-U13-1端，所述VBOOT-U13-1端和VBOOT-U13端分别连接二极管D3的正极和负极，所述+12V电压端和VBOOT-U13-1端分别连接二极管D4的正极和负极，所述VBOOT-U13端通过电容C33连接所述+12V电压端，所述+12V电压端通过电容C32接地。更进一步的，所述OUT1-U13端通过串联连接的电阻R53和电容C35连接所述OUT2-U13端，二极管D1的正极和负极分别接地和所述OUT1-U13端，二极管D2的正极和负极分别接地和所述OUT2-U13端，所述OUT1-U13端通过电感FB3连接FORCE1端，所述OUT2-U13端通过电感FB4连接FORCE2端。有益效果：本技术的基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置采用ARM单片机和数字信号处理器作为伺服刻字机的控制主芯片，成本低廉，性能和功能均能大大提升，接口扩展性强，电机驱动功率放大电路稳定，主刀抬落刀压力控制电流放大电路稳定。附图说明图1为本技术的基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置的结构示意图。图2为主刀抬落刀压力控制电流放大电路的原理图。具体实施方式请参阅图1和图2所示，本技术的基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置，基于ARM单片机的伺服刻字机控制装置，包括ARM单片机、数字信号处理器、驱动功率放大电路、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、X轴伺服电机编码器、Y轴伺服电机编码器、电流放大电路和主刀抬落刀控制电磁铁，还包括反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED，反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED均连接ARM单片机，数字信号处理器连接ARM单片机，数字信号处理器通过驱动功率放大电路连接X轴伺服电机和Y轴伺服电机，X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均连接数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置，其特征在于，包括ARM单片机、数字信号处理器、驱动功率放大电路、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、X轴伺服电机编码器、Y轴伺服电机编码器、电流放大电路和主刀抬落刀控制电磁铁，还包括反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED，所述反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED均连接所述ARM单片机，所述数字信号处理器连接所述ARM单片机，所述数字信号处理器通过所述驱动功率放大电路连接所述X轴伺服电机和Y轴伺服电机，所述X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均连接所述数字信号处理器，所述ARM单片机通过所述电流放大电路连接所述主刀抬落刀控制电磁铁，所述电流放大电路包括L6225D芯片，所述L6225D芯片包括IN1A端、IN2A端、OUT1A端、SENSEEA端、GND端、ENA端、VCP端、VSA端、OUT2A端和VBOOT端；所述IN1A端通过电阻R49连接PWM端，所述IN2A端通过电阻R50连接DIR端，所述OUT1A端连接OUT1‑U13端，所述SENSEEA端和GND端均接地，所述ENA端通过电阻R51连接3.3V电压端并通过电容C31接地，所述VCP端连接VCP‑U13端，所述OUT2A端连接OUT2‑U13端，所述VSA端连接+12V电压端，所述VBOOT端连接VBOOT‑U13端；还包括第二隔离电路和/或第三隔离电路，所述数字信号处理器通过所述第二隔离电路连接所述驱动功率放大电路，所述X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均通过所述第三隔离电路连接所述数字信号处理器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置，其特征在于，包括ARM单片机、数字信号处理器、驱动功率放大电路、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、X轴伺服电机编码器、Y轴伺服电机编码器、电流放大电路和主刀抬落刀控制电磁铁，还包括反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED，所述反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED均连接所述ARM单片机，所述数字信号处理器连接所述ARM单片机，所述数字信号处理器通过所述驱动功率放大电路连接所述X轴伺服电机和Y轴伺服电机，所述X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均连接所述数字信号处理器，所述ARM单片机通过所述电流放大电路连接所述主刀抬落刀控制电磁铁，所述电流放大电路包括L6225D芯片，所述L6225D芯片包括IN1A端、IN2A端、OUT1A端、SENSEEA端、GND端、ENA端、VCP端、VSA端、OUT2A端和VBOOT端；所述IN1A端通过电阻R49连接PWM端，所述IN2A端通过电阻R50连接DIR端，所述OUT1A端连接OUT1-U13端，所述SENSEEA端和GND端均接地，所述ENA端通过电阻R51连接3.3V电压端并通过电容C31接地，所述VCP端连接VCP-U13端，所述OUT2A端连接OUT2-U13端，所述VSA端连接+12V电压端，所述VBOOT端连接VBOOT-U13端；还包括第二隔离电路和/或第三隔离电路，所述数字信号处理器通过所述第二隔离电路连接所述驱动功率放大电路，所述X轴伺服电机编码器和Y轴伺服电机编码器均通过所述第三隔离电路连接所述数字信号处理器。2.根据权利要求1所述的基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置，其特征在于：还包括第一隔离电路，还包括摄像头，所述摄像头、反射型光电传感器、限位开关和/或红外LED均通过所述第一隔离电路连接所述ARM单片机。3.根据权利要求1所述的基于ARM和DSP的伺服刻字机控制装置，其特征在于：还包括LCD12232接口、4*8模块显示器接口、4*16模块显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕健，滕福林，
申请(专利权)人：南京垦荒牛电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32