一、概述
二維運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)平臺是集運(yùn)動控制卡、單片機(jī)開發(fā)控制板、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器、開關(guān)電源、XY控制平臺及運(yùn)動控制軟件于一體的理想教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。XY控制臺是一個采用滾珠絲杠傳動的模塊化十字工作臺，可以實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)X、Y軸方向的運(yùn)動控制，用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)軌跡和動作。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件包括基于軸的控制、基于坐標(biāo)系的控制、命令編輯和運(yùn)行、數(shù)控代碼編輯和運(yùn)行、復(fù)雜運(yùn)動軌跡控制。
二、二維運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)平臺技術(shù)性能
1.定位精度：0.4mm
2.X軸有效行程：230mm；Y軸有效行程：230mm；最大運(yùn)動速度：20mm／s；最大運(yùn)動加速度：1g
3.輸入電源：220V±10％(50Hz)
4.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度<85％(25℃) 海拔<4000m
5.裝置容量：≤1．2kVA
6.外形尺寸：45cm*45cm*75cm
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成
二維運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)平臺主要由步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)和電腦桌兩部分組成，結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
1.對象模塊
步進(jìn)電機(jī)二個：采用二個 2 相步進(jìn)電動機(jī)，分別為 XY 兩個方向布置，X 軸運(yùn)動行程為 230mm，Y 軸運(yùn)動行程為 230mm。
2.51 單片機(jī)開發(fā)控制板
單片機(jī)開發(fā)控制板，主 CPU 為 AT89S52，帶下載接口（編程電纜，編程軟件），所有接口資源引出，供用戶使用。并配置相應(yīng)控制開關(guān)按鈕。
3.運(yùn)動控制卡一塊
(1)32 位 PCI 總線，即插即用
(2)所有輸入、輸出均采用光耦隔離,抗干擾性強(qiáng)
(3)2 軸伺服/步進(jìn)電機(jī)控制，每軸可獨(dú)立運(yùn)動，互不影響
(4)脈沖輸出的頻率誤差小于 0.1% 最大脈沖輸出頻率為 2MHz
(5)脈沖輸出可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式梯形加/減速
(6)任意 2 軸直線插補(bǔ)最大插補(bǔ)速度 1MHz
(7)運(yùn)動中可以實(shí)時讀出邏輯位置、實(shí)際位置、驅(qū)動速度24 路數(shù)字輸入，12 路輸出
(8)每軸兩個限位輸入，可設(shè)置成無效，作為通用輸入使用支持在一個系統(tǒng)中使用多達(dá) 16 個控制卡
(9)支持 DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP/WINCE 等操作系統(tǒng)
4.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器：二個
(1)輸出電流：最大電流為 2A
(2)輸出方式：光光耦合器²開路集電極輸出
5.穩(wěn)壓直流電源：一個
(1)輸出電流：最大輸出電流為 5A 輸出電壓：24V
(2)輸出功率：120w
6.運(yùn)動控制卡接口板：一塊
為運(yùn)動控制卡提供接口端子，可根據(jù)自己的需要進(jìn)行相應(yīng)的接線，實(shí)現(xiàn)接線的靈活及開放性。
7.實(shí)驗(yàn)平臺信號接口板：一塊
用以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和運(yùn)動控制卡與實(shí)驗(yàn)平臺的信號連接，在同一時刻只能一種控制起作用。
8.計(jì)算機(jī)一臺(用戶自備)
用于安裝單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境 KEIL C、編程下載軟件，主要完成程序的編寫、修改、編譯、軟件仿真等功能，最后通過編程下載軟件裝載到單片機(jī)內(nèi)部 FLASH ROM 中運(yùn)行。還用于運(yùn)行控制卡上位軟件的開發(fā)、運(yùn)行。
硬件配置：基本配置要求 P4 3.OG 以上，內(nèi)存至少為 256M，至少有一個 USB 接口、一個并行口、一個Rs232 串口和一個空閑 PCI 插槽。操作系統(tǒng)：Windows系統(tǒng)。
9.單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)：
系統(tǒng)配置 2000/xp/win7/win10 等操作平臺的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用軟件，支持匯編、C51 語言編譯、調(diào)試；單片機(jī)在線下載軟件等。
2、二維運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
1、單片機(jī)的認(rèn)識和操作實(shí)驗(yàn)
2、單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境KEIL C的認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
3、單片機(jī)在線編程軟件的認(rèn)識與使用
4、單片機(jī)基本編程練習(xí)實(shí)驗(yàn)
（二）基于51單片機(jī)控制的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)
6、基于51單片機(jī)控制的單軸實(shí)驗(yàn)
7、基于51單片機(jī)控制的兩軸聯(lián)動控制實(shí)驗(yàn)
8、基于51單片機(jī)控制的任意路線物料搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)
（三）基于運(yùn)動控制卡控制的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)
9、基于運(yùn)動控制卡控制的單軸實(shí)驗(yàn)
10、基于運(yùn)動控制卡控制的兩軸聯(lián)動實(shí)驗(yàn)
11、基于運(yùn)動控制卡控制的任意路線物料搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)
