一种基于LabVIEW的多电机控制系统

摘要

本发明一种基于LabVIEW的多电机控制系统属于视觉测量领域，涉及一种基于LabVIEW的多步进电机协同控制系统。控制系统由硬件部分与软件部分构成；硬件部分包括电源、工作站、通信板卡、PXI Express机箱、计数器卡、驱动器、步进电机、辅助电源。软件部分是基于LabVIEW平台开发的，通过硬件部分实现对多个步进电机的协同控制；软件部分包括常用功能模块、间距调节模块、参数设置模块和急停模块。控制系统程序简单，操作方便；与利用单片机、PLC等设备来控制相比具有更好的稳定性和便捷性，可以高效方便地对多个步进电机进行协同控制，实现视觉测量中光条投射模式的快速切换及各光条之间间距和位置的协同及独立调节，提高了视觉测量的效率。

主权项

一种基于LabVIEW的多电机控制系统，其特征在于，控制系统由硬件部分与软件部分构成；硬件部分包括电源(7)、工作站(1)、通信板卡(2)、PXI Express机箱(3)、计数器卡(4)、驱动器(5)、步进电机(6)、辅助电源(8)；电源(7)与工作站(1)和PXI Express机箱(3)相连，工作站(1)通过通信板卡(2)与PXI Express机箱(3)进行通讯，计数器卡(4)与PXI Express机箱(3)输出端连接，并将控制信号传输至驱动器(5)，驱动器(5)再将脉冲信号和方向信号发送至步进电机(6)，实现控制；辅助电源(8)与驱动器(5)相连，为其提供24V直流电压；软件部分是基于LabVIEW平台开发的，通过硬件部分实现对多个步进电机的协同控制；软件部分包括常用功能模块(Ⅰ)、间距调节模块(Ⅱ)、参数设置模块(Ⅲ)和急停模块(Ⅳ)；常用功能模块(Ⅰ)由对阵列架内部多台步进电机进行调节的阵列架间距调节(a)和阵列架平移调节(b)以及对阵列架整体进行调节的阵列架模式(c)构成，实现联合调节功能；阵列架间距调节(a)用来调整左右阵列架激光光条之间的间距的增大或缩小，阵列架平移调节(b)用来实现激光光条整体俯仰或水平方向的移动；阵列架模式(c)是控制左右阵列架的旋转，从而实现水平光条、竖直光条以及交叉网格三种模式的切换；间距调节模块(Ⅱ)对每个步进电机进行独立调节，包括左阵列架间距微调(d)、右阵列架间距微调(e)和阵列架工作模式(f)；对每根光条的位置以及两个阵列架旋转角度进行微调；参数设置模块(Ⅲ)用来设置常用功能模块(Ⅰ)和间距调节模块(Ⅱ)中每次单击所控制各种型号步进电机的单步脉冲数和脉冲频率，以调节步进电机单步旋转角度和旋转速度；急停模块(Ⅳ)内嵌于所有其他模块中，用来迅速切断所有信号，在发生意外情况前立即停止所有电机的运转，使设备稳定在当前位置，防止意外情况的发生；软件的控制流程是：首先检测急停程序是否触发，如果触发，则立即切断所有信号，程序停止；反之，则控制系统处于就绪状态；在控制系统界面上单击任一按钮，即会对应生成一个簇文件，该文件包含有事件、方向、脉冲数和脉冲频率的信号，在系统中预先设定了所有可能产生的控制信号，这些预设信号同样为簇文件，包含事件、方向、脉冲数和脉冲频率的相关信息，在接收到控制面板发来的信号后，系统首先根据所接收信号中包含的事件信息查找所有预设信号中的事件信息并与之匹配，然后将匹配成功的预设信号中所包含的事件、方向、脉冲数和脉冲频率的信息作为一个新的簇文件传输至下一个判断系统；用同样的方法，利用信号内部包含的事件信息从系统预设控制信号中提取与之匹配的信号，成功后将包含方向、脉冲数和脉冲频率的信号发送至计数器卡(4)，计数器卡(4)按信号中所包含的控制信息向驱动器(5)发射相应脉冲，实现对电机的控制；程序执行过程中，会始终检测急停程序是否触发，如果触发会立即切断所有信号，使系统停止运行。