Avec l’augmentation continue des coûts de main de œuvre, à l’aide de robots au lieu de la main d’oeuvre à faire certains labor répétitif de haute intensité est un important sens de recherche robot moderne. Le robot de manutention doit coordonner le travail du moteur d’entraînement de la roue arrière et la roue avant à gouverner dans le suivi de la navigation. Le moteur d’entraînement du robot manutention a ses exigences d’application spéciale. Il a des exigences élevées sur le dynamisme du moteur. Il peut atteindre la position spécifiée requise pour le contrôle à tout moment et arrêter l’appareil à gouverner à n’importe quel angle. La gamme de couple de la motorisation est grande. Le milieu de travail à haute vitesse et faible couple de la surface de la route plate à vide aussi a les conditions de fonctionnement de l’escalade de la pleine charge et exige également la haute efficacité de fonctionnement. Selon les exigences techniques ci-dessus, cet article sélectionne le moteur à courant continu avec technologie mature et facile à lisser la régulation de la vitesse comme la mise en œuvre du robot manutention.
conception matérielle 1 système
structure de matériel pour le contrôleur de moteur robot 1.1
Le contrôleur principal utilise le STM32F107 du noyau Cortex-M3. Il y a 8 minuteries à l’intérieur du contrôleur, parmi lesquels TIM1_CH1 et TIM8_CH1 sont avancés de contrôle timer épingles et TIM1_CH1 est utilisé pour encoder moteur comptant. TLM8_CH1 est utilisé pour le temps de référence de contrôle contrôle direction. Les broches de minuterie polyvalent, TIM2CH1, TIM3CH1, TIM4_CH1 et TIM5_CH1 sont utilisés pour générer la PWM des murs pont supérieur et inférieur du circuit moteur et servo drive, respectivement.
PA0 port et port PB0 qui déclenchent l’interruption EXIT0 sont utilisés pour la protection contre les surintensités interruption du moteur et de l’asservissement, respectivement. Le PA1 port et le port de PB1 qui déclenche l’interruption de EXIT1 sont utilisés pour la protection de la limite des deux côtés de la servocommande. Le circuit de commande de moteur adopte le booster de démarrage puce IR2103 et le 75N75 MOSFET. L’acquisition de phase actuelle du moteur de la roue arrière et le servo est convertie en tension par le fil de constantan et est envoyée à la broche d’échantillonnage A/D de la STM32F107 grâce à l’amplification et le filtrage. ADC12_IN1 implémente protection contre les surintensités. Par le biais de la communication série d’ordinateur hôte ou référence de vitesse STM32F107 programme interne, contrôle du moteur avance et arrière, vitesse et direction direction. Schéma fonctionnel de la structure matérielle de la gestion moteur de robot.
1.2 conception et sélection du module
1.2.1 motorisée Design
L’alimentation du moteur électrique est fournie par une batterie de 24 v avec une puissance nominale de 240W, qui est réalisé par quatre circuits de ponts de 75N75. Le 75N75 est un tube de puissance MOSFET avec un maximum de tension 75V, un courant nominal maximum de 75 a et un circuit de commande de moteur aux.
Q1, Q4, Q2 et Q3 forment deux ponts, de respectivement, qui contrôlent la rotation vers l’avant et vers l’arrière du moteur. Lorsque le transistor MOS conduite haute pression est activé, la tension de la source et la tension de drain sont identiques et correspondent à l’alimentation VCC. Par conséquent, pour atteindre la conduite normale du transistor MOS, la tension de la porte est plus grande que SCR, qui exige une puce spéciale boosting IR2103. . Le signal PWM généré par le contrôleur est entré sur la broche de HIN et EN1 et EN2 du contrôleur e/s port output sont utilisés comme signaux de permettre. Le HO terminal de sortie peut obtenir une tension supérieure à VCC, et la valeur de tension supérieure est exactement la tension, a traversé le condensateur. La diode augmente la vitesse de conduction, rendant la résistance de la 75N75 plus petits et en réduisant la perte du tube commutation. Dans le même temps, les deux ports HO et LO de la IR2103 ont une fonction de verrouillage pour éviter les court circuit causé par le straight through des bras supérieurs et inférieurs du moteur en raison d’erreurs de logiciels ou matériels de sortie.
1.2.2 conception de protection contre les surintensités
L’installation de protection contre les surintensités dans le système de contrôle moteur a deux significations : l’un est d’empêcher le moteur ne soient surchargés ou bloqué pendant le fonctionnement normal du moteur, afin que le courant de l’enroulement inducteur est trop gros pour endommager le moteur ou même causer un feu ; Le mouvement de l’épaule au démarrage, le courant est très grand, et il est souvent impossible de démarrer directement. Il est nécessaire d’attendre pour l’excitation enroulement pour établir progressivement un champ magnétique et ensuite fonctionner normalement, et il est souhaitable que le moteur est déplacé à l’épaule aussi vite que possible. Avec protection contre les surintensités, le courant est coupé, ce qui permet au moteur de démarrer rapidement et en toute sécurité. Le schéma de la protection contre les surintensités est illustré à la Figure 3.
Le courant de phase du moteur est converti en un signal de tension Vtext par le fil de constantan et la quantité analogique AD1 amplifié par l’amplificateur opérationnel est envoyée pour le module A/D conversion de contrôleur et de la quantité numérique EVA après comparaison de la comparateur de tension est envoyé au contrôleur. Port d’interruption externe.
