CN1824841A - 利用微机控制喷头精密运动的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及计算机应用技术领域，具体地说是一种利用微机控制喷头精密运动的装置及方法，包括控制信号输入的键盘，对喷头运动信号输出显示的显示器，对丝杠转动控制的电机和驱动器装置。本发明与现有技术相比，采用微机能实现喷嘴直线往复运动速度的精确控制，同时也能实现喷嘴与阴极距离的调节，并能通过显示器实现不同速度时数据的读取，实现大面积的复合镀层的制备，极大的提高了应用范围。
Description
[技术领域]
本发明涉及计算机应用技术领域，具体地说是一种利用微机控制喷头精密运动的装置及方法。
[背景技术]
高速电喷镀作为一种局部高速电沉积技术，在电沉积时，一定流量和压力的电解液从阳极喷嘴垂直喷射到阴极表面，使得电沉积反应在喷射流与阴极表面冲击的区域发生。电解液的冲击不仅对镀层进行了机械活化，同时还有效地减少了扩散的厚度，改善了电沉积过程，使镀层组织致密，晶粒细化，性能提高。但是目前，一般为固定喷嘴沉积镀层，这种方法不仅容易出现沉积层烧焦现象，影响复合镀层质量，而且缩小了该技术的实际应用范围。
[发明内容]
本发明的目的是利用微机实现高速喷头喷镀的精密控制，将计算机数据处理技术和控制系统结合起来，由中央处理系统连接键盘，显示输出信号连接液晶，运动驱动器控制信号连接驱动器，驱动器带动电机，电机通过传动装置和丝杠连接起来，实现高速喷头的运动，以汇编语言进行实时的速度调整，完成所需的控制要求。
为实现上述目的，设计一种利用微机控制喷头精密运动的装置，包括控制信号输入的键盘，对喷头运动信号输出显示的显示器，对丝杠转动控制的电机和驱动器装置，其特征在于执行输入输出数据的运算处理的中央控制装置，该装置还包括如下动作：分析键盘指令；设置简单人机交互界面，可调整速度和运动方式；把设定的速度转换成实时驱动脉冲并输出；把正在运行的速度和运动方式显示在液晶上；实时控制输出的脉冲间隔，达到速度的精密控制；监控两侧位置，对喷头运动方式适时调整。一种利用微机控制喷头精密运动的装置的方法，经过解析、转换、以正转、反转、循环、属性作为输出并经处理指令来对喷头运动作控制，并采用下列步骤：、解析键盘指令：key_init键盘初始化设置，调用主键盘扫描指令KEY_READ，把数据放入存入数据的keydata单元中，根据keydata的值，判断进入正转、反转、循环或是属性设置操作，同时也在液晶界面上显示相应的信号；将预设定的喷头运动方式和速度转换成可执行的数据模式，并输出到执行部件执行相应操作：如为属性进入属性程序S_XING，先进行初始化设置，包括扫描键盘确认按钮已经松开和页面初始显示，然后进行新的键盘扫描，如果有正属性按钮的键值，就会在页面上切换速度和方向的反显表示，或者是速度的反显，或者是方向的反显，在选择好要改变的属性后，如果有确认的键值，就可以进入具体参数的属性改变；对于速度，可以调节速度的大小，查键值，如果为正属性键，判速度转向标志，sudu标志加1；对于运动方式，可以设定为正转、反转和循环，在设置时，相应的液晶页面也作出改变；如为正转进入正转程序Z_ZHUAN，则清反转位错标志，设定正转标志，调用清液晶屏幕程序clearyj，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，并调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro，dianjiro子程序，首先判断tong标志的0位，决定是正转还是反转，再取出速度单元sudu的参量，通过查转速表zsu_table，换算成应该执行的速度控制延时长短，然后转入相应的延时控制电机速度的各项子程序，在电机旋转确定步数之后，执行键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY，以查看在运行微小距离后，程序处于正转、反转还是循环状态，再查看有没有停止键和位错的情况，正转有停止键，则跳出DIANJIRO_KEY程序，并显示正转停止相应界面；有位错键，也要跳出DIANJIRO_KEY程序，并且显示位错状态，同时还要把tong单元的位错标志置位，确保下一次再有正转按钮，也不会响应；如为反转进入反转程序F_ZHUAN，则清正转位错标志，设定反转标志，调用清液晶屏幕程序clearyj，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，并调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro，dianjiro子程序，首先判断tong标志的0位，决定是正转还是反转，再取出速度单元sudu的参量，通过查转速表zsu_table，换算成应该执行的速度控制延时长短，然后转入相应的延时控制电机速度的各项子程序，在电机旋转确定步数之后，执行键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY程序，以查看在运行微小距离后，程序处于正转、反转还是循环状态，再查看有没有停止键和位错的情况，反转情况有停止键，则跳出DIANJIRO_KEY程序，并显示反转停止相应界面；有位错键，也要跳出DIANJIRO_KEY程序，并且显示位错状态，同时还要把tong单元的位错标志置位，确保下一次再有反转按钮，也不会响应；如果是循环进入循环程序X_HUAN，切换位错标志，设定循环标志，调用清液晶屏幕程序clearyj，调用位错扫描程KEYWEI_READ，并调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro，dianjiro子程序，首先判断tong标志的0位，决定是正转还是反转，再取出速度单元sudu的参量，通过查转速表zsu_table换算成应该执行的速度控制延时长短，然后转入相应的延时控制电机速度的各项子程序，在电机旋转确定步数之后，执行键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY程序来查看在运行微小距离后，程序处于正转、反转还是循环状态，再查看有没有停止键和位错的情况，在循环状态按下停止键后，跳出DIANJIRO_KEY程序，并显示循环停止相应界面，如果有位错，则停止此方向运转，并不跳出dianjiro子程序，把运转方向标志改变，电机继续运转。
本发明同现有技术相比，采用微机能实现喷嘴直线往复运动速度的精确控制，同时也能实现喷嘴与阴极距离的调节，并能通过显示器实现不同速度时数据的读取，实现大面积的复合镀层的制备，极大的提高了应用范围。
[附图说明]
图1是本发明创造的连接框图。
图2是本发明创造的计算机程序的流程图。
参见附图1，1为驱动器；2为电机；3为丝杆；4为喷头；5为控制系统板；6为中央处理芯片；7为键盘；8为显示器；9为连轴器。
参见图2，为本发明创造电机运转带动喷头运动的计算机程序流程图。
指定图2为摘要附图。
[具体实施方式]
下面结合附图做进一步详细说明。
参见图1，→表示总线连接，包括控制线、地址线和数据线，在驱动器(1)和电机(2)的连接中，还用到24V的直流电压线。控制系统板(5)和中央处理芯片(6)构成中央处理系统，是整个控制系统的核心，控制系统板(5)和中央处理芯片(6)以下都称为中央处理系统。中央处理系统输出运动控制信号，控制电机(2)速度和转向，中央处理系统输出信号到驱动器(1)，驱动器使电机运转。电机运转后，通过连轴器(9)或皮带使丝杠(3)转动，丝杠(3)推动喷头(4)运动。中央处理系统和显示器(8)通过信号线相连，输出喷头的运动状态，同时提供方便友好的人机界面；中央处理系统和键盘(7)相连，输入运动控制信号。这种产品的组成和连接方法对本专业的人来说是清楚的。
参见图2，先解析键盘指令：key_init键盘初始化设置，调用主键盘扫描指令KEY_READ，把数据放入keydata单元中，根据keydata的值，判断进入正转、反转、循环、停止或是属性设置操作，同时也在液晶界面上显示相应的信号。
然后将预设定的喷头运动方式和速度转换成可执行的数据模式：
如为属性进入属性程序S_XING，先进行初始化设置，包括检测按钮已经松开和页面初始显示，然后进行新的键盘扫描，如果有正属性按钮的键值，就会在页面上切换速度和方向的反显表示，或者是速度的反显，或者是运动方式的反显，在选择好要改变的属性为速度或者运动方式后，如果有确认的键值，就可以进入具体属性的参数改变，对于速度，可以调节速度的大小，查键值，如果为正属性键，sudu标志加1，并显示速度增加，如果为负属性键，sudu标志减1，并显示速度减少；对于运动方式，可以设定为正转、反转或循环，在设置时，相应的液晶页面也作出改变；
如为正转进入正转程序Z_ZHUAN，则清反转位错标志，设定正转标志，调用清液晶屏幕程序clearyj后，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，若有位错信号，跳回正转位错程序Z_ZHuanweiXS5，调用显示位错界面，跳回主键盘扫描KEY_READ；若无位错信号，调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro子程序，进入dianjiro子程序后，以后的程序跳转都在dianjiro子程序中处理；
如为反转进入反转程序F_ZHUAN，则先清正转位错标志，设定反转标志，调用清液晶屏幕程序clearyj，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，若有位错信号，跳回反转位错程序F_ZHuanweiXS5，调用显示位错界面，跳回主键盘扫描KEY_READ；若无位错信号，调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro子程序，进入dianjiro子程序后，以后的程序跳转都在dianjiro子程序中处理；
如果是循环进入X_HUAN程序，切换位错标志，设定循环标志，调用清液晶屏幕clearyj，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，并调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro。
进入dianjiro子程序后，先判断正反转，设定正反转的控制方式取出速度参量，根据速度查zsu_table表得出延时长短，放入能根据速度参量进行延时时间长短设置的r3、r4寄存器中，每一个脉冲，电机运转一步，进行一次延时，交替进行，延时时间长，电机运转速度慢，延时时间短，电机运转速度快，对控制芯片p3.7管脚置高置低一次，传输信号给驱动器，电机运转一步，并延时确定时间，确定时间由r3、r4寄存器中的数值确定，每隔250步调用一次键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY，检测有没有键盘扫描信号或位错信号。所使用的步进电机不管运行在何种速度，都要从低速开始，逐渐调高速度，预设要调整到的速度界限，开始运转之后，速度逐渐增加，到速度界限后就不再增加，保持稳定速度运转，这个稳定的转速即是电机运转的转速，高速运转是电机启动调整稳定后速度比较高的情况，低速运转是电机启动调整稳定后速度比较低的时候，从速度寄存器sudu中取出设定的速度参量，转化为可比较的量，作为速度的界限，如果此时的速度没有达到界限，从转速表zsu_table中取出下一级别较高的速度参量，再提升速度。
运行键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY时，先调用键盘扫描指令key_read扫描键盘一轮，并进入位错扫描程序keywei_read扫描位错信号一轮，取键值、位错的键值分别放到标志寄存器keydata和tong单元中，从tong寄存器中查看标志，判断此时为循环、正转还是反转状态：
如果在循环状态，进入DJROKEY_xhuan程序，如键盘为停止键，电机停转，调用液晶页面，显示循环停止x_huanting，返回到键盘扫描程序key_read；如果是位错键，电机停转，清除位错标志，改变电机转向标志，电机反向运转，返回到dianjiro程序。
如果是正转状态，如键盘为停止键，跳回正转停止状态z_zhuanting，电机停转，液晶页面显示正转停止；如果是位错键，跳回到位错停止状态Z_zhuanweiXS5，电机停转，显示位错页面，设定正转位错标志，直到清除位错标志，电机才能再次正转；如果没有正转键，也将跳回到z_zhuanting状态，电机停止，以确保电机的运行可靠性，手必须一直按着正转键，才能使电机正转。
如果是反转状态，如键盘为停止键，跳回反转停止状态f_zhuanting，电机停转，液晶页面显示反转停止；如果是位错键，跳回到位错停止状态F_zhuanweiXS5，电机停转，显示位错页面，设定反转位错标志，直到清除位错标志，电机才能再次反转；如果没有反转键，也将跳回到f_zhuanting状态，电机停止，以确保电机的运行可靠性，手必须一直按着反转键，才能使电机反转。
在返回时，使用弹出堆栈的方法，查看此时程序的堆栈级别，在执行相应次数的堆栈弹出操作之后，根据不同情况，或者返回上级dianjiro程序的调用处，电机会继续运转；或者返回到正转程序停止z_zhuanting处；或者返回至正转位错程序Z_zhuanweiXS5处。返回后，程序不但跳出键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY程序，还跳出了上级运行程序dianjiro程序，返回的级别越高，堆栈弹出操作执行的次数就越多。
Claims (2)
1、一种利用微机控制喷头精密运动的装置，包括控制信号输入的键盘，对喷头运动信号输出显示的显示器，对丝杠转动控制的电机和驱动器装置，其特征在于执行输入输出数据的运算处理的中央控制装置，该装置还包括如下动作：
a.分析键盘指令；
b.设置简单人机交互界面，可调整速度和运动方式；
c.把设定的速度转换成实时驱动脉冲并输出；
d.把正在运行的速度和运动方式显示在液晶上；
e.实时控制输出的脉冲间隔，达到速度的精密控制；
f.监控两侧位置，对喷头运动方式适时调整。
2、一种利用微机控制喷头精密运动的装置的方法，经过解析、转换、以正转、反转、循环、属性作为输出并经处理指令来对喷头运动作控制，其特征在于采用下列步骤：
(1)、解析键盘指令：key_init键盘初始化设置，调用主键盘扫描指令KEY_READ，把数据放入存入数据的keydata单元中，根据keydata的值，判断进入正转、反转、循环或是属性设置操作，同时也在液晶界面上显示相应的信号；
(2)、将预设定的喷头运动方式和速度转换成可执行的数据模式，并输出到执行部件执行相应操作：
a、如为属性进入属性程序S_XING，先进行初始化设置，包括扫描键盘确认按钮已经松开和页面初始显示，然后进行新的键盘扫描，如果有正属性按钮的键值，就会在页面上切换速度和方向的反显表示，或者是速度的反显，或者是方向的反显，在选择好要改变的属性后，如果有确认的键值，就可以进入具体参数的属性改变；对于速度，可以调节速度的大小，查键值，如果为正属性键，判速度转向标志，sudu标志加1；对于运动方式，可以设定为正转、反转和循环，在设置时，相应的液晶页面也作出改变；
b、如为正转进入正转程序Z_ZHUAN，则清反转位错标志，设定正转标志，调用清液晶屏幕程序clearyj，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，并调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro，dianjiro子程序，首先判断tong标志的0位，决定是正转还是反转，再取出速度单元sudu的参量，通过查转速表zsu_table，换算成应该执行的速度控制延时长短，然后转入相应的延时控制电机速度的各项子程序，在电机旋转确定步数之后，执行键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY，以查看在运行微小距离后，程序处于正转、反转还是循环状态，再查看有没有停止键和位错的情况，正转有停止键，则跳出DIANJIRO_KEY程序，并显示正转停止相应界面；有位错键，也要跳出DIANJIRO_KEY程序，并且显示位错状态，同时还要把tong单元的位错标志置位，确保下一次再有正转按钮，也不会响应；
c、如为反转进入反转程序F_ZHUAN，则清正转位错标志，设定反转标志，调用清液晶屏幕程序clearyj，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，并调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro，dianjiro子程序，首先判断tong标志的0位，决定是正转还是反转，再取出速度单元sudu的参量，通过查转速表zsu_table，换算成应该执行的速度控制延时长短，然后转入相应的延时控制电机速度的各项子程序，在电机旋转确定步数之后，执行键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY程序，以查看在运行微小距离后，程序处于正转、反转还是循环状态，再查看有没有停止键和位错的情况，反转情况有停止键，则跳出DIANJIRO_KEY程序，并显示反转停止相应界面；有位错键，也要跳出DIANJIRO_KEY程序，并且显示位错状态，同时还要把tong单元的位错标志置位，确保下一次再有反转按钮，也不会响应；
d、如果是循环进入循环程序X_HUAN，切换位错标志，设定循环标志，调用清液晶屏幕程序clearyj，调用位错扫描程序KEYWEI_READ，并调用显示运动状态的程序XIANSHI1，再调用通用的控制电机转向和速度的主要子程序dianjiro，dianjiro子程序，首先判断tong标志的0位，决定是正转还是反转，再取出速度单元sudu的参量，通过查转速表zsu_table换算成应该执行的速度控制延时长短，然后转入相应的延时控制电机速度的各项子程序，在电机旋转确定步数之后，执行键盘和位错的检测程序DIANJIRO_KEY程序来查看在运行微小距离后，程序处于正转、反转还是循环状态，再查看有没有停止键和位错的情况，在循环状态按下停止键后，跳出DIANJIRO_KEY程序，并显示循环停止相应界面，如果有位错，则停止此方向运转，并不跳出dianjiro子程序，把运转方向标志改变，电机继续运转。
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