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基于ARM与DSP的纸箱打样机数控平台的开发

吴积荣  
【摘要】:随着包装行业的不断发展,纸箱、纸盒已成为了家电、食品、医药、日化、纺织、交通工具、烟酒等行业必不可少的包装容器。同时,由于人们的审美观不断提升,对纸箱、纸盒的包装外形和图案的多样化要求也越来越高。针对市场形势,国内也有一些厂家开始生产相关的纸箱打样设备。但是,目前国内对于纸箱打样机设备进行研究开发的企业还是相对较少,而且其核心部件的运动控制系统,大多基于PC机的专用运动控制卡,其成本相对较高。因此,本文提出了以ARM设计的管理平台代替PC机,然后以PC/104总线或串口传输的方式与通用DSP设计的运动控制平台相结合的纸箱打样机控制方案,并详细介绍了纸箱打样机数控平台软、硬件以及通讯协议的设计过程。 纸箱打样机数控平台的硬件设计,分别以ARM处理器S3C2440A作为管理模块和以通用DSP处理器TMS320F2812作为运动控制模块的搭建核心。同时,分别设计了串口和PC/104两种通讯接口用于两平台间的数据交互,周边也配置了存储器资源和丰富的通用外设接口。处理器S3C2440A主要负责外部加工数据的接收和发送、任务的调度、文件的管理、界面显示、DXF等图形格式文件的转换、G代码的解释、速度的规划和由实际长度到脉冲数的转换等功能。处理器TMS320F2812负责数据的接收、数据类型的判断处理、数据的存储和提取,以及根据加工数据完成插补运算,最后输出速度和位置控制量给伺服电机,以完成预定的运动轨迹。 本文首先通过Prote199SE软件,完成纸箱打样机数控平台的硬件原理设计、PCB设计,并制作出硬件电路板;然后通过对电路板的调试和验证,确保硬件电路板能够正常工作;最后,在此硬件基础上,软件方面主要完成了DSP运动控制平台的设计,以及完成整机调试。 通过以上工作,本课题对相关技术的研究已经取得了一定的成果,并完成了纸箱打样机基本功能的实现。对于嵌入式纸箱打样机数控平台的完善,还需要后续工作的进一步开展。


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