激光微加工系統及基于DSP+FPGA的控制單元的研究

　　為了防止從步進(jìn)電機驅動(dòng)器引入干擾信號到FPGA，在FPGA輸出到電機驅動(dòng)器的每路信號上都采用了光電隔離器。此外，為了提高系統精度，有很多輔助設置應用于系統中，這些信號都接入到FPGA，由FPGA進(jìn)行監控。如采用輔助氣體提高加工效果，通過(guò)限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行運動(dòng)保護等。
2.3 數據算法及誤差處理
　　加工圖形包括了直線(xiàn)、圓、圓弧和其他曲線(xiàn)。按照加工精度要求，在上位機軟件中把圓等曲線(xiàn)分解為一系列首尾相連的矢量，即全部按照直線(xiàn)段進(jìn)行加工。在直線(xiàn)的加工過(guò)程中，根據步進(jìn)電機的特性，靜止狀態(tài)時(shí)有靜摩擦。為了克服靜阻力，使電機平穩運轉，在對電機的控制上，必須有加減速區的設置，實(shí)現“S”型的步進(jìn)電機控制曲線(xiàn)(如圖5所示)，從而避免了因為起速或減速過(guò)快造成的振動(dòng)，使步進(jìn)電機產(chǎn)生丟步的現象。加工時(shí)電機將按給定的速度逐級變化，V1是步進(jìn)電機能平穩啟動(dòng)的速度，V是設置的圖形加工速度?？梢?jiàn)，加減速區就是用多段幅值較小的速度變化替代一次較大的速度變化。對速度的細分可以采用列表的方式，DSP在進(jìn)行輸出處理時(shí)，將根據直線(xiàn)段的長(cháng)短和要求的加工速度，計算得出加減速區的級數。系統采用FPGA定時(shí)的方式對加工的長(cháng)度進(jìn)行控制，故本系統采用固定每級的加工時(shí)間TC來(lái)進(jìn)行加減速區的處理。

　　按照上面的算法和處理原理進(jìn)行了整個(gè)系統的設計，但是加工效果并不好，有些地方圖形不閉合。通過(guò)分析加工算法發(fā)現，加工誤差主要來(lái)源于累積誤差和FPGA誤差。