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標題: Arduino多軸步進電機聯動進行直線圓弧插補 源程序 [打印本頁]
作者: fbn20050523    時間: 2022-4-28 23:45
標題: Arduino多軸步進電機聯動進行直線圓弧插補 源程序
電機驅動兼容市面上大多數脈沖控制器。

這個程序的初衷是用來學習3d打印機的運動原理，理論上可以實現n軸聯動，通過bresenham實現直線插補再采用直線來逼近圓弧，
更多細節大家可以自行百度科普，程序主要思路如下，通過定時器1來實現步進電機發送脈沖，主程序實現緩沖區寫入，這樣后臺的電機可以不間斷運動，且少量阻塞主程序。速度控制可以通過改變定時器頻率，目前程序中未實現。

實驗結論：

bresenham對于小內存芯片非常友好，但會造成步進脈沖不均勻，還有一個辦法就是求脈沖的最小被公倍數然后進行時間的插補。

向其他芯片移植只需更改io操作命令即可->

  1. #ifndef _BUFFER_HPP_
  2. #define _BUFFER_HPP_

  4. #include <Arduino.h>
  5. #include "motor.hpp"

  7. #define BLOCK_BUFFER_SIZE 18
  8. #define N_ARC_CORRECTION 25
  9. #define MM_PER_ARC_SEGMENT 2

  11. #define N_AXIS 4
  12. #define E_AXIS 1

  14. #define X_AXIS 0
  15. #define Y_AXIS 1
  16. #define Z_AXIS 2
  17. #define E0_AXIS 3

  19. typedef struct
  20. {

  22.     unsigned long step_event_count; //完成這個block所需走的步數，steps_x, steps_y, steps_z, steps_e的最大值

  24.     long accelerate_until; //梯形曲線中的加速距離，單位steps

  26.     long decelerate_after; //加速和勻速的距離，單位steps

  28.     long acceleration_rate; //加速率，用來計算加速度

  30.     long steps[N_AXIS];     //每個坐標軸所需走的步數
  31.     bool motor_dir[N_AXIS]; //這個block的方向位，“1”反向，“0”正向，每一個位代表一個軸的方向

  33.     unsigned char active_extruder; //所用到的有效的擠出頭

  35.     float nominal_speed; //額定速度，即梯形曲線的勻速階段的速度

  37.     float entry_speed; //進入速度，即從上一個block進入到這個block的速度

  39.     float max_entry_speed; //最大進入速度，進入速度不能超過這個值

  41.     float millimeters; //總路程，單位mm

  43.     float acceleration; //加速度，單位mm/sec^2

  45.     unsigned char recalculate_flag; //連接處重新計算梯形速度曲線的標志

  47.     unsigned char nominal_length_flag; //能達到額定速度的標志

  49.     // Settings for the trapezoid generator梯形速度曲線產生器的設置參數

  51.     unsigned long nominal_rate; //這個block的單位為steps/sec的額定速度

  53.     unsigned long initial_rate; //梯形曲線的初始速度/進入速度，單位steps/sec

  55.     unsigned long final_rate; //梯形曲線的退出速度，單位steps/sec

  57.     unsigned long acceleration_st; //單位為steps/sec^2的加速度

  59.     unsigned long fan_speed; //風扇速度

  61.     //volatile char busy;//正在處理這個block的標志位，“1”表示正在執行這個block

  63. } block_t;

  65. uint8_t plan_next_block_index(uint8_t block_index);
  66. uint8_t plan_check_full_buffer();
  67. bool plan_can_read();
  68. void plan_reset();
  69. void plan_write_block(double *target, long fan_speed);
  70. void plan_read_block();

  72. #endif
復制代碼
  1. #include "main.hpp"

  3. void setup()
  4. {
  5.   Serial.begin(115200);
  6.   motor_init_x_pin();
  7.   motor_init_y_pin();
  8.   motor_init_z_pin();
  9.   motor_init_e0_pin();

  11.   MOTOR_X_ENABLE;
  12.   MOTOR_Y_ENABLE;
  13.   MOTOR_Z_ENABLE;
  14.   MOTOR_E0_ENABLE;
  15.   plan_reset();

  17. timer_init();
  18. double step1[4]={ 100.0,  20.0,  50.0,  100.0, };//XYZE絕對坐標
  19. mc_line(step1,200);
  20. double positionc[4]={30, 0,  0,  0};   //圓弧起點坐標
  21. double tragetc[4]=  {0,  30, 0,  400}; //圓弧終點坐標
  22. double offsetc[3]=  {-30, 0, 0};       //圓心距離起點向量

  24. mc_arc(positionc,  tragetc,     offsetc, X_AXIS,Y_AXIS,Z_AXIS, 10, 30,true,E0_AXIS);
  25. //起點對應指針，終點對應指針，約等于半徑，進給速率，半徑，正逆插補，擠出機擠出量



  29. }


  32. void loop()
  33. {
  34.   // put your main code here, to run repeatedly:
  35. }
復制代碼

代碼下載:
2021_6_18 stepmotor_control.zip (677.86 KB, 下載次數: 56)







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