基于STM32的二轴激光雕刻机运动控制系统设计

张 赫，裴莉莉，马 军

（1.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西 西安 710068；2.长安大学信息工程学院，陕西 西安 710064；3.兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃 兰州 730050）

激光技术是1960年开始在全世界范围内兴起的一项新技术，对各个领域都产生了一定的吸引力和影响力[1-2]。近年来，基于CNC(Computer Numerical Control)技术的激光雕刻机作为一种高科技产品开始大量出现在国际市场，其应用方向广阔，市场需求量大[3]。激光雕刻机主要组成包括：二氧化碳激光器、专用激光雕刻软件、自动激光雕刻控制系统以及精密的机械设备[4]。具有高速度、高精度、多功率的加工特点，从而兼备雕刻速度快、操作方式简便和出图效果好的优点，并且在一定程度上，解决了手工难以达到的立体效果[5]，并已广泛运用于广告业、建筑业等领域[6]。

我国现代制造业正面临着从“制造”到“智造”转型升级的重大考验，需要对先进的制造技术和智能装备的技术进行攻关[7]。基于以上背景，已有学者开展了对激光雕刻机的研究[8-9]。文献[10]利用Pcomm32动态链接库、MFC类库及控制卡指令等软件编写了电机控制系统软件，实现了对两轴伺服电机运动控制和激光信号发生器等的控制。文献[11]基于STM32 ARM内核设计了一款多轴的通用型数字运动控制系统，解决了系统中速度和位移控制的问题，使运动更加平滑、高效。文献[12]中采用Arduino UNO R3为主控制板，实现了图像实时处理和打印。文献[13]基于Arduino单片机的接口电路以及位于上位机的可重构数控系统，完成对自主开发的激光雕刻机的加工和测试。……