基于STM32擺盤機的研究目錄TOC\t"章節標題,1,1級標題,2,2級標題,3"\h\u1引言 11.1選題的研究依據、意義和現狀 11.1.1研究依據 11.1.2研究意義 11.1.3選題的國內外研究現狀 21.2選題的主要研究內容 31.2.1擺盤機的結構設計與搭建 31.2.2擺盤機的運動控制 32擺盤機的設計 42.1擺盤機的介紹 42.2擺盤機結構設計 42.3PWM脈沖驅動步進電機運動 52.3.1STM32F103C8T6介紹 52.3.1PWM脈沖驅動步進電機 62.4擺盤機電機及對應驅動器、限位器選擇 92.4.1擺盤機四軸驅動電機及驅動器選擇 92.4.2擺盤機四軸限位器選擇與使用 113擺盤機的運動核心——GRBL系統 133.1GRBL系統 133.1.1GRBL系統的介紹與控制思想 133.1.2GRBL系統的軟件架構 143.2GRBL系統的算法 153.2.1GRBL系統的直線bresenham算法 153.2.2GRBL系統的圓弧插補算法 163.2.3GRBL系統的前瞻算法 174擺盤機的操作系統 194.1擺盤機的上位機 194.2擺盤機的實物調試 19總結 21參考文獻 22致謝 23摘要：伴隨著電子信息技術和制造業的快速發展，設計一款基于STM32的擺盤機系統來提高工業制造效率顯得極為重要。本系統利用USART串口接收標準的數控程序指令G代碼，通過移植CNC運動控制器GRBL到擺盤機控制器STM32F103C8T6中控制各軸步進電機協同工作，實現擺盤機的精準控制。將數控機床中精準的直線插補、圓弧插補、前瞻算法功能運用到擺盤機中，提高控制精度，實現擺盤機的快速響應和平穩運行。本系統在電子行業、醫療設備、食品加工行業都有很好的實用價值，適合現代電子信息自動化產業領域的發展要求。關鍵詞:擺盤機；STM32F103C8T6；GRBL；運動控制；脈沖驅動1引言本章講述本題目研究的依據、意義和國內外研究現狀；以及本題目研究的內容。1.1選題的研究依據、意義和現狀1.1.1研究依據全自動擺盤機技術的應用范圍十分廣泛。它不僅應用于傳統的電子行業，還被廣泛應用于芯片制造，航空航天，醫療設備等行業。在農業，食品加工行業及其他領域中也有著廣泛的運用。驅動控制技術的發展為全自動擺盤機的發展起到決定性作用。目前，自動擺盤機主要有旋轉溜管式自動排放機和基于機器視覺的自動分揀機器人兩種形式REF_Ref22123\r\h[1]。1.1.2研究意義在當下科學技術不斷進步的社會，電子信息行業也在快速發展著，并且加上計算機技術的日漸成熟，電子信息技術也應用于社會生產生活中。吸頭和比色杯都是生物化學實驗室用品，它廣泛運用于生物研究和基因研究REF_Ref22195\r\h[2]。實驗室中這兩種用具的使用頻率非常高。但是在中國生產實驗用具的企業中，其生產流水線的智能化還未發展起來，仍然是人力進行生產，這不但導致制造效率低而且很難達到較高的精確度，與國外發達國家相比仍存在較大差距。除此之外，隨著實驗用具的國內外市場份額不斷增加，如果我國仍采用人力來進行擺盤制造，不僅會制約其余大多數行業的發展，而且企業的市場競爭力也會急劇下降，和其他國家地區的產品相比，他們競爭力很低，既沒有價格優勢，也沒有產品質量優勢。在社會生活方面，現代食品生產企業中，食品生產線的擺放，分類工作還是主要由工人手工完成，手動工作的方式不僅會大大增加人力成本，也會降低工作效率，并且生產過程中人手直接接觸食品還會有可能出現衛生健康問題。由此，在當前研發出一種全自動擺盤機來代替人工進行制造顯得很有必要。因此，擺盤機的研究對生物醫學器件制造和食品加工等領域的研究發展有著很大的理論意義和現實意義。1.1.3選題的國內外研究現狀當前，擺盤機的核心技術在于通過將開源CNC(ComputerNumericalControl)運動控制器GRBL(GNURoboticControlBoardLanguage)系統移植到STM32F103C8T6來實現擺盤機的運動控制REF_Ref14333\r\h[3]。CNC代表計算機數控。它將自動化場景帶到了加工過程領域REF_Ref14386\r\h[4]。數控GRBL系統是全軟件式數控系統的核心?，F在幾乎所有的自動化工廠車間中數控機床通常使用G代碼來控制機床對工件的加工。G代碼能為控制系統提供加工時需要的數據塊。并且G代碼解釋器的開放性、可移植性、易讀性、高效性也足夠說明為什么說G代碼能成為生產線自動化的基礎REF_Ref14444\r\h[5]。擺盤機控制系統中尤為重要的是實時控制各軸步進電機和主軸。當前，CNC運動控制器GRBL具有很強的實時操作性和信息反饋。這能夠實現擺盤機對擺盤動作和擺盤速度等通用操作的要求，滿足其實時性。另外，擺盤機在饅頭加工方面的應用也極為廣泛，鄭州糧食學院于80年代研發了MTX-250型饅頭自動生產線，通過實驗驗證，表明其生產線自動化程度較高[6]。90年代，饅頭生產線中的主要設備，如和面機、成型機和揉面機等的研究已經非常成熟。從20世紀以來,科研工作者通過應用先進的科學技術，設計制造出了智能化的仿人工饅頭自動生產線REF_Ref22161\r\h[7]。但是饅頭的全自動生產線成本較高，并不適于市場的廣泛推廣。饅頭胚自動擺放機作為工業化生產饅頭的關鍵設備，科研人員對其的研究卻少之又少。九十年代，周全申、朱克慶等先后研究出了旋轉推板式生面團自動排放機構REF_Ref22197\r\h[8]和旋轉溜管式生面團自動排放機REF_Ref22220\r\h[9]。但兩種機器都有較大的缺陷，很難大范圍普遍應用。1.2選題的主要研究內容本選題的研究對象為基于STM32的擺盤機，其研究的主要內容有以下三方面，其一為擺盤機的結構設計并進行平臺搭建；其二為CNC運動驅動GRBL系統移植到STM32F103C8T6中對于擺盤機的運動控制；其三為擺盤機平臺的運動。1.2.1擺盤機的結構設計與搭建此擺盤機平臺采用17HS3401-A步進電機滑軌組控制X、Y軸，HGX28型滑軌組控制Z軸,主軸則用20型空心步進電機搭配氣泵吸頭吸取目標物，來進行主要結構搭建。并且各軸還搭配了SN04-N限位器，擺盤機的控制器則采用STM32F103C8T6最小系統控制板。在進行搭建時，對于各軸的擺放位置，距離設置，傳感器的選擇，驅動的選擇以及搭建成本都是選題需要考慮的內容。在進行搭建時，需要綜合考慮各個方面，合理設置平臺方式以更好滿足選題要求。此擺盤機需要有平穩的底部支撐，比較低的成本，比較合理的結構等，因此在搭建時需要考慮它的可行性，便利性，從而制定合適的搭建策略。1.2.2擺盤機的運動控制為保證擺盤機的各軸正常且準確地工作，就需要在硬件上和軟件上對擺盤機的運動進行有規律地控制。軌跡運行是實現擺盤機自動操作的關鍵，它的優勢在于可以提高擺盤機的運動精度，從而保證擺盤機擺盤的正確性，減少誤差。在制造生產過程中，擺盤機需要高精度，更加安全地完成操作任務，這就需要一套完備、正確的的路徑規劃方案和合適的、優秀的算法來控制。因此，目前廣泛應用的CNC運動控制器GRBL很好地保證了運動的精確性和安全性。在此系統中，通過將GRBL移植到STM32F103C8T6中作為擺盤機的控制器來提高擺盤機運行的準確性和可靠性，并且可以減少擺盤機的功耗，提高它的復位準確率。此外，擺盤機控制算法還能夠防止擺盤機運行過快，損耗平臺。2擺盤機的設計本章講述擺盤機的整體設計部分，該擺盤機為四軸三自由度擺盤機。擺盤機整體大致可以分為三個部分，一是擺盤機的機械結構，二是控制擺盤機各軸的四個驅動電機，三是擺盤機的硬件控制系統。2.1擺盤機的介紹擺盤機共有四軸，其中，X，Y軸運動決定了擺盤機二維的工作范圍，Z軸控制主軸電機及固定組件的豎直方向移動，主軸電機驅動控制擺盤機工作時需要的角度。因此，本擺盤機共有四個自由度，可以進行平面內高度可調擺盤加工任務。2.2擺盤機結構設計擺盤機機身采用類似于龍門架的結構設計，機械部分包括工作臺、X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機和主軸電機，然后將各個硬件搭建成龍門架的樣式，在進行硬件設計的過程中，還需要考慮到擺盤機各軸之間的聯系以及運動范圍，因此要設計一個合適的硬件結構。以下為部分零件的介紹：圖2-1：為擺盤機的底座構件，左、右兩邊會放置控制前后運動的滑軌，在此基礎上繼續在后上方放置一個滑軌，通過三個滑軌的相互配合，控制擺盤機的X，Y軸運動。圖2-2：為擺盤機的Z軸構件，通過滑軌和步進電機連接組成滑軌組，滑軌組上搭載主軸固定件固定主軸，可通過步進電機的驅動帶動擺盤機的Z軸運動即主軸上下移動。圖2-3：為擺盤機的主軸控制器，通過電機驅動旋轉進行合適的角度選擇后進行擺盤操作。圖2-4：為擺盤機的運動控制限位器，通過檢測到傳感響應來進行原點復位，停止三軸驅動和末端控制器的運行，防止擺盤機的損壞。圖2-2擺盤機的Z軸滑軌組圖圖2-2擺盤機的Z軸滑軌組圖2-1擺盤機的X、Y軸底座圖圖2-3擺盤機的主軸圖片圖2-4擺盤機的限位器圖片2.3PWM脈沖驅動步進電機運動擺盤機的運動驅動控制是通過STM32F103C8T6的I/O引腳輸出產生PWM波形脈沖然后使用TB6600驅動器驅動步進電機進而控制擺盤機各軸的協同運動。2.3.1STM32F103C8T6介紹STM32F103C8T6最小系統板是一款基于Cortex-M的32位微控制器。它具有64KB閃存，工作電壓為2.0V~3.6V，可工作在72MHz頻率下。該開發板集成了STM32F103C8T6微控制器的核心部分，并且具有豐富的外設和強大的處理能力。 圖2-5STM32F103C8T6最小系統板STM32F103C8T6微控制器如圖2-5所示；圖2-5STM32F103C8T6最小系統板2.3.1PWM脈沖驅動步進電機PWM（pulsewidthmodulation）的中文是脈沖寬度調制，它主要是通過對脈沖的寬度進行調制，來獲得所需要的模擬參量，經常應用在步進電機驅動、PWM調光領域中。利用PWM脈沖來驅動步進電機是一種常用的控制方式，PWM脈沖信號會產生一定頻率的脈沖，其中每個脈沖的寬度則是通過占空比來確定的。如果占空比越大即高電平所在時間長，則脈沖寬度越寬，進而加快步進電機的速度；若占空比越小即高電平所在時間短，則脈沖寬度越窄，進而減慢步進電機的速度。當PWM信號的脈沖出現時，步進電機會按照設定的步進角度旋轉一定的步數。PWM頻率越高，電機轉動則越順暢。通過來回改變PWM信號的頻率占空比，可以提高步進電機控制的精確性，如調整轉速、改變運動方向等。同時，為了保證步進電機的正常工作，還需要合理選擇電機的電流、電壓等驅動參數。PWM脈沖驅動步進電機的代碼如圖2-6、圖2-7所示，實物運行如圖2-8所示。圖2-6PWM脈沖產生代碼圖2-6PWM脈沖產生代碼圖2-7步進電機驅動代碼圖2-7步進電機驅動代碼圖2-8步進電機驅動實物圖圖2-8步進電機驅動實物圖2.4擺盤機電機及對應驅動器、限位器選擇電機驅動是擺盤機系統中硬件的關鍵，因此，在驅動電機時要考慮到各軸步進電機的尺寸大小、步進角度，扭矩以及額定電壓、電流、功率等方面。2.4.1擺盤機四軸驅動電機及驅動器選擇X、Y、Z三軸控制擺盤機的空間維度的運動，驅動擺盤機的機械結構運轉，主軸控制擺盤機的最終擺盤功能。擺盤機因此需要相對合適的步距角，恰當的尺寸大小以及較低的搭建成本等因素。因此考慮以上各方面因素，最終選擇步進電機作為驅動電機。與舵機相比，步進電機有著更高的控制精度、更穩定的工作性能，更加平穩、大范圍的驅動角度。能滿足擺盤機系統的控制要求；而且它的價格，大小都適合本系統。X、Y軸采用17HS3401-A型步進電機，其步距角為1.8°，扭矩為0.3N*m，額定電流為1.2A。如圖2-9所示。Z軸的驅動電機采用2830步進電機如圖2-10所示。圖圖2-917HS3401-A型步進電機圖2-102830型步進電機主軸末端執行器為一氣泵吸頭，用于吸取物件，因此需要空心的步進電機。并且步進電機也需要足夠的扭矩和控制精度，最后選擇采用20空心步進電機，它擁有微型中空電機，并且有雙出軸電機孔徑能連接氣泵與吸頭做出吸取動作，并且精度高、價格較低，尺寸較小，能滿足電機要求。20空心步進電機如圖2-11所示。圖2-1120空心步進電機圖2-1120空心步進電機為確保步進電機能正常有效工作，一般都要為步進電機選擇合適的驅動器，本系統選擇采用TB6600驅動器。TB6600驅動器是一款適用于57/42型相電流4.0A以下的A,B相位混合式步進電機的驅動器，TB6600具有高性能和高精度的特點。并且TB6600內部還有低壓關斷、過熱停車以及過流電路保護功能，此外還設有短路保護功能適用于各種工作環境。TB6600的輸出性能可達42V，能夠滿足大多數步進電機的驅動需求。此外，TB6600可選擇7檔細分設置、8種電流控制；信號端也能防止信號干擾，并且支持共陰、共陽兩種信號輸入方式。同時，TB6600不需要復雜的界面編程，能夠兼容STM32、Arduino和其他多種主控器使得整個驅動過程更加方便和快捷，這也是它的一大優點。TB6600驅動板如圖2-12所示：圖2-12TB6600驅動器圖2-12TB6600驅動器2.4.2擺盤機四軸限位器選擇與使用擺盤機的各軸運動范圍是有距離限制的，為了能夠使各軸運動的更加安全，防止各軸在運動過程中因超出運動范圍而撞擊軌道，破壞擺盤機的硬件結構；并且擺盤機的工作要求是能夠更加高精度進行擺盤，因此為各軸添加限位器能夠更好地進行主軸的原點歸位。此外，在選擇限位器時，要考慮到限位器的實現電壓、精度以及體積大小和使用成本等。因此選擇了SN04-N接近開關，如圖2-13、2-114所示。SN04-N是一個電感接近開關，其輸出引線由三條顏色線，其分別為棕色線（工作電源線）、藍色線（GND地線）、黑色（輸出信號線），它的工作電壓范圍為DC5V-30V，工作電流為5mA,檢測金屬的距離是4mm。擺盤機系統所選限位器的是SN04-N三線NPN型常開接近開關，此限位器的特點是正極都接+5V，輸出線輸出的信號為低電平；其在無信號觸發時，信號輸出線的輸出端為空，當有信號輸入觸發時，信號輸出線則輸出低電平。之后當擺盤機的主控芯片接收到限位開關的輸出信號，芯片主函數處理就跳轉到中斷函數里，進行中斷函數處理使運動軸停止運動或反轉。此過程的運行代碼如圖2-15、2-16所示。圖圖2-15限位器設置運行代碼圖片1圖2-16限位器設置運行代碼圖片2圖2-16限位器設置運行代碼圖片23擺盤機的運動核心——GRBL系統擺盤機系統的控制芯片是STM32F103C8T6最小系統板，但是其核心控制器是常用于CNC的控制器GRBL系統，本章主要介紹GRBL的基本架構和其算法中的直線bresenham、圓弧和前瞻等算法。3.1GRBL系統GRBL是一個現代化的嵌入式G代碼編譯和運動控制器的開源代碼，專門用于控制CNC數控類工具。GRBL是一種針對于Arduino的高性能的、可靠的CNC控制軟件REF_Ref30302\r\h[10]。3.1.1GRBL系統的介紹與控制思想GRBL開源代碼的基本編寫語言為C語言，之后進行代碼優化，它可以保持超過30kHz的穩定的、無偏差的控制脈沖，能支持進行弧線、圓形和螺旋形等運動方式，并且包含完整的前瞻性加速度控制，可提前16-20個運動來規劃速度從而實現平穩的加速和無沖擊的轉彎REF_Ref30371\r\h[11]。GRBL系統的控制流程如圖3-1所示。圖圖3-1GRBL控制源碼的流程圖GRBL語言的控制思想是以嵌入式程序控制為控制核心，通過解釋器來實現G代碼的解析和轉換。在執行G代碼時，GRBL首先會讀取G代碼，并將其解析為機器語言指令。隨后，GRBL將機器語言指令發送到CNC控制器，控制器對其進行解釋，并在運動系統中執行相關操作。通過這種方式，GRBL可以控制CNC數控機床的運動，來實現特定的加工操作。除此之外，GRBL還具有一些重要的控制思想：如GRBL支持實時性的控制，可以在運動過程中及時調整控制參數或停止運動，從而提高加工效率和精度。GRBL可以根據機床的加工狀態自動調整運動速度，從而實現更加精準的加工，避免材料損壞等問題。GRBL也可以通過使用恰當的控制算法，可以實現靜音運行，減少噪音污染。GRBL還可以實現直線插補算法等，從而實現復雜加工路徑的控制，在CNC機床或3D打印機中實現高度精準的加工和控制。3.1.2GRBL系統的軟件架構GRBL語言的基本架構可以分為以下幾個部分；分別為串口通信模塊(serial)、主循環模塊(protocol和gcode)、運動規劃模塊(MotionControl和planner)、運動模塊(stepper、spindle)、輸入控制模塊(system)、參數設置模塊和輔助模塊。GRBL軟件架構圖如圖3-2所示。圖圖3-2GRBL軟件架構圖protocol模塊從serial串口模塊接收指令后并把它們傳送到Gcode模塊執行，隨后gcode解析完發送移動命令給motion_control模塊和spindle_control(主軸控制)。Motion_control模塊為步進電機驅動提供公共接口，planner模塊從上一級模塊中接收線性移動指令并且把它們添加到準備運動的計劃中，即數據緩存區計算下次運動數據，然后planner給stepper模塊傳送指令，隨后stepper模塊按計劃控制步進電機協同各軸執行移動命令。3.2GRBL系統的算法GRBL的算法部分可以說是從mc_arc函數開始的。首先，mc_arc會將圓分成小線段，并計算小線段的起始和終止坐標；其次，mc_line函數會將線段與線段之間的切換速度進行計算；接下來，planner_recalculate()函數將基于速度和前瞻算法，設定線段的最佳起始速度和結束時速度；最后，st_prep_buffer()函數中的梯形算法會將速度進行換算，然后通過定時器改變輸出的頻率，最后作用到各軸步進電機。3.2.1GRBL系統的直線bresenham算法GRBL使用了經典的bresenham直線插值算法，其通過誤差式判別的方法來選取下一步繪制直線所到達的像素點。然后通過綜合計算出直線上所有像素點的坐標來實現直線繪制。直線bresenham插值算法的實現是因為像素坐標的整數性，數學坐標與所取像素點的坐標會有稍許誤差。若假設直線的斜率為0-1之間，隨后先把路徑進行柵格化，然后x軸每增加一步，y軸就會做出選擇，可能是當前像素點的右上臨近點，要么可能是當前坐標像素點的右臨近點。但是選取下一步的坐標點則關乎實際直線和最近柵格的距離。如果當d=0;且每前進一步的d=d+k,若d的值大于0.5，則下一步坐標點選擇右上臨近點，同時d變為d-1，否則選取右邊的坐標點。若是其他斜率，則可以通過交換軸的位置進行同樣算法，到畫線時再進行還原。如圖3-3所示。圖圖3-3brehensam直線插補算法在GRBL中，通過bresenham算法的運算結果來對比實際的路徑與指令中設定的路徑進行校正，力求達到高精度運動。3.2.2GRBL系統的圓弧插補算法GRBL圓弧插補算法的基本思想是將圓弧劃分成盡可能多的小線段。如果小線段越多，則任意兩點連接而成的小線段到圓弧的最大距離arc_tolerance越小，則圓弧插補的精確度越高。GRBL圓弧插補算法的實現則需要首先求解得出圓心點的坐標，然后調用mc_arc函數處理后續數據，首選求得圓心到起始點的向量a(x0,y0)，再計算圓心到終止點的向量b(x1,y1)；隨后計算兩向量的夾角(逆時針為正)θ，數值為式3.2.1。（3.2.1）接下來由θ判斷移動方向，然后計算圓弧可以分為多少條小線段。如圖3-4中所示，其中從啟始坐標到終止坐標之間的弧長為S，圓的半徑為r，兩坐標之間的夾角為θ，arc_tolerance為兩點線段距圓弧的最大距離，由式3.2.2可得出式3.2.3，則segments=總弧長/小線段長。由此可知圓弧可分為segments條小線段。圖3-圖3-4圓弧的插補算法圖(3.2.2）（3.2.3）細分后，每一段圓弧對應的弧度制的大小為x=θ/segments;又由三角函數的泰勒展開式3.2.4可知sinx與cosx的泰勒展開，接下來計算圓心與每一條小線段的夾角t的cost與sint，則得到式3.2.5，然后用極坐標求解每一條小線段的起始點坐標和終點坐標，最后轉入到mc_line函數，進入前瞻算法。 （3.2.4）（3.2.4）（3.2.5）（3.2.5）3.2.3GRBL系統的前瞻算法GRBL的速度前瞻是一種控制機器人、3D打印機、CNC等設備運動的算法，其目的是通過提前規劃機器移動的速度和加速度曲線，減少機器的軌跡誤差，提高機器的性能和運行效率。加減速合理控制是數控系統實現高速、高精度加工的保證REF_Ref30645\r\h[12]。速度前瞻算法位于直線算法、圓弧插補算法之后。首先是通過plan_buffer_line函數進行拐點處的速度計算。然后block_buffer函數保存了線段前瞻數據，這里則需要通過block指針進行數據操作。block->steps[idx]是當前位置到目標位置之間的步數，block->step_event_count表示所有軸方向中的最大步數。然后可以通過delat_mm函數將每個軸方向移動的步數換算成毫米。速度前瞻算法將會通過移動計算軸移動的步數和當前線段即每毫米所需移動步數，然后將最遠軸距離作為溢出標志量；接下來計算真移動距離用來計算線段夾角，隨后進行方向判斷，計算空間距離為計算兩線段夾角做準備。接下來則求線段的最大速度和最大加速度，最后求得線段夾角進而計算銜接點最大安全進近速度。GRBL的速度前瞻算法可以有效地降低機器的的運動噪聲和工作時間，進一步提高工作的平穩性和準確性，同時也可以極大增加機器的運行速度和生產效率。4擺盤機的操作系統本章介紹如何通過上位機對擺盤機進行操作和實物調試。4.1擺盤機的上位機為了能更好地對擺盤機進行操作，則需要選擇采用上位機的方式控制軟件對擺盤機進行操作，本系統的上位機采用的是機械臂大師軟件，此軟件擁有合理的操作畫面規劃和布局，可以很快地掌握上位機對于擺盤機的操作。首先，通過串口通信協議與運動控制器連接并進行控制，上位機控制軟件能單獨控制某軸的前進與后退；其次，上位機控制軟件還能對擺盤機的坐標原點和運動方向、運動參數等基礎性功能進行控制。但這些功能都需要GRBL命令來使用。GRBL命令都可以通過上位機中的窗口調試助手進行查看。其中GRBL的命令能分為以‘$’開頭的系統指令和非‘$’開頭的實時控制命令。系統命令一般用來執行機構，例如：安全門、重置、暫停、恢復等。例如：通過輸入$$指令可以打印設置運行參數配置，輸入$H將進行歸位操作。部分系統命令如圖表1所示。表1系統命令碼及說明（部分）系統命令碼功能說明$$顯示GRBL運行參數配置$N顯示啟動G代碼，可以有多行$G顯示一些特殊G代碼需要的參數$x=value設置GRBL參數并保存到Room中$H三軸歸位$X消除警告時的鎖狀態4.2擺盤機的實物調試本系統的實物圖如圖4.1所示，其操作步驟為將擺盤機的主控芯片STM32F103C8T6芯片通過TTL轉USB接到電腦，接著打開上位機軟件選擇正確的端口、設置窗口數據位和波特率，連接后會接收到GRBL的提示信息，然后輸入$調試正確，接著發送$H指令是擺盤機進行歸位，啟動完成后，可以通過控制軟件界面的X+,X-,Y+,Y-鍵來單獨控制X、Y軸的前后左右移動。其次也可以在串口調試區給出芯片最終放置位置的坐標G代碼控制擺盤機運行到擺放位置完成擺放。軟件調試界面如圖4-2所示。圖4-1擺盤機的全貌圖圖4-1擺盤機的全貌圖圖4-2機械臂大師控制軟件圖片圖4-2機械臂大師控制軟件圖片在調試過程中，由于機械零件和環境影響，擺盤機的位置移動會有偏差，導致定位不準。除此之外，對芯片的抓取工作現如今還需手動調節氣泵開關控制。所以，在接下來的學習研究上我還需繼續完善機械零件的構造情況，減少誤差；通過對知識的深入學習，解決通過軟件控制氣泵抓取的過程?？偨Y本文從擺盤機的設計與搭建開始，在硬件選擇方面，本系統的主要構造都是使用穩定性好、性能優良且低成本的步進電機滑