機(jī)械手是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配等工作。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的場合。 本文分析了機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM和DSP的機(jī)械手?jǐn)?shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運(yùn)行速度快、功耗低、程序設(shè)計(jì)靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時(shí)保證系統(tǒng)的靈活性和實(shí)時(shí)性。DSP作為數(shù)字信號處理的核心器件，能夠?qū)崟r(shí)快速的完成控制算法運(yùn)算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時(shí)間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實(shí)現(xiàn)各種接口的邏輯時(shí)序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進(jìn)行移植，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而提升了其性價(jià)比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點(diǎn)，既滿足高速機(jī)械手自動(dòng)控制的要求，同時(shí)又具有一定的通用性。 通過本課題實(shí)踐表明，基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高發(fā)速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
