多關節(jié)機器人在工業(yè)上已經(jīng)得到了非常廣泛的應用，并且以后會用在越來越多的其他領域。多軸控制系統(tǒng)作為多關節(jié)機器人的核心，發(fā)展也十分迅速。傳統(tǒng)的多軸控制器體積比較龐大，擴展性不好。在工業(yè)4.0的時代，多軸控制系統(tǒng)也越來越智能，同時體積也在逐步減小，并且能夠聯(lián)網(wǎng)。EtherCAT現(xiàn)場總線是一種新興工業(yè)實時以太網(wǎng)總線，經(jīng)過多年的技術發(fā)展，在通訊速度，拓撲結(jié)構(gòu)等領域已經(jīng)具有非常獨特的優(yōu)勢。本課題的工作主要是將EtherCAT現(xiàn)場總線技術應用在多軸控制系統(tǒng)中，利用其技術優(yōu)勢，進一步提高多軸控制器的擴展性和靈活性，使控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化。 本研究首先分析了多軸控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，介紹了EtherCAT現(xiàn)場總線技術，在此基礎上，確立了多軸控制系統(tǒng)的開發(fā)架構(gòu)以及開發(fā)方法。然后，課題設計完成了基于ET1100的通訊板。在此通訊板的基礎上，使用STM32單片機作為EtherCAT應用層控制芯片，設計并完成了數(shù)字輸入輸出部分和模擬輸入輸出部分的軟硬件。同時，為了達到工業(yè)現(xiàn)場的要求，設計著重考慮了安裝的便利性，熱插拔功能以及抗干擾性。接著，課題以實驗室雕刻機為控制對象，以PC機作為EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT軟件中設計實現(xiàn)了雕刻機的正逆運動學算法，并設計實現(xiàn)人機界面。同時，課題使用ADS通訊接口與C＃高級語言進行通訊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交互。為了更加方便實現(xiàn)人機交互，課題也基于.NET架構(gòu)設計了人機界面，這樣方便Windows平臺對多軸系統(tǒng)的直接或者遠程控制。最后，在雕刻機平臺上對設計的多軸控制系統(tǒng)進行調(diào)試和實驗，同時對多軸之間的同步性能進行測試，完成了雕刻機的單軸運動，點動運動，多軸聯(lián)動以及示教運動，并且多軸之間的實時性在微秒級。
標簽：
ethercat
總線
人機交互
計算機技術
上傳時間：
2022-05-29
上傳用戶：qingfengchizhu
