基于ARM和運(yùn)動控制芯片的嵌入式運(yùn)動控制器設(shè)計.pdf

1、在核電鋼制安全殼生產(chǎn)過程中,橢球封頭片鋼板的拼接焊接主要依靠工人手工完成,因此生產(chǎn)效率低,工作環(huán)境惡劣,工人勞動強(qiáng)度高,為此本文設(shè)計了一個嵌入式運(yùn)動控制器,將其應(yīng)用到磁力爬行焊接機(jī)器人中,并使用磁力爬行焊接機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精確的、高質(zhì)量的鋼板焊接。
　　本文以ARM微處理器S3C2440A和運(yùn)動控制芯片PCL6045BL為核心,設(shè)計了磁力爬行焊接機(jī)器人的運(yùn)動控制器。運(yùn)動控制器使用Linux操作系統(tǒng)維護(hù)整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,并提供了CAN總

2、線、UART、USB通信接口以及圖像采集板接口。運(yùn)動控制器在磁力爬行焊接機(jī)器人中是作為主控制器獨(dú)立運(yùn)行的,同時,利用CAN總線接口,也可以作為工業(yè)計算機(jī)的下位機(jī)完成運(yùn)動控制。運(yùn)動控制器具有線性和S曲線加減速、直線和圓弧插補(bǔ)等豐富的運(yùn)動控制功能,可同時控制4個軸運(yùn)動。這些功能通過S3C2440A控制PCL6045BL的寄存器實(shí)現(xiàn)。
　　硬件部分主要包括S3C2440A與存儲器模塊、PCL6045BL運(yùn)動控制模塊、通信模塊、電源與時鐘

3、模塊以及通用I/O接口、LCD接口及JTAG接口。為了縮短開發(fā)周期,S3C2440A與存儲器模塊使用了TX2440核心電路板,其余模塊電路均設(shè)計在運(yùn)動控制板上,其中,PCL6045BL模塊實(shí)現(xiàn)了PCL6045BL與外部應(yīng)用電路的接口,提高了系統(tǒng)抗干擾的能力;通信模塊包括CAN總線通信接口、RS232接口、USB接口,分別實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的CAN總線通信、串口通信和USB通信;通用I/O接口主要用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制器與圖像采集板的連接,LCD接

4、口用于運(yùn)動控制器與LCD液晶顯示屏模塊的連接,JTAG接口用于運(yùn)動控制板與JTAG調(diào)試器的連接。
　　軟件可分為以下幾部分:Linux操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理和分配運(yùn)動控制器的軟件和硬件資源,設(shè)備驅(qū)動是操作系統(tǒng)與運(yùn)動控制器中的各種硬件設(shè)備的接口,應(yīng)用程序則是根據(jù)機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)的焊接功能而編寫的程序代碼,主要目的是實(shí)現(xiàn)焊接過程中各個軸的實(shí)時調(diào)整,完成機(jī)器人的焊縫跟蹤焊接任務(wù)。本文將各種運(yùn)動控制函數(shù)封裝成API函數(shù)庫,方便應(yīng)用程序的開發(fā)。