基于EtherCAT的工業(yè)機(jī)器人通信技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來和智能工廠的發(fā)展方向，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)已經(jīng)朝著開放式、嵌入式、低成本、高速率、重載的方向發(fā)展，而工業(yè)以太網(wǎng)因其速度快、數(shù)據(jù)容量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)和可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)己成為當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。其中EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technoloy）是于2003年由德國 BECKHOFF自動化公司提出，具有高速和高數(shù)據(jù)有效率、支持多種物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、組

2、網(wǎng)簡便等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于高速印刷、注塑、包裝、機(jī)床、焊錫等高速應(yīng)用場合，以及物流、數(shù)據(jù)采集、物料等分布范圍廣的場合。
　　本文以工業(yè)機(jī)器人的通信技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，在全面系統(tǒng)研究工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將EtherCAT總線技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)μC/OS-III結(jié)合，探討EtherCAT通信體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)開發(fā)了低成本、高效率的EtherCAT嵌入式主站控制器，用于實(shí)現(xiàn)對EtherCAT從站設(shè)備的控制。本文重點(diǎn)對EtherCAT嵌入式主站控制

3、器進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。
　　在主站硬件方面使用意法半導(dǎo)體（ST）公司的ARM芯片 STM32F407作為核心處理器，采用以太網(wǎng)MAC控制器芯片DM9000作為網(wǎng)卡芯片，以及其他外部資源組成。在主站軟件方面，采用實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-III作為底層系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)EtherCAT主站協(xié)議，包括多任務(wù)調(diào)度μC/OS-III操作系統(tǒng)的移植、銜接硬件與外設(shè)通信的以太網(wǎng)驅(qū)動設(shè)計(jì)、主站非周期和周期性數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)、分布時(shí)鐘機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。