基于ARM和運動控制芯片的嵌入式運動控制器設計.pdf

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

2、線、UART、USB通信接口以及圖像采集板接口。運動控制器在磁力爬行焊接機器人中是作為主控制器獨立運行的,同時,利用CAN總線接口,也可以作為工業(yè)計算機的下位機完成運動控制。運動控制器具有線性和S曲線加減速、直線和圓弧插補等豐富的運動控制功能,可同時控制4個軸運動。這些功能通過S3C2440A控制PCL6045BL的寄存器實現(xiàn)。
　　硬件部分主要包括S3C2440A與存儲器模塊、PCL6045BL運動控制模塊、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,其余模塊電路均設計在運動控制板上,其中,PCL6045BL模塊實現(xiàn)了PCL6045BL與外部應用電路的接口,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,分別實現(xiàn)與外部設備的CAN總線通信、串口通信和USB通信;通用I/O接口主要用于實現(xiàn)運動控制器與圖像采集板的連接,LCD接

4、口用于運動控制器與LCD液晶顯示屏模塊的連接,JTAG接口用于運動控制板與JTAG調試器的連接。
　　軟件可分為以下幾部分:Linux操作系統(tǒng)負責管理和分配運動控制器的軟件和硬件資源,設備驅動是操作系統(tǒng)與運動控制器中的各種硬件設備的接口,應用程序則是根據機器人需要實現(xiàn)的焊接功能而編寫的程序代碼,主要目的是實現(xiàn)焊接過程中各個軸的實時調整,完成機器人的焊縫跟蹤焊接任務。本文將各種運動控制函數封裝成API函數庫,方便應用程序的開發(fā)。