嵌入式多轴运动控制器的开发与应用

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要运动控制器在运动控制系统中处于核心的支配地位。随着运动控制技术的不断进步和完善，开放式、高性能、低成本、通用嵌入式运动控制器的研究与应用成为市场的必然需求。论文的主要目标是建立一种适用于数控系统和机器人的高性能、低成本、通用嵌入式运动控制器的基础软、硬件平台并对其应用进行研究。论文做了如下四个方面的工作。首先，在研究运动控制系统的基础上，比较了几种运动控制器方案，提出基于嵌入式ARM微控器和专用运动控制DSP来设计适用于机床数控和机器人控制的通用的多轴嵌入式运动控制器的方案。其次，规划了运动控制器的硬

2、件体系，设计了基于MCX314A和LPC2214的通用多轴联动嵌入式运动控制器的硬件。研究了LPC2214对MCX314A的操作方法，设计了运动控制器的基础软件。然后，研究了运动控制器应用于铣床数控改造的应用方法，改造后的数控铣床能正确实现CNC代码的效果。最后，研究了运动控制器应用于天府I型机器人的应用方法。分析天府I型机器人控制器的基本结构，提出替换原TF一1型机器人控制器的策略。研究了天府I型机器人的正、逆运动学特性。设计并实现了示教再现方式下点位控制的软、硬件。关键词：运动控制器数控机器人MCX314AARM微控器西南科技大学硕士研

3、究生学位论文第1I页AbstractAmotionControllerusuallydominatesinamotioncontrolsystem．Asthemotioncontroltechnologiesprogresscontinuallyandachievematuration，theresearchandappliactionofopenarchitecture，highperformance，lowcostandgeneral-purposeembeddedmotioncontrollersbecometheinevitable

4、demandofthemarket．ThemainaimofthisthesisistoestablishakindofSOftwareandhardwareplatformofhighperformance，lowcostandgeneralpurposeembeddedmotioncontroller。whichsuitesfornumericalcontrolandrobotcontr01．Thisthesismainlyachievesthefollowingfoorresults．Firstly,severalmotioncont

5、rollersolutionsarecomparedwitheachotherafterresearchofthemotioncontrolsystems．Thenthisthesispresentsanembeddedmulti—axesmotiongeneral—purposecontrollersolutionbasedonembeddedARMMCUanddelicatedDSPchipformotioncontrol，whichsuitesfornumericalcontrolandrobotcontr01．Secondly,th

6、ehardwarearchitectureofmotioncontroiiSplannedout．ThehardwareofmotioncontrolbasedonMCX314AandARMMCUiSdesigned．AndthenthemethodtooperateMCX314Aisresearched．ThebasicSOftwareofmotioncontrolisdesigned．Thirdly,themethodhowtoapplythemotioncontrollertomillingmachinereformisresearc

7、hed．Themillingmachinecanperfotin也eCNCcodeandachievethecodeeffect．Finally,theapplicationmethodhowtoapplythemotioncontrollertoTF-1robotiSresearched．ThestructureofTF-1robotiSanalyzedandareplaceablestrategyispresented．Thepositiveandinversekinematicssolutionisobtained．Andthenth

8、esoftwareandhardwareofTF一1robotunderteach．playmodeiSdesignedandimplemented．Keywords：motio