基于TMS320F2812多轴运动控制系统

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1、第３７卷第６期应用科技Ｖｏｌ．３７，№．６２０１０年６月ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｎ．２０１０ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－６７１Ｘ．２０１０．０６．００３基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２多轴运动控制系统王宗义，李培正（哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：针对开放式多轴运动控制系统的发展趋势及要求，提出了一种以ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２为核心，ＣＡＮ总线为通信标准的分布式控制结构．详细介绍了系统的功能，硬件设计和软件结构图．该控制系统具有开放

2、性，实时性和模块化等优点，并可应用于切割机器人中．在运行过程中，控制系统运行良好，达到了设计目标，具有广阔的应用前景．关键词：多轴运动控制；ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２；位置控制；ＣＡＮ总线中图分类号：ＴＰ２４２文献标识码：Ａ文章编号：１００９－６７１Ｘ（２０１０）０６－０００８－０５Themulti-axiscontrolsystembasedonTMS３２０F２８１２ＷＡＮＧＺｏｎｇ-ｙｉ，ＬＩＰｅｉ-ｚｈｅｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔ

3、ｙ，Ｈａｒｂｉｎ，１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄａｎｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｏｐｅｎｍｕｌｔｉ-ａｘｉｓｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｆｒａｍｅ-ｗｏｒｋｗｈｉｃｈｔａｋｅｓＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ａｓａｃｏｒｅａｎｄＣＡＮｂｕｓａｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ．Ｓｙｓ-ｔｅｍｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅ

4、ｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｙｔｅｍｈａｓｃｈａｒａｃｔｅｒ-ｉｓｔｉｃｓｏｆｏｐｅｎ，ｒｅａｌ-ｔｉｍｅａｎｄｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｉｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅＣｕｔｔｉｎｇＲｏｂｏｔ．Ｏｐｅｒａ-ｔｉｏｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｓｈｏｗｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍｓｐｅｒｆｅｃｔｌｙａｎｄｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｇｏａｌ，ａｎｄｉｔｈａｓａｇｏｏｄｆｏｒｅ-ｇｒｏｕｎｄ．Ke

5、ywords：ｍｕｌｔｉ-ａｘｉｓｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２；ｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ＣＡＮｂｕｓ轴运动控制系统已经广泛应用于数控机床、工了满意的结果，进一步验证了它的可靠性和可行性．业机器人和各种军用武器随动系统中．多轴运动控１控制系统结构总体设计制系统同步性能的好坏直接影响到产品的品质和性能．传统的多轴运动控制系统采用的是专用的计算基于ＤＳＰ的多轴运动控制系统采用分布式控机加多单片机－多控制回路的封闭式并行结构．此类制结构，整个控制系统分上位机和下位机２大部分，控制器

6、在高速、高精度和多轴同步运动控制等方面上位机和下位机通过ＣＡＮ总线进行数据传输．应用存在着难以逾越的技术瓶颈．为此采用了“ＰＣ机＋于切割机器人的多轴运动控制系统总体结构图如图ＤＳＰ运动控制器”的开放式结构以此实现多轴的高１所示．速、高精度控制，其核心芯片采用美国ＴＩ公司的３２上位机中硬件主要包括２个部分：工业级位定点ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２（１５０ＭＨｚ），可使系统的多轴ＰＣ１０４和ＣＡＮ卡．ＰＣ机选用盛博科技的ＰＣ１０４计控制指令集合在一个中断周期内完成，从而克服了算机，ＣＡＮ卡选用周立功公司的ＰＣ１０

7、４ＣＡＮ，主要完［１］传统的并行结构在本质上的同步控制瓶颈．同成路径规划和人机交互任务功能．时，上位机、下位机２部分控制程序可以用高级语言下位机ＤＳＰ多轴运动控制器以模块化方式扩实现分块独立开发，有效地缩短了开发周期．文中设展数据存储、按键处理、脉冲发生器、Ｉ／Ｏ开关量、液计的多轴运动控制系统应用在切割机器人中，取得晶显示等功能，形成功能完整的控制系统．在这种方收稿日期：２００９-０９-２５．作者简介：王宗义（１９６４-），男，教授，主要研究方向：测制导与控制技术，Ｅ-ｍａｉｌ：ｚｙｗａｎｇ＠ｈｒｂｅｕ

8、．ｅｄｕ．ｃｎ．第４期王宗义，等：基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２多轴运动控制系统·９·式中，ＤＳＰ多轴运动控制器独立实现所有电机的同点间命令传送、数据传送等．步运动和管理功能．３）数据存储模块负责记录上位机下发给各个节点的数据表，并在自动运行时，按照一定顺序读出数据表，根据命令进行执行．４）脉冲发生器模块负责脉冲输出，并将脉冲信号进行放大、驱动处理，供给电机驱动器．５）手操器按键处理模块负责对远处手操器的信息进行辨别，并启动响应处理程序．６）液