基于EtherCAT的双机器人协作系统设计.pdfVIP

学兔兔 学兔兔 学兔兔 统，本系统中的主站采用赫友讯的EtherCAT硬主站板卡 EtherCAT从站软件流程如图6所示，流程主要反映 CIF．50。 接收控制数据与执行。从站周期性的检测主站的控制指 EtherCAT主站控制模块包括PCI运动控制卡、可视 令，接收成功后对数据进行解包处理并执行主站的控制 化视频采集 以及PC主控制平台。PCI运动控制卡负责机 指令 。 器人各轴的运动控制同时管理着数据双 向传输网络。基 于PC平台安装的RTX系统，用来管理和构建协调多机 器人实时性操作，例如在线路径优化、负载动态补偿、 任务分配、智能调度等。同时，可视化的视频采集及处 理系统以及图形化用户界面等也在主站中完成，帮助机 器人完成视觉伺服以及其他相关工作。综上所述 ，机器 人的控制主站可以实现包括机器人协作、数据采集及界 面引擎 以及进行整个机器人控制的功能，如图3所示 。 EtherCAT从站包 括两个 部分 。第一 部分是 EtherCAT控制板卡用来管理EtherCAT网络的交互数 据，接 口采用RJ45，用于数据收发。EtherCAT通过选 择相关地址读取来选取并确定下一个连接的EtherCAT 从站，而整个过程无延迟 。第二部分是机器人协作的数 据交互，机器人 内部需要交互的数据包括力矩、编码器 传感数据、运动控制指令等。从站包含8通道的ADC模 块、SCI串行接 口传输模块 (传输F厂r传感器和绝对编码 器数据)、24位PWM接 口和D／A转换模块 (用于控制伺 图6 从站软件流程图 服 电机运动)，主控制芯片采用的TI的DSP28335实现 对整体系统以及电机的控制。 4 系统验证 3．2软件系统 多机器人协调联控测试系统是在通过X86架构的运 动控制卡、PCI的主站控制卡以及10个带EtherCAT接 口 本文主要针对En1erCAT主站和从站进行软件设计 。 的驱动器来实现的，系统采用带RTX的linux系统，与上 EtherCAT主站软件流程如图5所示，流程主要反映 面章节的通讯方式一样还有其他的转换模块~flRS485、 发送控制数据 。所有从站准备就绪后，主站周期性的向 从站派发控制指令，打包成EtherCAT帧格式发送给从 232、DAC等。图7表明系统的硬件结构，其中图7(a)是 站 ，完成伺服控制 。 EtherCAT应主站板卡 ；图7(b)为linux系统的工业主板 以 及运动控制卡：图7(c)为多机器协作的驱动系统。 对于本系统两机器人的同步性能，根据文献[6】的 方法对埃夫特机器人的第四轴，与沃迪机器人的第四轴 的同步性能进行测试，测试结果如图8所示。从图8中可 以看出，EtherCAT的主站同步滞后时间特别小，在10微 秒左右，控制信息或者是驱动信息反馈可以在一个采样 周期 内完成传递。 5 结论