三轴机械手控制器设计.docx

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三轴机械手控制器设计

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陈亚军张洁胡明达

摘?要:为进一步提高机械手在工业生产领域中的工作精度和效率,以STM32+专用DSP作为核心的运动控制器,结构包含PCI接口、通信接口、人机接口等模块。系统工作时传感器将采集的数据传递给专用DSP处理器,专用DSP处理器对数据分析处理、发出指令,同时与STM32处理器进行数据传输,从而修正伺服电机参数,提高机械手工作精度,实现准确定位。所设计的机械手控制器可实现独立工作模式和“PC+运动控制卡”工作模式。测试结果表明,该系统降低了操作误差,提高机械手的灵活度和效率。

关键词:STM32控制器;专用DSP微处理器;控制卡

中图分类号:TP241文献标志码:A???文章编号:2095-2945(2019)32-0028-03

Abstract:Inordertofurtherimprovetheaccuracyandefficiencyofthemanipulatorinthefieldofindustrialproduction,STM32andspecialDSPisusedasthemotioncontroller.ThestructureincludesPCIinterface,communicationinterface,man-machineinterfaceandothermodules.Whenthesystemworks,thesensortransfersthecollecteddatatothespecialDSPprocessor,whichprocessesthedataandsendsoutinstructions.Atthesametime,thespecialDSPprocessortransmitsdatatotheSTM32processor,soastomodifytheparametersoftheservomotor,improvetheworkingaccuracyofthemanipulatorandachieveaccuratepositioning.ThedesignedmanipulatorcontrollercanworkindependentlyandinthemodeofPC+motioncontrolcard.Thetestresultsshowthatthesystemreducestheoperatingerrorandimprovestheflexibilityandefficiencyofthemanipulator.

Keywords:STM32controller;specialDSPmicroprocessor;controlcard

引言

随着信息化社会的不断进步,计算机、网络等技术快速发展,世界正越来越走向智能化,随之而来的是机器人行业的飞速发展,机械手在加工行业中的应用越来越多,机械手作为模拟人手臂的机械结构,可以根据要求完成指定动作,代替人类劳动,完成复杂、危险的作业,它能取代人类的重复机械工作,降低生产成本,提高生产效率。三轴机械手作用在综合加工自动生产线上,可以不间断地开展工作,以降低人力资源和更准确地控制生产节奏,提高生产效率。智能三轴机械手的广泛应用,使其对运行控制的要求不断提高[1],如对物体的准确定位,稳定的安装,焊接等。三轴机械手在实际生产过程要对目标物体精准定位,通过传感器将物体的位置参数等传递给控制中心,然后控制器对电机发出指令,机械臂做出相应的动作,实现机械自动化的过程。但机械手在取代人工生产时,既要保证生产速度,同时也要保证生产过程中的精度和机械灵活性[2]。普通单片机硬件只能实现简单的算法运算,无法处理机械手大量的输入数据,难以精密控制伺服电机的加工操作。为此,设计了基于STM32+DSP微处理器为核心控制的机电系统[3],采用云平台利用数学模型分析修改参数,使用算法和硬件设计优化控制系统。系统可自动匹配最优参数,真正实现机械自动化,具有效率高、精度高、降低成本、操作简单等优点,对提高现有工业生产效率具有积极意义。

本文采用以STM32微处理器为控制核心,以专用DSP处理器为运动控制器,包括PCI接口、通信接口、人机交互接口等模块。利用专用DSP芯片对数据进行数字信号处理运算,做到快速有效地实现各种算法[4]。智能机械手臂通过传感器采集外界数据,将数据发送给专用DSP处理

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