基于OMAP-L138+FPGA的噴涂機器人控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著我國制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，未來越來越多的噴涂機器人將被應(yīng)用到制造業(yè)中。隨著工業(yè)化生產(chǎn)的要求的提升和新型芯片制作工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，噴涂機器人控制系統(tǒng)也在不斷更新?lián)Q代，然而市場上的運動控制器以通用型居多，底層算法和硬件架構(gòu)比較封閉，不便于針對特定應(yīng)用進行算法的二次開發(fā)，因此開發(fā)一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)，能適應(yīng)不同產(chǎn)品，配置靈活、編程簡單并且成本足夠低廉的機器人控制系統(tǒng)，滿足國內(nèi)中小企業(yè)迫切需求，具有重要的意義。
　　本文

2、首先對噴涂機器人和機器人示教技術(shù)的研究現(xiàn)狀做了詳細地分析，在對比了傳統(tǒng)的通用型機器人控制系統(tǒng)與基于嵌入式的機器人控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點基礎(chǔ)上，決定選擇基于“ARM+DSP+FPGA”嵌入式架構(gòu)的機器人控制系統(tǒng)進行開發(fā)，并論述其可行性和必要性。并搭建了基于OMAP-L138+FPGA雙處理器三核心的硬件平臺，其中ARM運行嵌入式Linux系統(tǒng)，主要負責非實時性任務(wù)；DSP移植了DSP/BIOS操作系統(tǒng)，主要負責速度規(guī)劃、插補、速度平滑分攤等實時

3、性較高的任務(wù)；FPGA設(shè)計有外圍電路，負責伺服電機的運動控制。主要內(nèi)容包括：
　　第一章結(jié)合噴涂機器人、控制系統(tǒng)、手把手示教技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，提出了本課題設(shè)計目標即一種新型手把手示教噴涂機器人控制系統(tǒng)。
　　第二章根據(jù)功能分析與設(shè)計要求，決定采用嵌入式總體設(shè)計方案，進行系統(tǒng)硬件平臺架構(gòu)和軟件平臺架構(gòu)的設(shè)計，確定了電路設(shè)計、板卡的劃分、軟件架構(gòu)分析等。
　　第三章介紹了移植和配置BootLoader、u-boot、內(nèi)核

4、以及文件系統(tǒng)等流程，并詳細分析了OMAP-L138雙核系統(tǒng)啟動流程，為后期應(yīng)用程序的開發(fā)做準備工作。
　　第四章主要討論機器人運動控制系統(tǒng)通信模塊的設(shè)計，主要包括 ARM與上位機通信、ARM與DSP通過DSPLink的雙核通信、ARM讀伺服電機編碼器等通信方案。
　　第五章重點介紹的系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)，分為ARM端應(yīng)用程序和DSP端應(yīng)用程序。ARM端主要運行三大線程；DSP端嵌入了不同優(yōu)先級運動控制算法和一個定時中斷。