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文檔簡介
1、隨著中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級,自動化設(shè)備的需求量將越來越大。運(yùn)動控制器作為自動化設(shè)備的控制核心其需求量也將隨著變大。為了適應(yīng)目前越來越智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速化以及多樣化的自動化設(shè)備的發(fā)展,現(xiàn)代的運(yùn)動控制器必須要有能集成各種傳感器設(shè)備的能力,良好的網(wǎng)絡(luò)通信能力,強(qiáng)大的計(jì)算能力,高可靠性,以及高度的開放性和易用性。然而目前國內(nèi)大部分運(yùn)動控制器存在網(wǎng)絡(luò)通信能力不強(qiáng),開放性不夠,性價(jià)比不高,不能很好的集成各種傳感器,特別是視覺傳感器等問題,這就限制
2、了我國裝備制造業(yè)的發(fā)展。
針對上述問題,本文基于德國Kithara公司的windows實(shí)時(shí)拓展套件KRTS設(shè)計(jì)了一種總線式軟運(yùn)動控制平臺,給出了從運(yùn)動控制程序開發(fā)端到運(yùn)行端的一整套解決方案。該平臺以IPC為硬件平臺,以安裝了KRTS實(shí)時(shí)拓展套件的windows系統(tǒng)為軟件平臺,支持EtherCAT和EtherMAC總線接口,提供符合PLCopen規(guī)范的運(yùn)動控制庫、內(nèi)核實(shí)時(shí)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)通信接口,以及圖形化平臺管理工具。此外設(shè)計(jì)的平
3、臺還能集成實(shí)時(shí)視覺功能,并支持用戶對系統(tǒng)組件庫的拓展。
本文分別從平臺實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線驅(qū)動設(shè)計(jì)及其封裝集成,平臺功能組件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),平臺管理工具及其使用策略設(shè)計(jì)這三個方面闡述構(gòu)建的總線式軟運(yùn)動控制平臺關(guān)鍵技術(shù)。
對于平臺實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線驅(qū)動設(shè)計(jì)及其封裝集成,為了說明在本文設(shè)計(jì)的運(yùn)動控制平臺下對其他KRTS未支持的總線驅(qū)動及其接口開發(fā)過程,設(shè)計(jì)了課題組自主研發(fā)的EtherMAC在設(shè)計(jì)的軟運(yùn)動控制平臺下的驅(qū)動及其接口。同時(shí)為
4、提高驅(qū)動接口的易用性,設(shè)計(jì)了一個主站驅(qū)動接口封裝集成方法,并以應(yīng)用最廣泛的且KRTS支持的EtherCAT驅(qū)動接口為例,詳細(xì)說明了驅(qū)動接口封裝和集成的實(shí)現(xiàn)過程。
平臺功能組件的設(shè)計(jì),其分為平臺運(yùn)動控制庫設(shè)計(jì)以及平臺數(shù)據(jù)通信方案及其接口設(shè)計(jì)。對于平臺運(yùn)動控制庫的設(shè)計(jì),為了方便用戶使用,本文參照PLCopen運(yùn)動控制規(guī)范構(gòu)建平臺運(yùn)動控制庫,并從運(yùn)動控制功能塊用戶使用接口形式,虛擬軸CiA402數(shù)據(jù)接口,功能塊的實(shí)現(xiàn),以及運(yùn)動控制算
5、法等方面詳細(xì)闡述了運(yùn)動控制庫設(shè)計(jì)方法。對于平臺數(shù)據(jù)通信方案及接口的設(shè)計(jì),本文分別設(shè)計(jì)了本地應(yīng)用通信和遠(yuǎn)程應(yīng)用通信方案,而后對遠(yuǎn)程通信方案的用戶使用接口進(jìn)行設(shè)計(jì)。
對于平臺管理工具的設(shè)計(jì),本文主要從系統(tǒng)配置和狀態(tài)管理,實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線資源管理,任務(wù)管理,全局資源管理以及用戶實(shí)時(shí)應(yīng)用管理這幾個方面,對其設(shè)計(jì)的功能做詳細(xì)介紹,并在這基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了平臺的使用策略。
最后,本文通過一個五軸串聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目,來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的平臺。此外
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