1037644工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器編碼器

1037644工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器編碼器AFS60B-S4AM032768業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)，研究了工業(yè)機(jī)器人的正逆解和軌跡規(guī)劃的方法，根據(jù)理論分析的結(jié)果、機(jī)器人控制的特點(diǎn)和機(jī)器人伺服控制原理，采用“PC+運(yùn)動(dòng)控制器”的兩級(jí)CPU控制體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。本文重點(diǎn)研究了運(yùn)動(dòng)控制器的硬件。根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)要求，給出了運(yùn)動(dòng)控制器的總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)運(yùn)算速度快，資源豐富的要求，采用DSP和FPGA芯片作為核心器件。為實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的高速通訊，機(jī)器人研發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享、遠(yuǎn)程控制等，設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)接口。為實(shí)現(xiàn)與示教器、其他運(yùn)動(dòng)控制器等設(shè)備的連接，設(shè)計(jì)了232異步串口和CAN總線接口。為了保存機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的各種信息，設(shè)計(jì)了可連接大容量存儲(chǔ)器的USB接口；USB接口還可以進(jìn)行與上位機(jī)通訊。本運(yùn)動(dòng)控制器要求可以實(shí)現(xiàn)智能控制等算法，為滿足算法對(duì)硬件存儲(chǔ)量的要求，外擴(kuò)了一塊高速SDRAM。為滿足此機(jī)器人平臺(tái)系統(tǒng)擴(kuò)展的需求，外擴(kuò)了DSP的外部總線。為滿足機(jī)器人電機(jī)控制的功能擴(kuò)展，每個(gè)電機(jī)通道設(shè)計(jì)了預(yù)留接口。編寫各個(gè)功能模塊的程序并進(jìn)行了調(diào)試。調(diào)試結(jié)果說(shuō)明各個(gè)模塊工作正常，此運(yùn)動(dòng)控制器可以用來(lái)進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，并具有較好的可擴(kuò)展性，為進(jìn)行機(jī)器人深層次開(kāi)發(fā)做了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)于高質(zhì)量光柵光電信號(hào)的提取方法,式光電軸角編碼器與增量式編碼器相比有其自身的特點(diǎn),如增量式編碼器常用的光柵信號(hào)空間濾波的一些方法,式光電軸角編碼器卻不便使用。因此,對(duì)式編碼器提取高質(zhì)量光柵光電信號(hào)的方法需作專門研究。通過(guò)分析研究,提出了一種新的提取高質(zhì)量光柵光電信號(hào)的綜合措施及方法,即采用組合光闌指示光柵進(jìn)行光柵信號(hào)空間濾波以改善光柵信號(hào)的正弦性,采用光柵信號(hào)相位矢量修正以改善信號(hào)的正交性,并結(jié)合前人精化光柵光電信號(hào)的研究成果,如多線平均、信號(hào)相減處理、多讀數(shù)頭相加平均等光柵光電信號(hào)精化處理的綜合措施及方法。運(yùn)用傅里葉光學(xué)的相關(guān)函數(shù)及功率譜的分析方法,通過(guò)兩黑白光柵透過(guò)率函數(shù)的相關(guān)函數(shù)的討論,分析了莫爾條紋的功率譜,以及透射式雙光柵光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)輸出的光電信號(hào)的頻譜,得到光電信號(hào)的頻譜等于兩光柵（主光柵和指示光柵）的頻譜與接收光闌的頻譜的乘積的結(jié)論（與文獻(xiàn)[25] 的結(jié)論相同）。根據(jù)光柵透過(guò)率函數(shù)的相關(guān)函數(shù)和功率譜的分析,提出采用一種新的空間濾波方法,即采用設(shè)計(jì)指示光柵頻譜的組合光闌指示光柵進(jìn)行光柵信號(hào)空間濾波的方法,建立了設(shè)計(jì)組合光闌指示光柵頻譜的數(shù)學(xué)模型。對(duì)式編碼器,在國(guó)內(nèi)*采用了組合光闌指示光柵進(jìn)行精碼光柵信號(hào)空間濾波,研制了組合余弦光闌指示光柵和具有創(chuàng)新性的組合“卷積”光闌指示光柵,并在工程實(shí)踐中得到驗(yàn)證。國(guó)家高技術(shù)806-2項(xiàng)目的AS-1光束定向控制系統(tǒng)用GBJ420高精度式編碼器采用此光柵光電信號(hào)精化處理的綜合措施及方法,獲得了高質(zhì)量的光電信號(hào)。經(jīng)測(cè)試,光柵光電信號(hào)的主要的四項(xiàng)指標(biāo)為:正弦性 ≤1.5%,正交性 ≤1.5°,等幅性 .

1037644工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器編碼器AFS60B-S4AM032768式光電軸角編碼器的小型化和智能化,設(shè)計(jì)了一種基于DSP2812和數(shù)字電位計(jì)的小型式光電編碼器處理電路。提出采用全數(shù)字化處理的方法實(shí)現(xiàn)粗、精碼信號(hào)的處理;利用DSP內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)粗碼信號(hào)的放大、整形等功能,取消人工調(diào)試機(jī)械電位器及放大器、比較器等硬件;同時(shí),將編碼器精碼信號(hào)幅值偏差、穩(wěn)定性偏差的實(shí)時(shí)補(bǔ)償算法嵌入到處理電路中。以16位編碼器為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,測(cè)試電路性能。實(shí)驗(yàn)表明,新設(shè)計(jì)的處理電路的直徑僅為36 mm,且光電信號(hào)幅值變化率≤2%,直流漂移量≤2%,實(shí)時(shí)補(bǔ)償時(shí)間約為2 s。其性能可靠,實(shí)現(xiàn)編碼器機(jī)電一體式,縮小了航天設(shè)備的體積,且有效提高了編碼器的環(huán)境適應(yīng)性和測(cè)角可靠性。 式光電軸角編碼器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該編碼器的原始信號(hào)經(jīng)差分放大后一共有24路輸出信號(hào),采用三片A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX1316對(duì)編碼器信號(hào)進(jìn)行采集,信號(hào)采集的控制芯片采用TI公司型號(hào)為TMS320F2812的DSP處理器。DSP可以實(shí)時(shí)地處理編碼器的信號(hào),將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為編碼器的位置信息,也可以通過(guò)USB接口將編碼器的光電信號(hào)數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī),以便對(duì)編碼器的性能參數(shù)進(jìn)行更為詳細(xì)的分析。