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多自由度

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CANopen總線型多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，三/六自由度平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制集成-上海贏浩

走進(jìn)贏浩，除了設(shè)計(jì)生產(chǎn)伺服電動(dòng)缸外，贏浩對(duì)三自由度平臺(tái)、六自由度平臺(tái)等多自由度平臺(tái)的研究也有獨(dú)到之處。電動(dòng)缸的硬件設(shè)備很容易被模仿，三自由度平臺(tái)比較簡(jiǎn)單，模擬的姿態(tài)也有限。而六自由度平臺(tái)則不同，設(shè)計(jì)上需要考慮鉸接件之間干涉的點(diǎn)位比較多，控制上涉及到平臺(tái)的算法。且平臺(tái)的設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)很大很復(fù)雜的過(guò)程，需要通過(guò)高等級(jí)運(yùn)算確定六自由度平臺(tái)的點(diǎn)位，缸長(zhǎng)，從而得到傾斜角度和平移距離，以滿(mǎn)足客戶(hù)提供的要求。在此同時(shí)還會(huì)考慮平臺(tái)的加速度、精度等，綜合考慮的因素非常之多。一般來(lái)說(shuō)對(duì)于六自由度平臺(tái)我們會(huì)提一個(gè)這樣的技術(shù)參數(shù)表，如下：

名稱(chēng)	P-030六自由度平臺(tái)運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)
六自由度平臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)	（1）有效載荷：350kg，總載荷：500kg（含平臺(tái)自重）。
	（2）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：
	姿態(tài)	位移	速度	加速度	定位精度	重復(fù)定位精度
	俯仰（α）	±18°	±40°/s	±80°/s2	0.1°	0.05°
	滾轉(zhuǎn)（β）	±18°	±40°/s	±80°/s2	0.1°	0.05°
	偏航（γ）	±20°	±40°/s	±80°/s2	0.1°	0.05°
	垂直升降(z）	±140mm	±600mm/s	6m/s2	1.0mm	0.1mm
	縱向位移(y)	±180mm	±600mm/s	6m/s2	1.0mm	0.1mm
	側(cè)向位移(x)	±180mm	±600mm/s	6m/s2	1.0mm	0.1mm
其他技術(shù)指標(biāo)	（1）系統(tǒng)響應(yīng)頻率：0.0HZ～20HZ。
	（2）行程回差：≤0.2mm。
	（3）漂移量：六自由度平臺(tái)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行12h以上，任何一個(gè)電動(dòng)缸的位置漂移不超過(guò)0.00025m。
	（4）平臺(tái)總重：300kg
使用壽命	額定載荷下，全行程往復(fù)工作壽命不小于1×10⁷次，存儲(chǔ)壽命不小于48個(gè)月。

自研集成式多軸運(yùn)動(dòng)控制器特點(diǎn)：
1、全數(shù)字微型控制器：采用高速微控芯片；
2、以太網(wǎng)接口，232串口：與監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；
3、Can0pen總線接口：與伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行通信；
4、數(shù)字輸入、輸出接口：采集或者輸出數(shù)字IO信號(hào)。
5、上，下位機(jī)通訊采用UDP/IP協(xié)議，數(shù)據(jù)刷新率100HZ，硬件傳輸速度為100Mbps。

CAN總線指標(biāo)：

CAN總線最大通訊速率：1Mbit/s
2路CAN總線接口共可連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)
CAN總線刷新周期：小于2ms
運(yùn)動(dòng)控制功能：
單軸點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中終點(diǎn)位置可調(diào)整
單軸連續(xù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度可調(diào)
多軸同步啟動(dòng)
回原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)
直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，可通過(guò)節(jié)點(diǎn)上的運(yùn)
動(dòng)控制器完成
數(shù)字 I/O：
通過(guò)CAN總線可控制I/O模塊
板上自帶2個(gè)I/O接口
每個(gè)I/O接口含16路輸入、16路輸出，3.3V LVTTL電平
MOTION測(cè)試軟件：
設(shè)置CAN總線參數(shù)、從站參數(shù)
具有CANopen接口電機(jī)的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)動(dòng)
回原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)試
I/O測(cè)試
Windows平臺(tái)下的函數(shù)庫(kù)功能：
設(shè)置CAN總線參數(shù)、從站參數(shù)
控制具有CANopen接口電機(jī)的單軸點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)動(dòng)
回原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，多軸同步啟動(dòng)等
向控制器發(fā)送直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)指令

讀寫(xiě)I/O

六自由度平臺(tái)控制流程示意圖：

平臺(tái)控制流程

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