基于OMAP-L138+FPGA的噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著我國(guó)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(lái)越來(lái)越多的噴涂機(jī)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(jī)器人控制系統(tǒng)也在不斷更新?lián)Q代，然而市場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)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(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行算法的二次開(kāi)發(fā)，因此開(kāi)發(fā)一款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，能適應(yīng)不同產(chǎn)品，配置靈活、編程簡(jiǎn)單并且成本足夠低廉的機(jī)器人控制系統(tǒng)，滿足國(guó)內(nèi)中小企業(yè)迫切需求，具有重要的意義。
　　本文

2、首先對(duì)噴涂機(jī)器人和機(jī)器人示教技術(shù)的研究現(xiàn)狀做了詳細(xì)地分析，在對(duì)比了傳統(tǒng)的通用型機(jī)器人控制系統(tǒng)與基于嵌入式的機(jī)器人控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，決定選擇基于“ARM+DSP+FPGA”嵌入式架構(gòu)的機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)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(tái)，其中ARM運(yùn)行嵌入式Linux系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)非實(shí)時(shí)性任務(wù)；DSP移植了DSP/BIOS操作系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)速度規(guī)劃、插補(bǔ)、速度平滑分?jǐn)偟葘?shí)時(shí)

3、性較高的任務(wù)；FPGA設(shè)計(jì)有外圍電路，負(fù)責(zé)伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。主要內(nèi)容包括：
　　第一章結(jié)合噴涂機(jī)器人、控制系統(tǒng)、手把手示教技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，提出了本課題設(shè)計(jì)目標(biāo)即一種新型手把手示教噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)。
　　第二章根據(jù)功能分析與設(shè)計(jì)要求，決定采用嵌入式總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行系統(tǒng)硬件平臺(tái)架構(gòu)和軟件平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，確定了電路設(shè)計(jì)、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(xì)分析了OMAP-L138雙核系統(tǒng)啟動(dòng)流程，為后期應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)做準(zhǔn)備工作。
　　第四章主要討論機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通信模塊的設(shè)計(jì)，主要包括 ARM與上位機(jī)通信、ARM與DSP通過(guò)DSPLink的雙核通信、ARM讀伺服電機(jī)編碼器等通信方案。
　　第五章重點(diǎn)介紹的系統(tǒng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，分為ARM端應(yīng)用程序和DSP端應(yīng)用程序。ARM端主要運(yùn)行三大線程；DSP端嵌入了不同優(yōu)先級(jí)運(yùn)動(dòng)控制算法和一個(gè)定時(shí)中斷。