基于網絡的多軸運動控制技術及電子凸輪實現(xiàn).pdf

1、互聯(lián)網技術是當今的熱門技術,具有極其高速的通信能力、大規(guī)模生產的低成本特性、清晰的層次化管理結構等特點。因此,如果將該技術引入工業(yè)通信領域,將會使得工控領域的通信跟隨互聯(lián)網技術進步,共享互聯(lián)網發(fā)展碩果。然而,普通以太網的實時性、確定性不足以滿足工業(yè)通信的要求,因此,有些機構在標準以太網的基礎上發(fā)展了實時以太網的概念,以滿足工業(yè)現(xiàn)場的應用需求,如目前已經比較普及的EtherCAT、Powerlink等。將以太網技術與運動控制技術相結合,通

2、過網絡將整個現(xiàn)場應用層組織起來,能夠模塊化的管理現(xiàn)場應用器件,使得運動控制技術具有了更好的靈活性,方便了通用運動控制技術的應用實施,而且便于管理、維護。
　　除了實時以太網,基于網絡的運動控制系統(tǒng)的核心技術還有運動控制算法。其中較為常用的當屬電子齒輪、電子凸輪等。因此,本文作了基于實時以太網Powerlink技術的運動控制研究,并給出了電子凸輪的具體實現(xiàn),希望在國內運動控制領域起到拋磚引玉的作用。
　　本文以基于總線的運動控

3、制技術為研究對象,首先研究了基于總線網絡的運動控制方案結構,給出了簡單易行的硬件和軟件框架。相比傳統(tǒng)的運動控制方案,基于網絡總線的運動控制方案更加靈活,更具有模塊化、分層結構的特點?；诰W絡的運動控制系統(tǒng)通過總線的方式管理現(xiàn)場應用模塊,形成了分布式驅動,集中式控制的結構,即:將算法集中在一起,形成主控制器節(jié)點,使用以太網總線連接各驅動模塊。這樣,各軸之間的協(xié)調變得容易,省去了傳統(tǒng)的機械連接部件,也便于實現(xiàn)一些復雜的算法,如高實時性的多軸

4、同步、復雜的軌跡插補等。
　　然后,本文分析了Powerlink的工作原理和不同平臺的移植方法,并對Powerlink在同步中的實現(xiàn)方式做了簡要分析。EthernetPowerlink技術是一個符合IEC61158標準的實時以太網協(xié)議。它由貝加萊工業(yè)自動化有限公司在2001年首次向公眾推出,并由EthernetPowerlinkStandardizationGroup(EPSG)推廣。它融合了Ethernet和CANopen技術的

5、優(yōu)缺點,即擁有了Ethernet的高速、開放性接口,以及CANopen在工業(yè)領域良好的SDO和PDO數(shù)據定義。關于Powerlink的同步方法,本文探討了基于數(shù)據幀的同步方式和基于IEEE1588時間戳協(xié)議的同步方式。最后做了不同平臺上Powerlink技術的實現(xiàn)案例。
　　最后,本文對運動控制中常用的電子凸輪技術做了詳細闡述,并將Powerlink總線與電子凸輪技術結合起來做了運動控制實驗,得到了較好的測試效果,對工業(yè)上多軸運動