三轴机械手控制器设计.docx

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三轴机械手控制器设计

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陈亚军张洁胡明达

摘?要：为进一步提高机械手在工业生产领域中的工作精度和效率，以STM32+专用DSP作为核心的运动控制器，结构包含PCI接口、通信接口、人机接口等模块。系统工作时传感器将采集的数据传递给专用DSP处理器，专用DSP处理器对数据分析处理、发出指令，同时与STM32处理器进行数据传输，从而修正伺服电机参数，提高机械手工作精度，实现准确定位。所设计的机械手控制器可实现独立工作模式和“PC+运动控制卡”工作模式。测试结果表明，该系统降低了操作误差，提高机械手的灵活度和效率。

关键词：STM32控制器;专用DSP微处理器;控制卡

中图分类号：TP241文献标志码：A???文章编号：2095-2945（2019）32-0028-03

Abstract：Inordertofurtherimprovetheaccuracyandefficiencyofthemanipulatorinthefieldofindustrialproduction，STM32andspecialDSPisusedasthemotioncontroller.ThestructureincludesPCIinterface，communicationinterface，man-machineinterfaceandothermodules.Whenthesystemworks，thesensortransfersthecollecteddatatothespecialDSPprocessor，whichprocessesthedataandsendsoutinstructions.Atthesametime，thespecialDSPprocessortransmitsdatatotheSTM32processor，soastomodifytheparametersoftheservomotor，improvetheworkingaccuracyofthemanipulatorandachieveaccuratepositioning.ThedesignedmanipulatorcontrollercanworkindependentlyandinthemodeofPC+motioncontrolcard.Thetestresultsshowthatthesystemreducestheoperatingerrorandimprovestheflexibilityandefficiencyofthemanipulator.

Keywords：STM32controller;specialDSPmicroprocessor;controlcard

引言

随着信息化社会的不断进步，计算机、网络等技术快速发展，世界正越来越走向智能化，随之而来的是机器人行业的飞速发展，机械手在加工行业中的应用越来越多，机械手作为模拟人手臂的机械结构，可以根据要求完成指定动作，代替人类劳动，完成复杂、危险的作业，它能取代人类的重复机械工作，降低生产成本，提高生产效率。三轴机械手作用在综合加工自动生产线上，可以不间断地开展工作，以降低人力资源和更准确地控制生产节奏，提高生产效率。智能三轴机械手的广泛应用，使其对运行控制的要求不断提高[1]，如对物体的准确定位，稳定的安装，焊接等。三轴机械手在实际生产过程要对目标物体精准定位，通过传感器将物体的位置参数等传递给控制中心，然后控制器对电机发出指令，机械臂做出相应的动作，实现机械自动化的过程。但机械手在取代人工生产时，既要保证生产速度，同时也要保证生产过程中的精度和机械灵活性[2]。普通单片机硬件只能实现简单的算法运算，无法处理机械手大量的输入数据，难以精密控制伺服电机的加工操作。为此，设计了基于STM32+DSP微处理器为核心控制的机电系统[3]，采用云平台利用数学模型分析修改参数，使用算法和硬件设计优化控制系统。系统可自动匹配最优参数，真正实现机械自动化，具有效率高、精度高、降低成本、操作简单等优点，对提高现有工业生产效率具有积极意义。

本文采用以STM32微处理器为控制核心，以专用DSP处理器为运动控制器，包括PCI接口、通信接口、人机交互接口等模块。利用专用DSP芯片对数据进行数字信号处理运算，做到快速有效地实现各种算法[4]。智能机械手臂通过传感器采集外界数据，将数据发送给专用DSP处理