廈門季旭貿易有限公司

3BSE032444R1

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無論是線性的還是鉸接式的機器人架構配置，大部分應用都要求高精度的機械臂運動。因此，馬達控制策略采用位置控制環路，其中實際位置由位置感測器捕獲，通常增量編碼器或絕對編碼器的解析度都非常高。機器人系統的自由度(DOF)，即移動關節數與所使用的馬達數是相等的，因此DOF的值越高，每個馬達的位移精準度要求就越高，因為每個馬達產生的位置誤差是相乘的。在這些應用中，需要具有數以百萬計脈沖的編碼器。與焊接或銑削數控機床相比，沖孔或鉆孔數控機床的刀具夾的位置控制要求較低，因為焊接或銑削數控機床的關節運動必須精確地同步進行，才能保持所需的運動軌跡。
以銑削數控機床的例子而言，機床控制結構的頂層是數控機床主控制器，通常須要使用多內核的MCU，它必須執行的任務和服務，包括人機介面/顯示器應當能夠輸入、顯示并編輯整個數控程式；系統管理器監控并指揮其他MCU，處理系統異常情況和中斷訊號，存儲數控控制程式、刀具校準和刀具補償參數，以及不同用戶的補償和其他設置；以及運動軸控制處理器解析數控程式并計算位置指令，將這些指令內插到各種坐標系統，并將消息發送給指定的馬達控制器。
從周邊設備要求來看，MCU應當能夠處理各種工業通訊協議，包含大容量的片內記憶體且無需特定的馬達控制外設模組。
馬達控制層的需求與上層不同。使用單顆MCU可能不會滿足每種情況下的需求，因此需要一顆額外監控安全的MCU。除通訊外，主MCU執行馬達控制演算法并處理特定驅動器的故障狀態。
馬達控制演算法包括位置/速度/電流(扭矩)控制環路的計算。片上非易失性記憶體的最佳大小在數十KB范圍內，且MCU必需有專用的馬達控制周邊模組，包括六通道的PWM產生計時器、快速精確的模數轉換器以及處理編碼器訊號的介面。
有時，數控機床的主控制器和馬達控制MCU之間的通訊透過光纖匯流排來實現，以確保惡劣、嘈雜環境下位置資訊能夠準確傳遞。馬達控制MCU底層為功率模組，每個模組驅動一個馬達。這些還不包括具體的MCU邏輯，但能夠配備一個智慧的絕緣閘雙極性電晶體(IGBT)或功率金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)驅動器，它可以進行故障保護和診斷功能。功率模組測量控制演算法中所用的回饋訊號(相電流、電壓)，并通過快速通訊介面傳送給馬達控制MCU。
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