基于CANopen协议的多轴机器人控制.pdf

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1、《电气自动化}2013年第35卷第6期现场总线控制技术FieldbusControJTechnics基于CANopen协议的多轴机器人控制夏勇。叶晓东，赵江海(1．南通大学电气工程学院，江苏南通226019；2．中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所，江苏常州213164)摘要：首先针对多轴机器人控制采用CAN总线分布式控制方式，描述了机器人轨迹规划的执行流程。为解决多轴协调控制的问题提出了应用伺服PVT插值模式的设计方案。其次结合实验详细介绍了CANopen协议下PVT模式参数的配置过程，认真观察和分析了实验数据。最后实验结果表明PVT插值模式在多轴机器人控制上的可行性和

2、较高的可靠性，能够方便的实现多轴机器人运动的实时性、平滑性和协调性。关键词：CAN总线；CANopen协议；轨迹规划；PVT插值模式；协调控制DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2013．06．003[中图分类号]TP273．5[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)06—0006—03Multi-axisRobotControlBasedonCANopenProtocoIXIAYong，YEXiao—dong，ZHAOJiang—hai(1．SchoolofElectricalEngineering，NantongUniversity，Na

3、ntongJiangsu226019，China；2．InstituteofAdvancedManufacturingTechnology，HefeiInstitutesofPhysicalScience，ChineseAcademyOfSciences，ChangzhouJiangsu213164，China)Abstract：Withrespecttothemulti—axisrobotcontroladoptingCANbusdistribution，thispaperdescribestheprocessofimplementationoftherobottrajector

4、yplanning．andproposestheservoPVTinterpolationmodetosolvetheproblemofmulti—axiscoordinatedcontro1．Byusingexperimentresults，itdescribestheconfigurationprocessofthePVTmodelparametersunderCANopenprotocol，andobservesandanalysesexperimentaldata．ThefinalexperimentalresultsshowthatthePVTinterpolationm

5、odelisfeasibleandhighlyreliableinthecontrolofmulti—axisrobotsandthatitcaneasilyrealizereal—time，smoothandcoordinatedmotionofmulti—axisrobots．Keywords：CANbus；CANopenprotocol；trajectoryplanning；PVTinterpolationmode；coordinatedcontrolU5l蟊体的规定。定义了CAN报文中11位标识符的分配方案、8字节数据的使用方式，从而实现了不同厂商设备的互用。多轴机器人具有

6、较多的自由度，可以完成复杂的任务。这些关节连接在一起并进行统一的协调控制，这就对控制系统的实时1．2控制系统结构性和可靠性提出了很高的要求⋯。多轴机器人一般由多个独自控制器和一个运动控制主控器及传感器、CAN卡组成，详细如图1所示。主控制器负责处理各(CAN(ControllerAreaNetwork)总线作为在工业领域广泛应用的一种总线，具有成本低、可靠性好、结构简单、开放性好等特关节控制器发送的信息，然后通过CAN总线采集关节控制器实点，非常适合用来搭建机器人的控制系统。CANopen协议精时数据进行运动决策并对各子控制器下达新的命令，各子控制器练、透明、便于理解，降低了驱动程

7、序开发难度，在多轴机器人问无需相互通信，只负责处理各自指定的数据。控制上是一种高效的数据传输方法。l控制系统总体结构1．1CAN总线及CANopen协议为了实现多轴机器人的分布控制，还需建立一种可靠的数据通讯系统，以完成主控制器和各从控制器单元问的数据交换。CAN总线属于现场总线的范畴，支持分布式实时控制，根据总线访问优先权采用无损逐位仲裁的方式发送数据，且CAN是对消息的编码，可使网络上不同节点同时接收到相同数据等J。而利用RS232、RS一485只能构成主从式结构