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基于CANopen协议多轴联动系统设计与研究 景军锋,赵永涛 (西安工程大学电子信息学院,710048) 摘要:以以色列Elmo公司伺服SIMPLIQ系列产品作为研究对象,利用独立型的运动控制器maestro,Elmo专用数字伺服驱动器Bassoon,配备的直流无刷电机,以及海泰克人机界面设计多轴联动伺服系统,最后详细的描述了速度运行模式并给予简单的例程,在实际应用中该技术具有广阔的推广应用前景。 关键词:CANopen多轴伺服系统 Abstract:Multi-Axislinkageservosystemwillbedesigned,withIsraeliElmocompanyservoSIMPLIQseriesproductsastheresearchobject,suchastheindependentmodelofmotioncontrollerMAESTRO,ElmospecialdigitalservodriverBassoon,equippedwithDCbrushlessmotor,andHitechHMI.Finally,detaileddescribesthespeedoperationmodeandgivesimpleroutines.Intheactualapplication,thistechnologyhasbroadapplicationprospect. Keywords:CANopenMulti-Axisservosystem 前言:CAN总线是一种标准的高性能开放性高可靠性和低成本的现场总线,通过CAN总线的方式控制伺服系统,不仅能更好地满足现代自动化的运动控制要求,而且在硬件连接方面也更加灵活,可靠。同时,数字信号处理技术的发展,是的伺服驱动器愈加智能化、便捷化,繁琐复杂的控制任务均可在驱动器中处理。综合利用CAN总线,多轴管理器,数字伺服驱动器,以及人机界面设计网络分布式控制体系,可以在伺服性能上得到很大程度的提高 多轴系统的搭建 多轴联动系统主要在基于CANopen协议的基础上,由PC机、海泰克人机界面HMI(型号PWS6A00-T),Elmo公司生产的以DSP为核心的maestro控制器,数字伺服驱动Bassoon以及无刷直流电机搭建而成。如图1-1所示 控制器maestro为本系统的控制核心,它主要由以下5个模块构成,如图1-2所示: 图1-1基于CANopen的多轴联动系统 (1)通信模块(HOSTcommunicationservices):主要由RS232通信模块、局域网Ethernet模块、HOSTAPI、远 程控制Telnet模块、广域网WEB模块,转换网关Gateway模块等部分构成,负责与外部通信。 (2)行命令编译模块(commandlineinterpreter):负责编译通过maestro或者SIMPLIQ针对单轴所发出的立即执行的行命令。 (3)内核模块(kernel):负责执行用户程序。 (4)运动管理模块(motionmanager):发送命令到各轴并接受他们反馈的信 息,以便于协调各州之间的运动。 (5)CAN总线模块(CANNetworkcommunicationserver):主要包括CAN总线通信模块、CANopen协议及CAN总线编程接口。主要负责与CAN网络通信。 数字伺服驱动器Bassoon,具有智能化设计,其内核为摩托罗拉生产的16位专用电机控制芯片,不仅具有支持直接连接PC机单轴独立编程功能,而且支持以CANopen连接网络为基础的多轴控制,智能性较高,环境适应能力较强。在本系统中,Bassoon通过电源线及主反馈编码线与无刷直流电机连接,并且通过CAN总线接入控制网络,基于CANopen协议,接受上位机maestro命令及向其反馈电机运转的各项参数。 人机界面选用海泰克生产的型号为PWS6A00的10.4寸彩色触摸屏,分辨率为640x480像素,按键包括1个清单键和7个使用者定义的功能键。可使用Windows系统所有字体,各组件可定义不同字体。多语言功能,在同一程序中同时支持5种语言,支持BMPJPGGIF格式的图片。历史数据、配方、报警记录,程序可以即时保存到CF卡或U盘,方便保存。USB Master\Device可进行USB上下载程序,连接USB打印机。ADP软件人性 化的编程环境,功能更强大,使用更简单,支持宏指令编程,可以大大简化用户编程。 软件的实现的优越性 Elmo公司为maestro配置有专用的开发工具,主要包括composer、Elmostudio、Multi-Axisrecorder、ApplicationEditor,其中composer