基于ARM Cortex的多軸平臺

　　21世紀(jì)，縫紉設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入了智能化時代，各種花樣機(jī)層出不窮，市場前景看好。多軸平臺可以對客戶進(jìn)行量身定制，真正實現(xiàn)一機(jī)器多用。

　　本文介紹的多軸平臺以ARM Cortex為主控核心，集主軸伺服控制器、步進(jìn)電機(jī)控制器、觸控面板、輸入/輸出信號接口于一體,稍加改動即可實現(xiàn)對各種特種縫紉機(jī)的高速、高精度運動控制。該平臺具有精度高、速度快、功能豐富、操作方便、運行穩(wěn)定、成本低、通用性好等優(yōu)點（圖1）。

圖1  控制框圖

　　1．基于ARM Cortex的主軸伺服控制器

　　主控伺服繼續(xù)沿用之前DSP伺服控制的算法，采用ARM Cortex K10主控芯片，利用其強(qiáng)大的任務(wù)處理能力，運行用于其主軸伺服運動控制算法，同時肩負(fù)起了協(xié)調(diào)所有任務(wù)模塊工作的重任。驅(qū)動主軸伺服電機(jī)的同時，對其它進(jìn)給軸進(jìn)行實時控制規(guī)劃，同時完成I/O的輔助控制。它可以與控制面板互相交換參數(shù)和基本信息，包括縫制參數(shù)、用戶參數(shù)、系統(tǒng)指令、狀態(tài)信息、報警信息等（圖2）。

圖2  系統(tǒng)框圖1

　　2．基于 DSP的步進(jìn)電機(jī)控制模塊器

　　步進(jìn)電機(jī)控制模塊采用TMS320F2808 DSP為主控芯片，一芯二用，可以驅(qū)動兩個步進(jìn)電機(jī)，對于兩相、三相步進(jìn)電機(jī)通用。優(yōu)秀的電流控制算法使電機(jī)達(dá)到最佳的輸出表現(xiàn)，加入微步算法和抗共振技術(shù)，有效抑制電機(jī)在中低速時的噪聲和共振，兼具脈沖/方向與自主運行兩種模式，具有良好的性價比。它最高可以實現(xiàn)51200細(xì)分，細(xì)分模式有16種選擇（圖3）。

圖3  系統(tǒng)框圖2

　　3．觸控面板

　　觸控面板以Kinetis K70 MCU為核心。該芯片集成了單精度浮點單元、圖形LCD控制器、全速和高速USB2.0 On-The-Go、NAND閃存控制器。該觸控面板能為用戶提供友好、生動的圖形界面，使用戶操作更易上手，也能方便地進(jìn)行縫紉花樣文件的編制、管理、外部數(shù)據(jù)交換以及參數(shù)的設(shè)置（圖4）。

圖4  系統(tǒng)框圖

基于ARM Cortex的多軸平臺開放性好，控制精度高，操作方便，通用性極強(qiáng)，可以配現(xiàn)有的各種特種機(jī)，無論從性能還是成本角度來講，都是一個不錯的選擇。