多轴步进电机CAN总线控制系统设计.pdf

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1、多轴步进电机CAN总线控制系统设计张恺钰。李国利，陈健，刘登，时光(金陵科技学院机电工程学院，江苏南京2l1169)DesignofMotionControlofMultidimensionalSteppingMotorSystemBasedonCANBusZHANGKaiyu，LIGuoli，CHENJian，LIUDeng，SHIGuang(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，JinlingInstituteofTechnology，Nanjing211169，Chin

2、a)摘要：设计了一种基于CAN总线的多轴步进0引言电机运动控制系统。系统由PC机、CAN收发器、CAN控制器、单片机、步进电机及其驱动器等部分步进电机是工业控制及仪表中最常用的控制组成。系统由PC机通过CAN总线向各轴步进电元件之一，它有输入脉冲与电机轴转成比例的特机控制器发送控制命令，实现多轴步进电机的同步征，在智能机器人、采摘机械手、数据机床中广泛运运动控制。将各轴步进电机安装在采摘机械手上用口]。在运动控制中经常涉及多轴步进电机协调控进行机械手运动控制试验，结果表明该系统稳定制的问题，这就需要建立用于多轴步进电机控制

3、的可靠。通信系统。CAN属于现场总线的范畴，它是一种有关键词：CAN总线；步进电机；多轴；运动控制效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，是中图分类号：TP273国际上应用最广泛的现场总线之一[2】。以PC机为文献标识码：A上位机、单片机为控制器，设计了基于CAN总线的文章编号：1001—2257(2015)08—0038—03多轴步进电机运动控制系统。Abstract：AmultidimensionalsteppingmotormotioncontrolsystembasedonaCANbusisde—系统总体设计si

4、gnedinthispaper．Thesystemismainlycorn—1．1系统构成posedofapersonalcomputer(PC)，aCANtrans—系统总体框图如图1所示，主要由CAN消息ceiver，aCANcontroller，amicrocontro1ler，a收发装置和智能控制部分组成。CAN消息收发装steppermotorandadriver．Inthissystem，control置包括PC机、CAN控制器SJA1000和CAN收发commandsaresentbythePCtoeachs

5、teppingmo—器TJA1050；智能控制部分包括单片机、步进电机torcontrollerbymeansoftheCANbus，SOthat驱动器等。thesteppingmotorsarecontrolledsimultaneously．Thesystemisappliedtoapickingmanipulator，andanumberofmanipulatormotioncontrolexper—l20Qimentsareconducted．Theexperimentandapplica—tionshowthat

6、thesystemisstableandreliable．Keywords：CANbus；steppingmotor；multi—dimensional；MotionControl图1系统结构收稿日期：2O15一O4一O71．2系统主要功能基金项目：2014江苏省高等学校大学生实践创新训练计划重点项目(2O1413573007Z)。对于单轴步进电机控制来说，该轴上的位移可·38·《机械与电子32015(8)CAN通过步进电机的转动来实现，步进电机的转动采用两相四线的步进电机，驱动器选用MB450A4．2A／电机的运动控制策

7、略，其运动过程是加速一匀速一128细分高性能步进电机驱动器，只要向驱动器输减速的连续过程。设计要实现的是基于CAN总线入一定频率的脉冲就能实现对步进电机的控制。的多轴电机运动控制的控制，在单轴步进电机控制3软件设计的基础上，利用CAN组成控制网络实现多轴电机的分布式控制。PC机发出CAN消息，通过CAN3．1上位机界面总线传给各节点所在的单片机，单片机将信息处理上位机控制程序由C++语言编写。上位机控后向步进电机驱动器发出驱动信号，从而实现步进制程序可以实现基于CAN总线的通信，可以手动电机的运动控制。发送CAN消息，也可

8、设置定时自动发送，同时，能检测到消息是否发送成功。2系统硬件设计3．2主控模块软件设计2．1主控模块主控模块工作步骤为：①系统各部分初始化，步进电机的控制芯片采用STC89S52，它是一包括初始化cAN控制器SJAlooo。SJAIOOO的种低损耗、高性能、CMOS微处理器。STC89S52与初始化设置