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名称:EDN助学—FPGA/CPLD学习小组
人数:18962
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讨论--基于FPGA主控的工业机械臂方案


作者:prisonbunny
积分:60分
总积分:115分
:64
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发表于2016-05-25 14:37

目前机械臂主要都是国外几个大厂产品,都是几十万的货。

企业对于小型机械臂其实需求很多的,但是类似ABB IRB120这类,只有3、4KG的负荷,半米左右的工作半径,也要10多万,吓退了很多企业主。

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我构想是否可以开发一款6轴机械臂,电机由伺服电机简配为带编码器的闭环步进电机,谐波减速、转台轴承尽量使用国产货,机械手成本控制在1W左右,(部分应用只要4轴的,成本能控制在7、8K),应该能让很多中小企业普及机械臂。

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要完成高精度高速度的动作,控制板很重要。

国外大厂基本是专用的运动采集卡,不用说,N贵,特别是多轴的。

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我构想用内嵌硬核的FPGA完成主控板。???

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主控板可以脱机使用。? 可以由PC编程输到主控板,也可以使用人机界面以简单的定点编程传给主板。

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主控板完成对指令的解析,计算出运动路径并控制各轴行进到目标点。

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优势:? FPGA的硬件部分可以完成各类数据的高速采集、计算、处理、输出,完全可以满足多轴系统要求,实时性比其他几类方案更优(ardunino、DSP、单片机)?,成本上比多轴运动采集卡便宜了很多

劣势: 相关资料不是很多,平台资源没有ardunino 单片机丰富(有大量模型级别机械手例程),开发难度未知。。。。。

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我有看到Altera 利用cycloneV SOC 开发过并联机器人Mini-Delta Robot,应该说效果没问题。

“该机械臂主站控制功能由基于Cyclone V SoC的开发板实现,从站部分处理器由两颗FPGA加一颗DSP构成,并以200W以太网伺服驱动,采用了目前最受欢迎的EtherCAT工业以太网协议。可用于对速度和位置的精确控制,完成下跳棋、边界定位(Border Tracking)和圆周运动(Circular Motion)三种运动。”

可能采用的是工业以太网协议,感觉整体系统有点复杂,双硬核,一个nios,还外挂了DSP加2片FPGA。??? 应该单开发板就可以完成了,直接和伺服驱动通信。(当然,大厂就要有大厂的范,人家的系统可以和工业4.0对接的)
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把想法发上来听听大家意见,要是有志同道合的可以一起讨论讨论。

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