基于ARM Cortex的多轴平台

　　21世纪，缝纫设备已经进入了智能化时代，各种花样机层出不穷，市场前景看好。多轴平台可以对客户进行量身定制，真正实现一机器多用。

　　本文介绍的多轴平台以ARM Cortex为主控核心，集主轴伺服控制器、步进电机控制器、触控面板、输入/输出信号接口于一体,稍加改动即可实现对各种特种缝纫机的高速、高精度运动控制。该平台具有精度高、速度快、功能丰富、操作方便、运行稳定、成本低、通用性好等优点（图1）。

图1  控制框图

　　1．基于ARM Cortex的主轴伺服控制器

　　主控伺服继续沿用之前DSP伺服控制的算法，采用ARM Cortex K10主控芯片，利用其强大的任务处理能力，运行用于其主轴伺服运动控制算法，同时肩负起了协调所有任务模块工作的重任。驱动主轴伺服电机的同时，对其它进给轴进行实时控制规划，同时完成I/O的辅助控制。它可以与控制面板互相交换参数和基本信息，包括缝制参数、用户参数、系统指令、状态信息、报警信息等（图2）。

图2  系统框图1

　　2．基于 DSP的步进电机控制模块器

　　步进电机控制模块采用TMS320F2808 DSP为主控芯片，一芯二用，可以驱动两个步进电机，对于两相、三相步进电机通用。优秀的电流控制算法使电机达到最佳的输出表现，加入微步算法和抗共振技术，有效抑制电机在中低速时的噪声和共振，兼具脉冲/方向与自主运行两种模式，具有良好的性价比。它最高可以实现51200细分，细分模式有16种选择（图3）。

图3  系统框图2

　　3．触控面板

　　触控面板以Kinetis K70 MCU为核心。该芯片集成了单精度浮点单元、图形LCD控制器、全速和高速USB2.0 On-The-Go、NAND闪存控制器。该触控面板能为用户提供友好、生动的图形界面，使用户操作更易上手，也能方便地进行缝纫花样文件的编制、管理、外部数据交换以及参数的设置（图4）。

图4  系统框图

基于ARM Cortex的多轴平台开放性好，控制精度高，操作方便，通用性极强，可以配现有的各种特种机，无论从性能还是成本角度来讲，都是一个不错的选择。