● 摘要
桁架式机器人属于直角坐标机器人，是能够实现自动控制的、基于空间xyz直角坐标系、可重复编程的、多自由度的、相互间直角运动、多功能的、多用途的机器人。本课题是为着陆成像敏感器室内缩比物理仿真系统研制一款六自由度桁架式机器人运动控制系统，使该系统能够高速高精度的实现预期的运动要求。
本文根据桁架机器人的运动控制要求，搭建了一套基于PC工控机+运动控制卡+伺服系统的主体架构，完成了主电气回路以及控制回路的设计，通过编写IMAC运动控制程序和PLC程序，实现了桁架机器人的运动控制要求。
整个运动控制系统的核心部件就是多轴运动控制卡，通过对美国Delta Tau公司的IMAC运动控制卡的学习和使用，为了缩小空间，本文设计了一款基于DSP+FPGA 的运动控制卡。硬件结构主要包括以DSP和FPGA为控制芯片的控制板和以采集编码器信号、发送运动指令以及采集传感器信号为主要任务的接口扩展板，软件架构主要包括DSP部分的S加减速速度规划、粗插补分段程序的设计和FPGA部分的硬件精插补器设计。
通过仿真和实验结果分析，可以看到整个插补过程中加速度变化连续，速度变化平滑稳定，最后输出的脉冲方向信号频率也稳定可靠，可以达到驱动器的指令输入要求，最终运动控制卡在桁架机器人系统上进行了实验调试，整个桁架机器人系统运行稳定、性能良好可靠。