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TI六轴电机控制方案上新:800MHz主频,周期62.5μs,EtherCAT通信

发布时间:2026-06-25 阅读量:18423 来源: 我爱方案网 作者: bebop

工业自动化设备向小型化、集成化发展的趋势下,如何在有限空间内实现多轴精密运动控制,同时兼顾系统稳定性与开发效率,是众多硬件工程师关注的核心问题。TI 六轴步进电机控制器 / 驱动模块,凭借高度集成的设计与成熟的功能特性,为这类需求提供了实用的解决方案。

TI六轴电机驱动方案基于两台Sitara™ MCU-AM243x设备,在实时控制与网络通信集成方面实现了显著突破。该方案通过800MHz的R5F核心,为六台配备增量编码器的独立电机执行闭环场向控制,周期时间严格控制在62.5微秒,确保了高精度动态响应。

同时,可编程实时单元(PRU)核心作为简单开放实时以太网千兆(SORTE_G)的控制器与设备端,实现了六轴电机角度的实时传输与解码,并结合ICSSG架构支持多协议工业以太网及绝对编码器,为复杂工业环境提供了可靠的技术基础。

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TI六轴电机驱动方案

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方案展示了使用两台TI Sitara™ MCU-AM243x设备,能够处理带有六轴控制的简单开放实时以太网千兆(SORTE_G)连接电机驱动器的能力。设计包括一个800MHz的R5F核心,集成在一台AM243x设备上,用于为六台带增量编码器的独立电机执行闭环场向控制,周期时间为62.5微秒。

该AM243x的一个可编程实时单元(PRU)核心作为SORTE_G控制器,发送请求并接收六轴电机角度。另一台AM243x设备的PRU核心作为SORTE_G设备,将6轴电机角度发送到该AM243x的其他PRU核心,每个周期内将这些角度解码给控制器端。AM243x 还支持多协议绝对编码器和多协议工业以太网。


方案优势:


  • 18通道EPWM和18通道ICSSG_PRU PWM用于基于六个FOC环路输出生成PWM波形
  • 12通道Sigma-Delta滤波固件,支持PRU核心间连续采样和负载共享,实现六个直接连接电机的相位电流反馈
  • SORTE_G由ICSSG实现的固件。包含EtherCAT®、PROFINET®或千兆TSN的扩展选项
  • 六个独立闭环FOC用于电流和速度,周期时间为62.5微秒
  • 六通道增量编码器,通过EQEP模块和PRU核心进行解码
  • ICSSG为多编码协议提供扩展选项,例如EnDAT、HDSL、Biss C、Tamagawa和Nikon A

G32R501工业六轴机械臂参考方案

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本方案采用6个搭载极海G32R501实时控制MCU的EtherCAT总线型高压伺服控制器,实现六轴机械臂的关节控制和位置反馈。

方案优势:

· 外围辅助控制采用2路气阀控制,分别实现夹爪和吸盘的气动控制

· 2路气阀控制,分别实现物料推送控制和定位控制

· 2路输出I/O,实现蜂鸣器和工作指示灯的控制

· 1路输入I/O,实现物料到位的检测

· 3 路输入I/O,进行急停开关信号的检测

极海G32R501工业六轴机械臂参考方案中,控制器和伺服驱动器及远程IO板之间采用EtherCAT通讯,控制器作为EtherCAT主站,6个伺服控制器和1个远程IO板作为EtherCAT从站,通讯周期为1ms,同步精度小于1μs。

 

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