1、當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在發(fā)生，制造業(yè)正在向以設(shè)備互聯(lián)通信為基礎(chǔ)的智能制造發(fā)展。多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的重要組成部分，在各行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，EtherCAT總線具有實(shí)時(shí)性好、速度快、同步性高、開放性好、拓?fù)潇`活、成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合網(wǎng)絡(luò)化多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的通信，因此，研究發(fā)展EtherCAT總線多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)對(duì)于提升自動(dòng)化設(shè)備的性能，乃至于提高制造業(yè)的生產(chǎn)力水平具有重要意義。
　　本文設(shè)計(jì)了一種基于ARM

2、-FPGA的EtherCAT總線多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。首先進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)主要由EtherCAT主站和從站運(yùn)動(dòng)控制板組成，運(yùn)動(dòng)控制板采用ARM+FPGA架構(gòu)，可以控制6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，有32路數(shù)字量輸入，16路數(shù)字量輸出，帶有EtherCAT總線和RS485總線接口。其次，選擇了ARM和FPGA芯片，采用Altum Designer軟件設(shè)計(jì)了ARM和FPGA的核心電路、供電電路以及外部接口電路的原理圖，并據(jù)此設(shè)計(jì)了PCB版圖，制作了運(yùn)動(dòng)控制

3、板樣板。然后，采用Verilog硬件描述語言設(shè)計(jì)了FPGA與ARM通信的FSMC模塊、I/O控制模塊及軸控制模塊，在軸控制模塊的設(shè)計(jì)中分析了目前常用的加減速算法的性能及硬件實(shí)現(xiàn)的可行性，在FPGA中硬件實(shí)現(xiàn)了直線和S形兩種加減速算法，并進(jìn)行了ModeSim仿真實(shí)驗(yàn)。最后，選擇CoDeSys作為EtherCAT主站，并編寫了運(yùn)動(dòng)控制板EtherCAT從站描述文件;對(duì)觸摸屏進(jìn)行了組態(tài)開發(fā)，設(shè)計(jì)了觸摸屏界面，分配了Modbus協(xié)議通道;以及開

4、發(fā)了運(yùn)動(dòng)控制板上ARM中運(yùn)行的EtherCAT從站程序和Modbus通信程序，完成了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。
　　在上述軟硬件設(shè)計(jì)開發(fā)的基礎(chǔ)上，采用裝有CoDeSys運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的樹莓派做主站搭建了一套EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，采用昆侖通態(tài)觸摸屏搭建了一套R(shí)S485總線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，并分別進(jìn)行了功能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩套運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)定位，點(diǎn)動(dòng)等基本控制功能。此外，還將該系統(tǒng)做了應(yīng)用測(cè)試，結(jié)果表明可以滿足控制需求。本文設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)