阳志林,杨志军,柯帮维,邓亚雄

(1.广东工业大学,精密电子制造技术与装备国家重点实验室,广东广州 510006;2.佛山市华道超精科技有限公司,广东佛山 528225)

0 引言

随着集成电路制造、精密电子封装等领域的快速发展,该行业对高速、超精密定位运动平台的需求越来越高[1-2],同时对平台的电机伺服控制也要求越高。单回路控制已不能满足部分超精密运动平台的需求,如传统大行程宏微复合平台以双驱动宏微切换满足宏和微的定位控制[3]、刚柔耦合平台用以微带宏单驱动双反馈控制获取柔性铰链弹性变形来补偿摩擦死区,需要对电机编码器和平台光栅尺的同步采集才能满足控制要求[4-5]。

绝对式多摩川协议和BISS协议都有着抗干扰能力强、通信速率高等优点,在位置传感器领域得到广泛的应用[6]。电机伺服系统通常以ARM或DSP为计算核心,对获取的位置反馈做闭环运算。但单独用ARM实现对编码器和光栅尺的双反馈采样会因MCU串行执行而出现采样延时,不能获取它们同一时刻位置信息。故可利用FPGA并行性、快速性的特点对多编码器并行实时采样,满足系统双回路控制的需求[7]。

本文介绍了多摩川和BISS协议的数据结构,以同时采集刚柔耦合滚珠丝杆平台的电机编码器和平台光栅尺为背景,设计了该采集装置的通讯接口电路和软件模块,并设计上位机显示平台的位移。

1 通信协议介绍

FPGA基于多摩川协议和BISS协议设计解码模块,分别对电机绝对式编码器和绝对式直线光栅尺进行同步采集。……