面向注塑机的RTEX型嵌入式伺服控制器设计

焦文潭，布 挺，张 刚

（洛阳理工学院 电气工程与自动化学院，河南 洛阳471023）

脉冲型伺服控制系统由于成本低、技术成熟，普遍应用于注塑机（瓶胚、快餐盒）配套机械臂。随着行业发展，塑机行业对机械臂的要求出现两个趋势：第一，由追求工作速度变为速度和柔性控制并重。在业内利用脉冲型伺服控制系统将伺服电机超出额定转速工作，以配合注塑机[1]提高产能，但也导致机械臂出现动作柔性差、手臂振动等缺点。第二，对控制系统通用性要求高。注塑行业机械臂分为标准机和非标机。标准型包含2轴系统和3轴系统。即使如此，最早应用于标准机的基于MCU PWM技术的控制板卡也分为2轴配套控制卡、3轴配套控制卡，系统软硬件均有所区别，而基于专用芯片设计的脉冲型控制系统一般最多支持4轴，如MCX312（2轴）、MCX314（4轴）。非标性设备轴数机械结构较复杂，通常都在3-5轴（如膜内贴标机）甚至更多，脉冲型控制系统通用性差，给培训、调试、维护及售后带来了极大的不便，总线型控制系统的优势就凸显出来。近五年，各种总线型控制系统已经在业内高端机上尤其是非标准机上推广应用。

1 设计原理

RTEX协议[2-3]是Panasonic公司针对其A5N（包含A6N）系列交流伺服产品开发的具备高度实时性的通讯协议（通信基础：100base-TX，全双工：100Mb/s）。与Ethernet[4]相比，RTEX协议突出通信的高效性，简化的数据包更利于通信的实时性。RTEX协议的系统拓扑为环形结构。该协议支持采用4种通信周期（A5N支持4种，A6N进一步扩展）：0.0833ms、0.1666ms、0.5ms、1.0ms。协议通信支持2种数据包：16Byte和32Byte。……