一種Endat協(xié)議在伺服傳動上的實現(xiàn)方案

1、 一種Endat協(xié)議在伺服傳動上的實現(xiàn)方案 劉永江Summary：本文講述了一種Endat2.2協(xié)議光柵尺在機床伺服傳動上的應(yīng)用案例，給出軟硬件設(shè)計方案，講解了Endat協(xié)議在FPGA上的實現(xiàn)。在工程應(yīng)用中證明該方案能夠滿足金屬加工高速高精高可靠性的需求。Key：Endat；FPGA；直線光柵尺：TN762 ：A ：1007-9416（2017）06-0092-01在機床傳動應(yīng)用中，目前多數(shù)采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置數(shù)據(jù)采集工具。因機械原因編碼器數(shù)據(jù)和工件實際位置存在一定的偏差，而采用直線光柵尺作為第二編碼器參與位置控制、或作為第一編碼器參與電機控制，都可將偏差降到更小的范圍。本文采用海德漢絕對值

2、編碼器LC483作為具體實施對象，結(jié)合本公司GR驅(qū)動器，介紹一個Endat2.2協(xié)議光柵尺在機床應(yīng)用的實例。1 EnDat2.2協(xié)議簡介采用Endat2.2協(xié)議的接口有些相對優(yōu)勢：高性能時的低成本，信號質(zhì)量好、傳輸可靠性高，接線簡單實用性，能提高整個系統(tǒng)的安全性，具備良好的抗干擾能力，數(shù)據(jù)傳輸時間短（時鐘頻率可達8MHz），數(shù)據(jù)恢復(fù)時間快（1.253.75us）適應(yīng)先進的技術(shù)發(fā)展。EnDat2.2 協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸格式如圖1。Endat 接口可以對編碼器進行錯誤監(jiān)測，如果有可能導(dǎo)致不正確位置值的編碼器故障，會產(chǎn)生出錯信息，送給驅(qū)動器以采取保護措施。Endat 接口可傳輸位置值和其他附加信息。根據(jù)具

3、體發(fā)送類型，隨位置值發(fā)送一到兩個附加信息（由MRS碼選擇）。相應(yīng)編碼器所支持的附加信息保存在編碼器參數(shù)中。2 硬件接口設(shè)計編碼器與FPGA的收發(fā)電路采用RS485電氣標(biāo)準(zhǔn)，該電路抗干擾能力強，可長距離傳輸。本文具體使用兩路路SN75176B芯片，該芯片是一種半雙工的器件；一路只工作在發(fā)送模式，向編碼器傳輸同步的差分時鐘信號CLOCK；另一路工作在半雙工模式，供編碼器和FPGA之間的數(shù)據(jù)信號（DATA）傳輸。3 FPGA軟件實現(xiàn)基于海德漢公司提供的FPGA軟件源碼，在萊迪斯公司的LFXP2系列上根據(jù)我司需求實現(xiàn)了EnDat協(xié)議的完整版軟件。軟件主要由發(fā)送模塊、接收模塊、時鐘發(fā)生器、校驗?zāi)K、各種

4、功能寄存器等功能模塊組成。本文僅介紹與需求相關(guān)具體內(nèi)容。3.1 編碼器位置信息讀取如圖2，時鐘采用5MHz，讀取數(shù)據(jù)需12.5us，在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)尾處，信號必須置為高電平16us后方返回低電平，在數(shù)據(jù)信號的下降沿后方可啟動下次數(shù)據(jù)傳輸。3.2 編碼器位置附加信息驅(qū)動器可獲取電機電氣零點、限位值、溫度、加速度、旋轉(zhuǎn)方向等信息。帶EnDat接口的編碼器提供幾個參數(shù)存儲區(qū)，驅(qū)動器可通過指令在相應(yīng)區(qū)域讀取這些參數(shù)進行系統(tǒng)配置，參數(shù)主要包括：編碼器數(shù)據(jù)、廠家數(shù)據(jù)、運行參數(shù)及狀態(tài)。如果要置換編碼器，必須正確這些參數(shù)設(shè)置。3.3 CRC校驗?zāi)KFPGA與編碼器進行數(shù)據(jù)交互時，該值經(jīng)過CRC校驗后存入接收寄存器中，更新相應(yīng)的狀態(tài)位，控制器查詢狀態(tài)寄存器來確保數(shù)據(jù)的正確性；出現(xiàn)錯誤后可復(fù)位狀態(tài)寄存器準(zhǔn)備下次數(shù)據(jù)傳輸。4 實驗結(jié)論本文在我司GR驅(qū)動器上通過FPGA實現(xiàn)了EnDat2.2協(xié)議，適配海德漢光柵尺LC483在機床上應(yīng)用，經(jīng)加工測試，數(shù)據(jù)讀取穩(wěn)定，性能可靠。相應(yīng)抗干擾試驗結(jié)果如表1。endprint數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用2017年6期數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用的其它文章黨建工作管理系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用基于嵌入式手語翻譯手套的研究基于四軸