| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第11-13页 |
| 1.1.1 制造业回归 | 第11页 |
| 1.1.2 中国制造面临的形势 | 第11-12页 |
| 1.1.3 工业机器人助力中国制造 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外工业机器人研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.1 国外研究概况 | 第13-15页 |
| 1.2.2 国内发展概况 | 第15-16页 |
| 1.2.3 机器人发展趋势 | 第16页 |
| 1.3 论文的主要工作和结构 | 第16-18页 |
| 1.4 本章小结 | 第18-19页 |
| 第二章 控制系统方案概要设计 | 第19-31页 |
| 2.1 EtherCAT实时总线概述 | 第19-22页 |
| 2.1.1 EtherCAT特点 | 第19-20页 |
| 2.1.2 EtherCAT从站控制器 | 第20-21页 |
| 2.1.3 PC端EtherCAT主站软件 | 第21-22页 |
| 2.2 开放式机器人设计需求 | 第22-25页 |
| 2.2.1 开放式系统需求 | 第22-23页 |
| 2.2.2 功能模块需求 | 第23-24页 |
| 2.2.3 系统设计指标 | 第24-25页 |
| 2.3 系统整体方案概要 | 第25-26页 |
| 2.4 系统总体结构与组成 | 第26-30页 |
| 2.4.1 系统总体框图 | 第26-27页 |
| 2.4.2 系统开放性和容错能力分析 | 第27-30页 |
| 2.5 本章小结 | 第30-31页 |
| 第三章 控制系统硬件详细设计 | 第31-64页 |
| 3.1 ESC通信卡 | 第31-39页 |
| 3.1.1 供电电路 | 第31-32页 |
| 3.1.2 LAN9252电路 | 第32-36页 |
| 3.1.3 网络接头 | 第36-37页 |
| 3.1.4 存储电路 | 第37页 |
| 3.1.5 对外PDI接口设计 | 第37-39页 |
| 3.2 八轴伺服控制卡 | 第39-54页 |
| 3.2.1 电源及隔离 | 第40-43页 |
| 3.2.2 ARM Cortex-M7电路及接口 | 第43-46页 |
| 3.2.3 伺服驱动电路 | 第46-49页 |
| 3.2.4 开关量输入输出电路 | 第49-51页 |
| 3.2.5 工业通信电路 | 第51-54页 |
| 3.3 传感器控制卡 | 第54-62页 |
| 3.3.1 XMC4800配置 | 第55-58页 |
| 3.3.2 PHY电路设计 | 第58-62页 |
| 3.4 本章小结 | 第62-64页 |
| 第四章 控制系统的驱动软件设计 | 第64-74页 |
| 4.1 主站驱动软件 | 第64-68页 |
| 4.1.1 主站驱动框架 | 第64-65页 |
| 4.1.2 EtherCAT Master安装脚本设计 | 第65-67页 |
| 4.1.3 HAL驱动设计 | 第67-68页 |
| 4.2 从站驱动设计 | 第68-72页 |
| 4.2.1 设置从站对象字典信息 | 第68-69页 |
| 4.2.2 利用SSC Tool设计生成从站协议栈代码 | 第69-71页 |
| 4.2.3 硬件平台移植 | 第71-72页 |
| 4.3 从站应用软件设计 | 第72-73页 |
| 4.3.1 伺服控制卡应用程序 | 第72页 |
| 4.3.2 传感器控制卡应用程序 | 第72-73页 |
| 4.4 本章小结 | 第73-74页 |
| 第五章 兼容绝对式伺服数据的传输机制设计 | 第74-81页 |
| 5.1 位置反馈选择 | 第74-75页 |
| 5.1.1 增量式与绝对式伺服 | 第74-75页 |
| 5.1.2 位置反馈方式设计 | 第75页 |
| 5.2 伺服和从站间传输机制设计 | 第75-77页 |
| 5.2.1 特定的伺服通信方式 | 第76页 |
| 5.2.2 串行总线读取多轴伺服机制实现 | 第76-77页 |
| 5.3 从站与主站间传输机制设计 | 第77-80页 |
| 5.3.1 数据传输通道设计 | 第77-78页 |
| 5.3.2 传输机制在从站和主站的实现 | 第78-80页 |
| 5.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 第六章 系统测试与分析 | 第81-91页 |
| 6.1 系统实物图 | 第81-82页 |
| 6.1.1 硬件整体实物图 | 第81页 |
| 6.1.2 模块加外壳图 | 第81-82页 |
| 6.1.3 电源分割图 | 第82页 |
| 6.2 信号级测试 | 第82-85页 |
| 6.2.1 电源滤波效果测试 | 第82-83页 |
| 6.2.2 电源隔离效果测试 | 第83-84页 |
| 6.2.3 ESC时钟测试 | 第84页 |
| 6.2.4 PHY时钟 | 第84-85页 |
| 6.3 EtherCAT网络连通性测试 | 第85-88页 |
| 6.3.1 IgH Master测试 | 第85-86页 |
| 6.3.2 TWINCAT测试 | 第86-88页 |
| 6.4 绝对式位置数据传输机制测试 | 第88-90页 |
| 6.5 本章小结 | 第90-91页 |
| 总结与展望 | 第91-93页 |
| 总结 | 第91-92页 |
| 展望 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-97页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第97-98页 |
| 致谢 | 第98-99页 |
| 答辩委员会对论文的评定意见 | 第99页 |