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随着我国制造业的持续发展和产业的结构转型,未来越来越多的喷涂机器人将被应用到制造业中。随着工业化生产的要求的提升和新型芯片制作工艺技术的不断发展,喷涂机器人控制系统也在不断更新换代,然而市场上的运动控制器以通用型居多,底层算法和硬件架构比较封闭,不便于针对特定应用进行算法的二次开发,因此开发一款具有自主知识产权,能适应不同产品,配置灵活、编程简单并且成本足够低廉的机器人控制系统,满足国内中小企业迫切需求,具有重要的意义。本文首先对喷涂机器人和机器人示教技术的研究现状做了详细地分析,在对比了传统的通用型机器人控制系统与基于嵌入式的机器人控制系统的优缺点基础上,决定选择基于“ARM+DSP+FPGA”嵌入式架构的机器人控制系统进行开发,并论述其可行性和必要性。并搭建了基于OMAP-L138+FPGA双处理器三核心的硬件平台,其中ARM运行嵌入式Linux系统,主要负责非实时性任务;DSP移植了DSP/BIOS操作系统,主要负责速度规划、插补、速度平滑分摊等实时性较高的任务;FPGA设计有外围电路,负责伺服电机的运动控制。主要内容包括:第一章结合喷涂机器人、控制系统、手把手示教技术国内外发展现状,提出了本课题设计目标即一种新型手把手示教喷涂机器人控制系统。第二章根据功能分析与设计要求,决定采用嵌入式总体设计方案,进行系统硬件平台架构和软件平台架构的设计,确定了电路设计、板卡的划分、软件架构分析等。第三章介绍了移植和配置Boot Loader、u-boot、内核以及文件系统等流程,并详细分析了OMAP-L138双核系统启动流程,为后期应用程序的开发做准备工作。第四章主要讨论机器人运动控制系统通信模块的设计,主要包括ARM与上位机通信、ARM与DSP通过DSPLink的双核通信、ARM读伺服电机编码器等通信方案。第五章重点介绍的系统应用软件开发,分为ARM端应用程序和DSP端应用程序。ARM端主要运行三大线程;DSP端嵌入了不同优先级运动控制算法和一个定时中断。第六章结合实际的喷涂应用,对系统进行整体的测试和验证。