高精度小型工业机器人控制

小型工业机器人是一种自动控制、可重新编程、多用途的机械手，可在三轴或更多轴上编程。工业机器人的典型应用包括焊接、喷漆、熨烫、装配、取放、码垛、产品检测和测试，所有这些都以高耐久性、速度和精度完成。在一般机器人的背景下，大多数类型的工业机器人都属于机械臂的范畴。

瑞萨的小型工业机器人解决方案专注于旋转变压器电机控制，在高温、灰尘、油污、振动等恶劣环境下具有高精度（200，000 P/R）且功耗低。

该解决方案将旋转变压器数字转换器 （RDC） IC 与支持电压检测类型和电流检测类型的旋转变压器传感器的RX24T MCU 相结合，从而能够使用旋转变压器对步进电机进行伺服控制。 旋转变压器传感器是利用电信号检测电机旋转位置的位置传感器，是一种具有磁性的旋转角度传感器。通常用于控制混合动力汽车或电动汽车的驱动电机或电动助力转向中的扭矩传感器。在本博客中，我们的目标是工业应用。该解决方案解决了步进电机的常规问题（失步、振动、噪音、发热）。瑞萨创新的 MCU 驱动软件可自动校正旋转变压器信号增益、相位和角度误差，以实现高精度，从而实现卓越的系统成本和性能。

图 1 - 小型工业机器人框图：

HIP4082是一款中频、中压 H 桥 N 沟道 MOSFET 驱动器 IC，专门针对 PWM 电机控制。RJK0854DPB是N 通道单功率 MOSFET，适用于电机驱动开关，具有高稳健性、高速和低导通电阻。

ISL85033是一款双标准降压稳压器，每通道能够提供 3A 的连续输出电流。其输入范围为 4.5V 至 28V，可为各种负载点应用提供高频电源解决方案，是小型工业机器人的理想选择。ISL80505是一款单输出低压差稳压器 （LDO），可在 1.8V 至 6V 的输入电压范围内工作。输出电压可编程为 0.8V 至 5.5V。

我们使用ISL8485E，它是一款 ±15kV ESD 保护、半双工、10Mbps RS-485 收发器，用于在执行器板和系统控制板之间进行通信。

在系统控制板上，我们推荐我们的RX72M MCU，内置 EtherCAT® 从控制器，RXv3 Core，240 MHz 运行，适用于工业网络解决方案。

借助该解决方案，瑞萨电子为工程师提供了一种用于小型工业机器人的高精度且坚固的设计。

审核编辑：郭婷