基于TMCM-303的三座标机器人设计

如今三座标设备广泛用于工厂自动化，光学设备，雕刻，切割等众多行业，而面临许多三座标设备所存在的成本高，体积大，布线繁琐等问题，本次设计选取TRINAMIC公司的TMCM-303模块，该模块尺寸只有80mmX50mm,集成了三轴步进电机的控制与驱动，减少繁琐的布线工作，保证设备体积的小巧。系统组成如下：

一：控制+驱动部分 选用TMCM-303技术参数如下
a.集成三轴步进电机的控制和驱动（只需直接接入电机即可）
b.提供RS232，RS485， CAN通讯方式，可实现网络控制和分布式控制模式
c.每轴各配有正负限位
d.8个输入（外部开始，停止等信号输入）和8个输出接口（可用于外部气缸，电磁阀控制）
e.可编程细分控制，最大细分数为64
f.具有程序存储功能，便于脱机工作
g.自动波形发生器，保证运行平稳
h.可以在运行过程中即时更改参数（速度，位置，加速度等）
i.动态电流控制

二：执行部分
选取步进电机 MT42STH33-1334A，相电流1.33A 力矩0.22N.M ------- 3个

三：传动部分
可根据不同精度选取不同传动部件：精度要求不高可选择柔性传动（如同步带等）；精度要求高的情况可选择刚性传动（如滚珠丝杠等）；如果要求的精度非常高可采用闭环结构，此时TRINAMIC可以提供TMCM-323模块该模块是三轴增量式编码器输入模块，可以配合TMCM-303组成三轴闭环控制，提高系统精度。

四：开关
采用TRINAMIC专利技术失速探测功能，由TMCM-303构成的系统只需要参考点无需限位开关（可以用在一些特殊场合）这样可以节省六个限位开关的成本，当然您也可以选择使用限位开关。
这样的话通过一块很小的芯片模块，三个电机，开关和机械装置，我们很快便完成了施工工作。设备可以做到足够的精致，小巧。给人一种清爽的感觉。OK，现在我们开始使用这台设备了
由于TMCM-303提供了多种通讯方式 我们可以选择在线控制，也可以将程序写入ROM中脱机运行，当然在运动过程中我们可以随时更改参数，而电机不会因此而停止，我们可以随时读取电机的参数速度，位置等。三个轴可以相互独立工作互不干涉，也可以完成三轴直线插补。
StallGuard功能在该系统中的应用：我将其归纳两点我认为这两点在所有的设备中都是最重要的
1.撞击。 在运行过程中可能会由于某些原因导致电机撞击，飞车事故（如限位无效，速度过高等）如果您的台面上放置的是昂贵的激光干涉仪之类的产品，您的损失是巨大的。如果操作人员发生了不幸，后果更是惨重的。这种情况并不少见。有了StallGuard功能您可以设定电机的限制力矩当电机达到您所设定的力矩时你可以选择让电机停止或反转 或报警。此功能可以用于一些：对昂贵产品保护和安全生产的环境中。如光学检测仪，台式CNC等

2.震动。这是选择步进最头疼的问题，面对系统的震动，我们不知所措。StallGuard功能可以将系统在运行中震动程度直观反映到软件上，并且会显示最佳运行区域，这样一来面对共振我们将有的放矢地改善系统。这一功能主要用于对系统平稳性要求很高的设备中如医疗设备，光学设备，高精密检测仪器等。

应用范围：
所有三座标设备 如：点胶机，三座标测量仪，雕刻机，激光扫描仪，三座标划线机，打标机，内雕机，台式数控设备等