在电池厂商实验室的材料分析场景中,样品的进样、移动及测量通常依赖人工操作,效率低且易出错。为提升检测效率与一致性,客户希望开发一套自动化控制系统,替代人工,实现样品的自动搬运和测量流程,提高整体检测产能和稳定性。
基于 RS485 总线开发 Modbus RTU 协议,完成三轴伺服电机的坐标解析与联动控制,根据目标位置(X,Y,Z)和速度参数,动态计算各轴位移量与运动时间,实现多轴同步运动;
采用主从定时器精准输出 PWM 脉冲控制步进电机,结合查表法实现 S 形加减速算法,减少启停振动,提升运行平稳性;
集成电动夹爪控制逻辑,通过状态机设计进样流程,通过以太网接收上位机指令,完成样品夹取、移动路径规划及定位,保障全流程自动化衔接。
项目周期:约 3 个月,包括方案设计、开发联调、测试优化等阶段
项目成员:共 4 人
1 名硬件设计:负责板卡设计
1 名嵌入式开发(本人):负责主控软件、通信协议、运动控制与流程实现
1 名电气工程师:负责电机选型、电路设计与设备接线调试
1 名上位机开发工程师:负责 TCP 通信协议、界面设计及任务指令交互
技术栈:
STM32 HAL / LL 驱动库(定时器、串口、GPIO、以太网)
Keil MDK / STM32CubeIDE 开发环境
FreeRTOS(若使用,支持任务调度和资源管理)
C 语言嵌入式开发(控制逻辑、通信协议、状态机)
Modbus RTU 协议栈自研 / 移植
TCP Socket 通信协议实现(与上位机通信)
数学插值算法(S 形加减速)
状态机建模与控制流程逻辑
串口调试工具 + 示波器 + 逻辑分析仪