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今天，正運(yùn)動(dòng)小助手給大家分享一下 運(yùn)動(dòng)控制器軸回零的配置與實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹控制器提供的回零模式，驅(qū)動(dòng)器自身的回零模式我們將在下篇為大家講解。
01 軸回零
一、回零說(shuō)明
在高精度自動(dòng)化設(shè)備上都有自己的參考坐標(biāo)系，工件的運(yùn)動(dòng)可以定義為在坐標(biāo)系上的運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)系的原點(diǎn)即為運(yùn)動(dòng)的起始位置，各種加工數(shù)據(jù)都是以原點(diǎn)為參考點(diǎn)計(jì)算的。
所以啟動(dòng)控制器執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令之前，設(shè)備都要進(jìn)行回零操作，回到設(shè)定的參考坐標(biāo)系原點(diǎn)，若不進(jìn)行回零操作，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡錯(cuò)誤。
正運(yùn)動(dòng)控制器提供了多種回零方式，通過(guò)DATUM單軸回零指令設(shè)置，不同模式值選擇不同的回零方式，各軸按照設(shè)置回零的方式自動(dòng)回零。
DATUM指令為單軸回零指令，每次作用在一個(gè)軸上，多軸回零時(shí)，需要對(duì)每個(gè)軸都使用DATUM指令回零。
回零時(shí)機(jī)臺(tái)需要接入原點(diǎn)開(kāi)關(guān)（指示原點(diǎn)的位置的到位傳感器）和正負(fù)限位開(kāi)關(guān)（均為傳感器，傳感器檢測(cè)到信號(hào)后，表示有輸入信號(hào)，傳給控制器處理）。
單軸找原點(diǎn)時(shí)，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)通過(guò)DATUM_IN設(shè)置，正負(fù)限位開(kāi)關(guān)分別通過(guò)FWD_IN和REV_IN設(shè)置�？刂破髡�/負(fù)限位信號(hào)生效后，會(huì)立即停止軸，停止減速度為FASTDEC。
設(shè)備回零方式有控制器回零和伺服參數(shù)回零。
控制器回零是把零點(diǎn)位置傳感器連接到運(yùn)動(dòng)控制器上，控制器通過(guò)搜索零點(diǎn)傳感器位置回零點(diǎn)。本文主要介紹控制器提供的回零模式。
伺服參數(shù)回零是將零點(diǎn)傳感器連接到伺服驅(qū)動(dòng)器上，控制器通過(guò)發(fā)送命令給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行回零的操作。驅(qū)動(dòng)器自身的回零模式請(qǐng)參考下篇。
二、回零相關(guān)指令
運(yùn)動(dòng)控制器回零常用的相關(guān)指令如下表所示。
1.回零指令DATUM
DATUM是運(yùn)動(dòng)控制器的回零指令，相關(guān)回零搜索模式 很多，根據(jù)當(dāng)前軸所處的位置或效率要求選擇合適的模式，DATUM指令指令后軸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，搜尋原點(diǎn)信號(hào)，遇到原點(diǎn)信號(hào)后自行停止，將當(dāng)前的位置清零，回零成功，詳情參見(jiàn)下節(jié)說(shuō)明。
語(yǔ)法： DATUM(模式)
2.映射原點(diǎn)輸入DATUM_IN
運(yùn)動(dòng)控制器原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的設(shè)置，對(duì)應(yīng)輸入口IN信號(hào)。
語(yǔ)法： DATUM_IN = 輸入口編號(hào)，-1取消映射
對(duì)于ZMC系列的控制器，由于 輸入OFF時(shí)認(rèn)為有信號(hào)輸入 (ECI系列控制器與之相反)，原點(diǎn)和正負(fù)限位開(kāi)關(guān)等特殊信號(hào)映射完成需要 INVERT_IN 反轉(zhuǎn)輸入信號(hào)。
3.回零速度SPEED、CREEP
回零運(yùn)動(dòng)中為了更精確的找到零點(diǎn)，會(huì)使用爬行速度CREEP和軸運(yùn)行速度SPEED來(lái)進(jìn)行原點(diǎn)搜尋，SPEED設(shè)置相對(duì)大一些，用于快速搜尋原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的位置，CREEP一般為較小值，爬行到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)處停止，回零成功。
語(yǔ)法： SPEED = 數(shù)值
語(yǔ)法： CREEP = 數(shù)值
4.正負(fù)限位FWD_IN、REV_IN
硬限位開(kāi)關(guān)是限制軸的最大“允許行進(jìn)范圍”的限位開(kāi)關(guān)。硬限位開(kāi)關(guān)是物理開(kāi)關(guān)元件，硬限位開(kāi)關(guān)由指令映射到相應(yīng)輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)上，根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)是常開(kāi)還是常閉確定是否要對(duì)信號(hào)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，設(shè)置完成后，碰到硬限位開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)軸立即停止運(yùn)動(dòng)，停止減速度為FASTDEC。
軟限位開(kāi)關(guān)將限制軸的“工作范圍”，由指令直接設(shè)置限位位置，軸走到設(shè)置位置后立即采用減速度FASTDEC停止運(yùn)動(dòng)，它們應(yīng)位于機(jī)床限制行進(jìn)范圍的相關(guān)硬限位開(kāi)關(guān)的內(nèi)側(cè)。由于軟限位開(kāi)關(guān)的位置較為靈活，因此可根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行軌跡和具體要求調(diào)整軸的工作范圍。
工作臺(tái)碰到限位開(kāi)關(guān)或者規(guī)劃位置超越軟限位時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制器緊急停止工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。限位觸發(fā)以后，軸無(wú)法繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)需要調(diào)整軸的位置，使其遠(yuǎn)離限位位置才能重新開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。
軸在碰到限位的時(shí)候才會(huì)產(chǎn)生停止信號(hào)，此時(shí)由于減速需要一定的時(shí)間，實(shí)際軸的位置會(huì)越過(guò)限位一定距離，假設(shè)停止時(shí)SPEED速度是v 0 ，快減速FASTDEC為a，計(jì)算公式：
（ v t ） 2 - （ v 0 ） 2 =2as
帶入下方數(shù)據(jù)：0-100 2 =2*(-1000)*s，得出減速的距離s=5，由此可得，增大FASTDEC和減小SPEED都能達(dá)到減小減速距離的目的，以防止過(guò)沖。
語(yǔ)法：
FWD_IN = 輸入口編號(hào)，-1取消映射
REV_IN = 輸入口編號(hào)，-1取消映射
5.回零反找延時(shí)HOMEWAIT
對(duì)脈沖方式的伺服驅(qū)動(dòng)器，部分回零模式碰到原點(diǎn)信號(hào)之后停止，由于找原點(diǎn)SPEED速度較快產(chǎn)生過(guò)沖，停止之后需延時(shí)之后在CREEP速度反向找原點(diǎn)，控制器默認(rèn)值為延時(shí)2ms。需要運(yùn)行更平穩(wěn)的場(chǎng)合可適當(dāng)增加反找延時(shí)。
語(yǔ)法： HOMEWAIT=數(shù)值（毫秒單位）
6.軸狀態(tài)AXISSTATUS
查看軸當(dāng)前的狀態(tài)，可以查詢(xún)控制器是否處于回零狀態(tài)，遇到限位開(kāi)關(guān)或軟件限位將會(huì)產(chǎn)生報(bào)警提示。
AXISSTATUS的值對(duì)應(yīng)的說(shuō)明如下，同時(shí)發(fā)生多種錯(cuò)誤，用組合值表示。
打印信息如下： 表示在軸0回零過(guò)程中碰到正向限位開(kāi)關(guān)后停止軸運(yùn)動(dòng)，并打印軸狀態(tài)報(bào)警提示，解除報(bào)警可以將軸反向運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)限位開(kāi)關(guān)即可。
Axis: 0 AXISSTATUS:50h,FWD
如下圖，可通過(guò)軸狀態(tài)窗口實(shí)時(shí)的監(jiān)控AXISSTATUS。
三、回零模式詳解
語(yǔ)法： DATUM(模式)
表的模式+10（10+n）表示碰到限位后反找，不會(huì)碰到限位停止，例如DATUM(13) = DATUM(3+10)，使用DATUM(13)的回零方式，碰到正限位后不停止，而是反向運(yùn)行，多用于原點(diǎn)在正中間的情況。
表的模式+100（模式100+n和110+n分別對(duì)應(yīng)n和10+n）， 表示回零成功之后，自動(dòng)清零MPOS，例如DATUM(103)、DATUM(113)，適用于ATYPE=4，接入編碼器后可以自動(dòng)清零MPOS(僅限4系列) ，其他的模式自動(dòng)清零DPOS，MPOS需要手動(dòng)清零。
02 控制器回零模式
下面以上表最基礎(chǔ)的幾種模式展開(kāi)詳細(xì)講解。
縱軸V為運(yùn)動(dòng)速度，橫軸S為相對(duì)運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)的距離。
1. 回零模式1
DATUM(1)軸以CREEP速度正向運(yùn)行，直到Z信號(hào)出現(xiàn)后開(kāi)始減速，停止后所處位置為零點(diǎn)，此時(shí)將DPOS值重置為0，回零途中若碰到限位開(kāi)關(guān)會(huì)直接停止。
回零模式2與模式1找原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反。
2. 回零模式3
DATUM(3)軸以SPEED速度快速正向運(yùn)行，直到碰到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后開(kāi)始減速，減速到0之后再反向以CREEP速度找原點(diǎn)，再次碰到原點(diǎn)之后減速停止，軸停止之后將DPOS值重置為0，當(dāng)前所處位置為零點(diǎn)，回零途中若碰到限位開(kāi)關(guān)會(huì)直接停止。
回零模式4與模式3找原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反。
3.回零模式5
DATUM(5)軸以SPEED速度快速正向運(yùn)行，直到碰到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后開(kāi)始減速，減速到0之后再反向以CREEP速度運(yùn)動(dòng)，直到Z信號(hào)出現(xiàn)之后減速停止，遇到Z信號(hào)立即減速停止，停止的位置為零點(diǎn)，將DPOS值重置為0，回零途中若碰到限位開(kāi)關(guān)會(huì)直接停止。
回零模式6與模式5找原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反。
4.回零模式8
DATUM(8)軸以SPEED速度快速正向運(yùn)行，直到碰到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)后開(kāi)始減速，減速到0之后便將DPOS值重置為0，停止后所處位置為零點(diǎn)，回零途中若碰到限位開(kāi)關(guān)會(huì)直接停止。
回零模式9與模式8找原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反。
5.回零模式13
DATUM(13)軸以SPEED速度快速正向運(yùn)行,若先碰到限位開(kāi)關(guān)，不會(huì)報(bào)警停止，以SPEED速度反向找原點(diǎn)，遇到原點(diǎn)信號(hào)后減速為CREEP直到離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)立即停止，回零成功，位置清零；若先碰到原點(diǎn)信號(hào)，則與模式3相同。
回零模式14與模式13找原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反。
03 控制器回零方式
1.模式3單軸回零示例：
運(yùn)行效果如下圖：
正在找原點(diǎn)時(shí)軸狀態(tài)AXISSTATUS顯示40h，回零成功變?yōu)?h。
如下圖，軸0以SPEED = 100的速度正向運(yùn)行，直到碰到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)IN(0)，然后以CREEP = 10的速度反向運(yùn)動(dòng)，直到再次離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的位置時(shí)停下，此時(shí)回零完成，軸的DPOS自動(dòng)置0，若中途碰到限位開(kāi)關(guān)，軸立即停止。
2.DATUM(13)模式，對(duì)比DATUM(3)，碰到限位開(kāi)關(guān)軸不停止，而是反向找原點(diǎn)，如下示例：
運(yùn)行效果如下圖：
正在找原點(diǎn)時(shí)軸狀態(tài)AXISSTATUS顯示40h，回零成功變?yōu)?h，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)和限位開(kāi)關(guān)的映射也可在軸參數(shù)窗口查看。
如下圖，軸0以SPEED = 100的速度正向運(yùn)行，碰到正向限位開(kāi)關(guān)IN(1)，開(kāi)始反向找原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)，直到碰到原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)IN(0)，然后以CREEP = 10的速度反向運(yùn)動(dòng)，直到再次離開(kāi)原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的位置時(shí)停下，此時(shí)回零完成，軸的DPOS自動(dòng)置0。
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