一、XPLC006E功能簡(jiǎn)介

XPLC006E是正運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器推出的一款多軸經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器，XPLC系列運(yùn)動(dòng)控制器可應(yīng)用于各種需要脫機(jī)或聯(lián)機(jī)運(yùn)行的場(chǎng)合。

XPLC006E自帶6個(gè)電機(jī)軸，最多12軸運(yùn)動(dòng)控制（含虛擬軸數(shù)），支持12軸直線插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設(shè)置等功能。

XPLC006E支持多任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，同時(shí)可以在PC上直接仿真運(yùn)行，編程方式多種可選，支持ZDevelop軟件的Basic/PLC梯形圖/HMI組態(tài)和常用上位機(jī)軟件編程。

XPLC006E只支持EtherCAT總線軸，不支持脈沖軸和編碼器軸。采用EtherCAT總線與驅(qū)動(dòng)器通訊，1ms的刷新周期。

XPLC006E支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

→此款產(chǎn)品有XPLC004E、XPLC006E、XPLC008E三個(gè)不同軸數(shù)的型號(hào)可選。

二、XPLC864E功能簡(jiǎn)介

XPLC864E在XPLC006E的功能基礎(chǔ)上做了升級(jí)（即上節(jié)介紹的XPLC006E的功能都支持），部分資源空間優(yōu)于XPLC006E，使用方法基本一致，不同之處在于XPLC864E，硬件支持32點(diǎn)輸入、32點(diǎn)輸出、2個(gè)ADC、2個(gè)DAC，支持脈沖軸和總線軸混合使用，總實(shí)軸軸數(shù)為8，除了帶EtherCAT接口之外，輸出口硬件上可配置為8個(gè)軸的脈沖方向信號(hào)輸出，另帶兩路編碼器輸入，可由輸入口配置。

XPLC864E支持PLC、Basic、HMI組態(tài)三種編程方式。PC上位機(jī)API編程支持C#、C++、LabVIEW、VB、matlab、Qt、Linux、.Net、iMAC、Python、 ROS等接口。

XPLC系列經(jīng)濟(jì)型EtherCAT總線運(yùn)動(dòng)控制器支持多種編程方式，支持使用正運(yùn)動(dòng)技術(shù)自主研發(fā)的ZDevelop開(kāi)發(fā)環(huán)境的Basic語(yǔ)言和PLC梯形圖，上一節(jié)講解了控制器的運(yùn)動(dòng)緩沖，本節(jié)內(nèi)容主要講解控制器的軸參數(shù)與運(yùn)動(dòng)指令說(shuō)明。

三、軸參數(shù)

控制軸的運(yùn)動(dòng)除了要發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令之外（運(yùn)動(dòng)指令），顯然我們還需要指定軸的運(yùn)動(dòng)的速度，確定軸運(yùn)動(dòng)的快慢，速度參數(shù)我們也可以把他叫做軸參數(shù)，軸參數(shù)是軸運(yùn)動(dòng)所必須的參數(shù)，常用的軸參數(shù)有速度、加速度、減速度、脈沖當(dāng)量、軸類型等，以上軸參數(shù)作用各不相同，參見(jiàn)下文的說(shuō)明。

1.BASE--軸選擇/軸組選擇

BASE指令用于選擇相應(yīng)的軸號(hào)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和運(yùn)行控制，每一個(gè)過(guò)程有其自己的BASE基本軸組，每個(gè)程序都能單獨(dú)賦值。

在設(shè)置軸參數(shù)或者運(yùn)行軸的時(shí)候，都要在最開(kāi)始的地方，用BASE指令選擇相應(yīng)的軸號(hào)，默認(rèn)BASE選擇的第一個(gè)軸為主軸。

運(yùn)動(dòng)不指定軸號(hào)時(shí)，默認(rèn)發(fā)送給最新掃描的BASE指令選擇的第一個(gè)軸。

語(yǔ)法：BASE(軸0,軸1,軸2,...)

例子：

BASE(0,1,2)       '將XYZ平臺(tái)的三個(gè)軸分別綁定為軸號(hào)012
MOVE(100,200,240)
BASE(0）          '選擇軸0
MOVE(136)
BASE(3,0,1,2))    '選擇四個(gè)軸，軸次序沒(méi)有嚴(yán)格要求，但一般順序選擇不易混淆
MOVE(10,50,50,0)

多軸的場(chǎng)合，在發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令之前，最好先BASE指定當(dāng)前運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送給哪個(gè)軸，例如，在上例中，我們想讓Y軸單獨(dú)運(yùn)動(dòng)100個(gè)單位，若發(fā)送MOVE(100)，則發(fā)給了X軸，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)錯(cuò)誤了，正確做法如下，這樣做能保證運(yùn)動(dòng)不出錯(cuò)。

BASE(1）'選擇Y軸
MOVE(100）  '給Y軸單獨(dú)發(fā)脈沖

2.ATYPE--軸類型

ATYPE是對(duì)軸功能的定義，通常在程序初始化時(shí)定義好軸的功能，可定義為無(wú)編碼反饋類型、有編碼器反饋類型、編碼器+Z信號(hào)反饋類型、EtherCAT總線類型等。若ATYPE設(shè)置異常，會(huì)導(dǎo)致軸運(yùn)行異常或者程序無(wú)法正常運(yùn)行。

語(yǔ)法：ATYPE=類型值或ATYPE (軸號(hào))=類型值

下表是對(duì)軸類型ATYPE定義的詳細(xì)說(shuō)明。

ATYPE=1/7是脈沖輸出類型；

ATYPE=4/5是脈沖輸出+編碼器輸入類型；

ATYPE=3/6是編碼器輸入類型；

ATYPE=65/66/67是EtherCAT總線軸的類型；

ATYPE=50/51/52是RTEX總線軸的類型。

ATYPE數(shù)值	功能描述
0	虛擬軸
1	脈沖方向方式的步進(jìn)或伺服，無(wú)編碼器輸入反饋
2	模擬信號(hào)控制方式的伺服
3	正交編碼器
4	脈沖方向輸出+正交編碼器輸入
5	脈沖方向輸出+脈沖方向編碼器輸入
6	脈沖方向方式的編碼器
7	脈沖方向輸出+EZ信號(hào)輸入
8	ZCAN擴(kuò)展脈沖方向輸出
9	ZCAN擴(kuò)展正交編碼器
10	ZCAN擴(kuò)展脈沖方向方式的編碼器
21	振鏡軸類型
50	RTEX周期位置模式
51	RTEX周期速度模式
52	RTEX周期力矩模式
65	EtherCAT周期位置模式
66	EtherCAT周期速度模式
67	EtherCAT周期力矩模式
70	EtherCAT自定義操作，只讀取編碼器，需支持EtherCAT

3.UNITS--脈沖當(dāng)量

在運(yùn)動(dòng)控制裝置中，當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)確定以后，電機(jī)和機(jī)械裝置的傳動(dòng)關(guān)系也就固定了，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的機(jī)械位移量也就固定了。脈沖當(dāng)量UNITS是每單位對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，可以是單位距離、單位角度等，支持5位小數(shù)精度。

控制器以UNITS作為基本單位，運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)位置、速度、加減速度等都是以UNITS作為基礎(chǔ)單位來(lái)進(jìn)行運(yùn)算執(zhí)行，UNITS修改后，目標(biāo)位置、速度、加減速度等會(huì)隨UNITS改變成比例變化。

語(yǔ)法：UNITS=變量或UNITS (軸號(hào))=變量

例子：UNITS=10000

常見(jiàn)的幾種機(jī)械傳動(dòng)的UNITS參考計(jì)算方式見(jiàn)下表。

如設(shè)置脈沖當(dāng)量為1000，速度SPEED以設(shè)置的脈沖當(dāng)量為單位，則每秒按照當(dāng)前設(shè)置速度值*1000進(jìn)行發(fā)送脈沖給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

此時(shí)若直線運(yùn)動(dòng)指令的距離參數(shù)寫(xiě)2，則發(fā)送2*1000個(gè)脈沖，2000個(gè)脈沖能讓電機(jī)轉(zhuǎn)多少角度，需要參考電機(jī)的一圈脈沖數(shù)（電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈需要的脈沖數(shù)量）的設(shè)置，若電機(jī)的一圈脈沖數(shù)為10000，則2000個(gè)脈沖能讓電機(jī)轉(zhuǎn)72°，這樣運(yùn)動(dòng)指令的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離就能被換算出來(lái)了。

以上為脈沖當(dāng)量UNITS的設(shè)置方法，總而言之，設(shè)置前先要查出電機(jī)的一圈脈沖數(shù)，再結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。

一般而言，步進(jìn)電機(jī)的一圈脈沖數(shù)較小，伺服電機(jī)的一圈脈沖數(shù)較大，需要十萬(wàn)或百萬(wàn)級(jí)的脈沖數(shù)才能驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，故伺服的精度較高，相對(duì)于的成本也高一些。

4.SPEED--運(yùn)動(dòng)速度

軸運(yùn)行時(shí)的速度，單位為UNITS/s。

當(dāng)單軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度的加速度為單軸的速度，當(dāng)多軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的合成矢量速度。

SPEED修改后，立刻生效，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變速，平滑變速也可以使用SPEED_RATIO指令來(lái)調(diào)節(jié)倍率。

語(yǔ)法：SPEED=變量 或 SPEED(軸號(hào))=變量

例子：SPEED=100 '每秒下發(fā)脈沖個(gè)數(shù)為100*UNITS

5.ACCEL--加速度

軸的運(yùn)行由起始速度到目標(biāo)速度的過(guò)程中，每秒達(dá)到的速度數(shù)值，單位為UNITS/s^2，加速度越大，達(dá)到目標(biāo)速度的時(shí)間越短。

當(dāng)單軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度的加速度為單軸的加速度，當(dāng)多軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的加速度為多軸矢量合成的加速度。

語(yǔ)法：ACCEL=變量 或 ACCEL(軸號(hào))=變量

例子：ACCEL=1000 '加速度為1000UNITS/s^2

6.DECEL--減速度

軸的運(yùn)行由運(yùn)行速度到停止的過(guò)程中，每秒達(dá)到的速度數(shù)值，單位為UNITS/s^2，減速度越大，達(dá)到停止速度的時(shí)間越短。

當(dāng)單軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度的減速度為單軸的減速度，當(dāng)多軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的減速度為多軸矢量合成的減速度。

語(yǔ)法：DECEL=變量 或 DECEL(軸號(hào))=變量

7.DPOS--目標(biāo)位置

軸的目標(biāo)位置或需求位置，以UNITS作為單位，作為當(dāng)前軸的位置參考，正向運(yùn)動(dòng)時(shí)值增大，反向運(yùn)動(dòng)時(shí)軸減小，DPOS參數(shù)回零完成后會(huì)自動(dòng)清零，DPOS為0表示在原點(diǎn)位置，若手動(dòng)改DPOS的值，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為OFFPOS偏移，不會(huì)移動(dòng)電機(jī)。

正負(fù)軟限位限制的便是DPOS的范圍，超過(guò)設(shè)置的DPOS自動(dòng)報(bào)警，停止軸運(yùn)動(dòng)。

8.MPOS--反饋位置

軸的反饋位置，接了反饋此參數(shù)才有效，一般有編碼器測(cè)量反饋，無(wú)反饋的情況MPOS的值自動(dòng)復(fù)制DPOS的值，不具備參考價(jià)值。若手動(dòng)改DPOS的值，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為OFFPOS偏移。

一般MPOS與DPOS之間是有一定的誤差的，伺服性能越好，這個(gè)誤差便越小，理論上不可以完全消除，但可以十分接近。

相對(duì)應(yīng)的，SPEED為目標(biāo)速度，MSPEED為編碼器測(cè)得的真實(shí)運(yùn)動(dòng)速度。

注意，部分回零模式回零之后，DPOS會(huì)自動(dòng)清零，但MPOS不會(huì)，需要手動(dòng)清零MPOS，否則可能導(dǎo)致后續(xù)運(yùn)動(dòng)出錯(cuò)。

9.AXIS--指定軸號(hào)

熟悉了上面的內(nèi)容，我們知道SPPED(1)=1000的含義是指定軸1的運(yùn)動(dòng)速度為1000，SPEED=1000因?yàn)槲粗付ㄝS號(hào)，默認(rèn)設(shè)置BASE的第一個(gè)軸。

但MOVE(100)這類的命令括號(hào)是運(yùn)動(dòng)參數(shù)，不能填入軸號(hào)了，這種參數(shù)我們可以寫(xiě)做MOVE(100) AXIS(0)，通過(guò)添加AXIS指令去指定當(dāng)前參數(shù)設(shè)置到哪個(gè)軸上。

BASE(1）'選擇Y軸
MOVE(100）                 '給Y軸單獨(dú)發(fā)脈沖
MOVE(100) AXIS(0)          '給X軸單獨(dú)發(fā)脈沖

10.軸參數(shù)設(shè)置示例

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1)          '選擇軸號(hào)
ATYPE=1,1          '軸類型設(shè)置
UNITS=10000,10000  '脈沖當(dāng)量設(shè)置
SPEED=100,200      '速度設(shè)置
ACCEL=1000,2000    '加速度設(shè)置
DECEL=1000,2000    '減速度設(shè)置
DPOS=0,0           '當(dāng)前位置清0
MPOS=0,0           '反饋位置清0
TRIGGER            '觸發(fā)示波器采樣
MOVE(200) AXIS(0)  '軸0運(yùn)動(dòng)
MOVE(100) AXIS(1)  '軸1運(yùn)動(dòng)
END

在這些參數(shù)作用下的軟件示波器采樣不同參數(shù)隨時(shí)間變化的波形如下圖所示。通過(guò)速度曲線能反映加減速度的情況。

DPOS(0)和MSPEED(0)分別為軸0的位移軌跡和速度軌跡；

DPOS(1)和MSPEED(1)分別為軸1的位移軌跡和速度軌跡。

四、運(yùn)動(dòng)指令

1.單軸運(yùn)動(dòng)

單軸運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是每個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，，由各軸自己的運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制，與其他軸沒(méi)有聯(lián)系，單軸運(yùn)動(dòng)也分幾類，單軸寸動(dòng)、單軸點(diǎn)動(dòng)、單軸持續(xù)運(yùn)動(dòng)、回零也屬于單軸運(yùn)動(dòng)。

（1）寸動(dòng)

寸動(dòng)由MOVE指令給單個(gè)軸發(fā)有限個(gè)脈沖，例如MOVE(100)，100個(gè)單位走完之后，軸減速停止。

MOVE指令控制多個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，屬于插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，多軸是聯(lián)動(dòng)的。（寸動(dòng)例程參見(jiàn)上文）

（2）JOG點(diǎn)動(dòng)

JOG點(diǎn)動(dòng)是個(gè)簡(jiǎn)單的單軸運(yùn)動(dòng)，由外部輸入信號(hào)控制以指定的速度正向運(yùn)動(dòng)或負(fù)向運(yùn)動(dòng)。

JOG點(diǎn)動(dòng)需接入外部輸入信號(hào)，使用FWD_JOG指令映射正向JOG輸入，REV_JOG指令映射負(fù)向JOG輸入，檢測(cè)到有輸入信號(hào)時(shí)以JOGSPEED指令速度運(yùn)動(dòng)，無(wú)輸入立即停止。

注意映射JOG開(kāi)關(guān)后，對(duì)于OFF信號(hào)有效的控制器，一定要INVERT_IN反轉(zhuǎn)電平，例如ZMC系列控制器是OFF信號(hào)有效，若不反轉(zhuǎn)，則導(dǎo)致信號(hào)接入時(shí)為OFF，控制器判斷有輸入，立即控制軸運(yùn)動(dòng)；對(duì)于ON有效的型號(hào)則不需要反轉(zhuǎn)。

A.點(diǎn)動(dòng)例程

RAPIDSTOP(2）
WAIT IDLE(0)
BASE(0)          '選擇軸0
ATYPE=1          '脈沖軸類型
DPOS=0           '坐標(biāo)清0
UNITS=100        '脈沖當(dāng)量
SPEED =100       '主軸速度
ACCEL=1000       '加速度
DECEL=1000       '減速度
SRAMP=100        'S曲線
TRIGGER          '自動(dòng)觸發(fā)示波器
JOGSPEED=50      'JOG速度50
FWD_JOG=0        'IN0作為正向JOG開(kāi)關(guān)
REV_JOG=1        'IN1作為負(fù)向JOG開(kāi)關(guān)
INVERT_IN(0,ON)  '輸入0信號(hào)反轉(zhuǎn)
INVERT_IN(1,ON)  '輸入1信號(hào)反轉(zhuǎn)
END

B.運(yùn)行效果如下圖

輸入0口有信號(hào)輸入時(shí)，軸0正向運(yùn)行，速度為50。

輸入1口有信號(hào)輸入時(shí)，軸0負(fù)向運(yùn)行，速度為50。

輸入0、1同時(shí)有信號(hào)輸入時(shí)，軸0正向運(yùn)行。

（3）持續(xù)運(yùn)動(dòng)

控制器有專用的持續(xù)運(yùn)動(dòng)指令，控制器持續(xù)發(fā)脈沖，控制軸以指定的速度和方向持續(xù)運(yùn)動(dòng)，持續(xù)運(yùn)動(dòng)常用的指令為VMOVE，以運(yùn)動(dòng)速度SPPED持續(xù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)停止軸運(yùn)動(dòng)使用CANCEL或RAPIDSTOP指令。

VMOVE的指令參數(shù)可選擇正向或負(fù)向運(yùn)動(dòng)，VMOVE(1)正向，VMOVE(-1)負(fù)向，下一條VMOVE會(huì)自動(dòng)替換前面的VMOVE指令。

持續(xù)運(yùn)動(dòng)例程：

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
BASE(0)          '選擇軸號(hào)
ATYPE=1          '軸類型設(shè)置
UNITS=100        '脈沖當(dāng)量設(shè)置
SPEED=100        '速度設(shè)置
ACCEL=1000       '加速度設(shè)置
DECEL=1000       '減速度設(shè)置
SRAMP=100        'S曲線
DPOS=0           '當(dāng)前位置清0
TRIGGER
WHILE 1          '循環(huán)運(yùn)動(dòng)
   IF MODBUS_BIT(0) = ON THEN          'MODBUS_BIT(0)有效往左運(yùn)動(dòng)
      VMOVE(-1)
   ELSEIF MODBUS_BIT(1) = ON THEN      'MODBUS_BIT(1)有效往右運(yùn)動(dòng)
      VMOVE(1)
   ELSEIF MODBUS_BIT(0) = OFF OR MODBUS_BIT(1) = OFF THEN  
      CANCEL(2)                        'MODBUS_BIT無(wú)效時(shí)停止運(yùn)動(dòng)
   ENDIF
WEND
END

2.插補(bǔ)

插補(bǔ)是一個(gè)實(shí)時(shí)進(jìn)行的數(shù)據(jù)密化的過(guò)程，控制器根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，不斷計(jì)算出參與插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的各坐標(biāo)軸的進(jìn)給指令，然后分別驅(qū)動(dòng)各自相應(yīng)的執(zhí)行部件產(chǎn)生協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，以使被控機(jī)械部件按理想的路線與速度移動(dòng)。

插補(bǔ)最常見(jiàn)的兩種方式是MOVE直線插補(bǔ)和MOVECIRC圓弧插補(bǔ)。插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)至少需要兩個(gè)軸參與，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將規(guī)劃軸映射到相應(yīng)的機(jī)臺(tái)坐標(biāo)系中，運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)坐標(biāo)映射關(guān)系，控制各軸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)要求的運(yùn)動(dòng)軌跡。

插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是參與插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的所有軸，在進(jìn)行一段插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)同時(shí)停止，插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)采用主軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（速度、加速度等），主軸為BASE指令選擇的第一個(gè)軸。

插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)指令會(huì)存入主軸的運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)，不進(jìn)入從軸的運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)，再依次從主軸的運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)中取出指令執(zhí)行，直到插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)全部執(zhí)行完。

（1）直線插補(bǔ)--MOVE

單軸直線運(yùn)動(dòng)或多軸直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離。絕對(duì)運(yùn)動(dòng)使用MOVEABS指令，SP運(yùn)動(dòng)使用MOVESP指令。

插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)采用主軸參數(shù)，插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)緩沖在主軸的運(yùn)動(dòng)緩沖區(qū)。

語(yǔ)法：MOVE(distance1 [,distance2 [,distance3 [,distance4...]]])

例子：二軸直線插補(bǔ)

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1)       '選擇軸0，軸1
ATYPE=1,1
UNITS=100,100
SPEED=100,100   '運(yùn)動(dòng)速度
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
SRAMP=100,100   'S曲線
MERGE=ON        '開(kāi)啟連續(xù)插補(bǔ)
TRIGGER         '自動(dòng)觸發(fā)示波器
DPOS=100,0      '坐標(biāo)偏移
MOVE(-50,100)   '第一段相對(duì)運(yùn)動(dòng)
MOVE(-100,0)    '第二段相對(duì)運(yùn)動(dòng)
MOVE(-50,-100)  '第三段相對(duì)運(yùn)動(dòng)
MOVE(50,-100)   '第四段相對(duì)運(yùn)動(dòng)
MOVE(100,0)     '第五段相對(duì)運(yùn)動(dòng)
MOVE(50,100)    '第六段相對(duì)運(yùn)動(dòng)
END

直線插補(bǔ)合成軌跡如下圖：

起點(diǎn)和終點(diǎn)均為(100,0)，逆時(shí)針加工。

（2）平面圓弧插補(bǔ)--MOVECIRC

兩軸圓弧插補(bǔ)，起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓心三點(diǎn)畫(huà)弧，起點(diǎn)使用軸當(dāng)前坐標(biāo)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)。絕對(duì)圓弧插補(bǔ)使用MOVECIRCABS指令。SP圓弧插補(bǔ)使用MOVECIRCSP指令。

MOVECIRC2指令使用當(dāng)前點(diǎn)、中間點(diǎn)、終點(diǎn)畫(huà)弧。

圓弧插補(bǔ)指令適用于二軸運(yùn)動(dòng)。

語(yǔ)法：MOVECIRC(end1, end2, centre1, centre2, direction)

（end1, end2）：終點(diǎn)坐標(biāo)

(centre1, centre2）：圓心坐標(biāo)

direction：方向，0-逆時(shí)針，1-順時(shí)針。

當(dāng)起點(diǎn)坐標(biāo)與終點(diǎn)坐標(biāo)相同時(shí)，畫(huà)出整圓。圓弧相關(guān)的指令要保證給出的圓心和終點(diǎn)坐標(biāo)與當(dāng)前點(diǎn)一起可以正確的描述一段圓弧，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)，無(wú)法畫(huà)弧，錯(cuò)誤碼1006。

例子：

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1)
ATYPE=1,1
UNITS=100,100
SPEED=100,100        '運(yùn)動(dòng)速度
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
DPOS=0,0
SRAMP=100,100        'S曲線
MERGE=ON
TRIGGER              '自動(dòng)觸發(fā)示波器
MOVECIRC(100,0,50,0,1)       '半徑50順時(shí)針畫(huà)半圓，終點(diǎn)坐標(biāo)(100,0)，圓心坐標(biāo)(50,0)
MOVECIRC(-200,0,-100,0,1)    '半徑100順時(shí)針畫(huà)半圓，終點(diǎn)坐標(biāo)(-100,0)，圓心坐標(biāo)(0,0)
END

圓弧插補(bǔ)合成軌跡如下圖：

（3）空間圓弧--MSPHERICAL

空間圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)，空間圓弧起點(diǎn)為當(dāng)前點(diǎn)，第二、第三個(gè)點(diǎn)由指令指定。絕對(duì)運(yùn)動(dòng)使用MSPHERICALABS指令，自定義速度的連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)可以使用SP后綴的指令。

語(yǔ)法：

MSPHERICAL(end1,end2,end3,centre1,centre2,centre3,mode[,distance4][,distance5])

（end1, end2, end3）：第二個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)

（centre1, centre2, centre3）：第三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)

mode：指定前面兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的意義，如下表

distane4：第四軸螺旋的功能，指定第4軸的相對(duì)距離，此軸不參與速度計(jì)算

distane5：第五軸螺旋的功能，指定第5軸的相對(duì)距離，此軸不參與速度計(jì)算表

mode值	描述
0	當(dāng)前點(diǎn)，中間點(diǎn)，終點(diǎn)三點(diǎn)定圓弧 end指定圓弧終點(diǎn)，centre指定圓弧的中間點(diǎn)
1	當(dāng)前點(diǎn)，圓心，終點(diǎn)定圓弧 走最短的圓弧 end指定圓弧終點(diǎn)，centre指定圓弧的圓心
2	當(dāng)前點(diǎn)，中間點(diǎn)，終點(diǎn)三點(diǎn)定整圓 end指定圓弧終點(diǎn)，centre指定圓弧的中間點(diǎn)
3	當(dāng)前點(diǎn)，圓心，終點(diǎn)定整圓 先走最短的圓弧，再繼續(xù)走完整圓 end指定圓弧終點(diǎn)，centre指定圓弧的圓心

例子：

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
WAIT IDLE(2)
BASE(0,1,2)
ATYPE=1,1,1           '設(shè)為脈沖軸類型
UNITS=100,100,100
DPOS=0,0,0
SPEED=100,100,100     '主軸速度
ACCEL=1000 ,1000,1000 '主軸加速度
DECEL=1000 ,1000,1000 
TRIGGER
MSPHERICAL(120,160,400,240,320,300,0)       '終點(diǎn)(120,160,400)，中間點(diǎn)(240,320,300)
END

mode 0：當(dāng)前點(diǎn)，中間點(diǎn)，終點(diǎn)三點(diǎn)定圓弧，如下圖。

mode 3：當(dāng)前點(diǎn)，圓心，終點(diǎn)定整圓，如下圖。

MSPHERICAL(120,160,400,120,160,150,3) '終點(diǎn)(120,160,400)，圓心(120,160,150)，先走最短的圓弧(紅色部分)，再走完整圓。

3.同步運(yùn)動(dòng)

同步運(yùn)動(dòng)描述的是不同軸之間的運(yùn)動(dòng)是聯(lián)動(dòng)的，比如電子齒輪，電子凸輪，自動(dòng)凸輪等。

（1）電子齒輪

電子齒輪功能用于兩個(gè)軸的連接，將主軸與從軸按照一個(gè)常數(shù)齒輪比建立連接，不需要物理齒輪，使用指令直接設(shè)置電子齒輪的比值，由于是使用軟件實(shí)現(xiàn)的，故電子齒輪比可以隨時(shí)更改。

電子齒輪功能通過(guò)指令CONNECT、CONNPATH實(shí)現(xiàn)，將一個(gè)軸按照一定比例連接到另一個(gè)軸上做跟隨運(yùn)動(dòng)，一條運(yùn)動(dòng)指令就能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)行，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)電機(jī)軸移動(dòng)量的檢測(cè)，將位移偏差反饋到控制器并獲得同步補(bǔ)償，這樣能使兩個(gè)軸之間的位移偏差量控制在精度允許范圍內(nèi)。

電子齒輪連接的是脈沖個(gè)數(shù)，例如主從軸連接比例為1:5，給主軸發(fā)送1個(gè)脈沖，此時(shí)對(duì)應(yīng)給從軸發(fā)送5個(gè)脈沖。

CONNPATH與CONNECT的相同點(diǎn)：二者的使用語(yǔ)法相同，連接的都是脈沖個(gè)數(shù)，CONNPATH連接到單個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)的效果與CONNECT相同。

CONNPATH與CONNECT的區(qū)別：CONNECT連接的是單個(gè)軸的目標(biāo)位置。CONNPATH是連接的是插補(bǔ)軸的矢量長(zhǎng)度，此時(shí)需要連接在插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的主軸上，連接到插補(bǔ)從軸上無(wú)法跟隨插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。CONNPATH會(huì)跟蹤XY軸插補(bǔ)的的矢量長(zhǎng)度變化，而不是跟蹤單獨(dú)的X軸或者Y軸。

語(yǔ)法：CONNECT/CONNPATH（比率，被連接軸） AXIS(連接軸）

電子齒輪的連接比率：比率可正可負(fù)，可為小數(shù)，連接的是脈沖個(gè)數(shù)，要考慮不同軸UNITS的比例。比率可以通過(guò)重復(fù)調(diào)用CONNECT/CONNPATH指令動(dòng)態(tài)變化（連接成功后保持連接狀態(tài)），取消連接時(shí)用CANCEL或RAPIDSTOP指令。

→假設(shè)連接軸0的UNITS為10，被連接軸1的UNITS為100，使用CONNECT連接，比率ratio為1，CONNECT(1,1) AXIS(0)

當(dāng)軸1運(yùn)動(dòng)S1=100時(shí)，軸0運(yùn)動(dòng)S0=S1*UNITS(1)*ratio/UNITS(0)=100*100*1/10，此時(shí)運(yùn)動(dòng)1000。

例子：

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1)
ATYPE=1,1
UNITS=10,100
DPOS=0,0
SPEED=100,100
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
SRAMP=100,100
TRIGGER                   '自動(dòng)觸發(fā)示波器
MOVE(100) AXIS(1)         '軸1運(yùn)動(dòng)100，此時(shí)軸0不動(dòng)
WAIT IDLE(1)              '上一段運(yùn)動(dòng)不連接
DELAY(10) '延時(shí)10ms
CONNECT(0.5,1) AXIS(0)    '軸0連接到軸1，比例為0.5
MOVE(100) AXIS(1)         '軸1運(yùn)動(dòng)100，軸0運(yùn)動(dòng)500
END

軸0目標(biāo)位置：

DPOS(0)=DPOS(1)*UNITS(1)*ratio/UNITS(0)=100*100*0.5/10=500。

運(yùn)動(dòng)波形如圖所示：

（2）電子凸輪

凸輪的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)，包括直線運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)和非勻速運(yùn)動(dòng)。電子凸輪屬于多軸同步運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是基于主軸外加一個(gè)或多個(gè)從軸系統(tǒng)，是在機(jī)械凸輪的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，電子凸輪多用于周期性的曲線運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。

電子凸輪是利用構(gòu)造的凸輪曲線來(lái)模擬機(jī)械凸輪，以達(dá)到與機(jī)械凸輪系統(tǒng)相同的凸輪軸與主軸之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軟件系統(tǒng)，通過(guò)控制器控制伺服電機(jī)來(lái)模擬機(jī)械凸輪的功能，不需要另外安裝如下左圖所示的凸輪機(jī)械結(jié)構(gòu)。

如下右圖所示，機(jī)械凸輪按照凸輪的輪廓可以得出一段轉(zhuǎn)動(dòng)角度與加工位置運(yùn)動(dòng)軌跡，此軌跡為弧線，將該段弧線分解成無(wú)數(shù)個(gè)直線或圓弧軌跡，組合起來(lái)得到一串趨近于該弧線的運(yùn)動(dòng)軌跡，電子凸輪直接將此段軌跡運(yùn)動(dòng)參數(shù)裝入運(yùn)動(dòng)指令，即可控制軸走出目標(biāo)軌跡。

電子凸輪用軟件來(lái)控制信號(hào)，改變程序的相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)就能改變運(yùn)動(dòng)曲線，應(yīng)用靈活性高，工作可靠，操作簡(jiǎn)單，不需要額外安裝機(jī)械構(gòu)件，因而不存在磨損的情況。

凸輪指令有CAM凸輪表運(yùn)動(dòng)，CAMBOX跟隨凸輪表運(yùn)動(dòng)，MOVELINK和MOVESLINK自動(dòng)凸輪運(yùn)動(dòng)。

以CAM凸輪表運(yùn)動(dòng)指令為例，所謂凸輪表運(yùn)動(dòng)就是將凸輪運(yùn)動(dòng)的軌跡點(diǎn)，以數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)在TABLE寄存器區(qū)域，CAM指令再調(diào)用TABLE表的數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)，形成運(yùn)動(dòng)軌跡，凸輪軸需要與其他軸配合使用，才能做柔順曲線加工。

兩個(gè)或多個(gè)CAM指令可以同時(shí)使用同一段TABLE數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行操作。TBALE數(shù)據(jù)需要手動(dòng)設(shè)置，第一個(gè)數(shù)據(jù)為引導(dǎo)點(diǎn)，建議設(shè)為0。

凸輪表指令運(yùn)動(dòng)完調(diào)用的TABLE數(shù)據(jù)點(diǎn)后，凸輪運(yùn)動(dòng)結(jié)束，需要周期執(zhí)行的場(chǎng)合，將凸輪表指令寫(xiě)在WHILE循環(huán)中。

CAM指令含義：根據(jù)存儲(chǔ)在TABLE中的數(shù)據(jù)來(lái)決定軸的運(yùn)動(dòng)，這些TABLE數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)軌跡的位置，是相對(duì)于運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)的絕對(duì)位置。

指令語(yǔ)法：CAM(start point, end point, table multiplier, distance)

參數(shù)	說(shuō)明
start point	起始點(diǎn)TABLE編號(hào)，存儲(chǔ)第一個(gè)點(diǎn)的位置
end point	結(jié)束點(diǎn)TABLE編號(hào)
table multiplier	位置乘以這個(gè)比例，一般設(shè)為脈沖當(dāng)量值，TABLE數(shù)據(jù)*table multiplier值=實(shí)際發(fā)出的脈沖數(shù)
link_distance	參考軸運(yùn)動(dòng)的距離，總時(shí)間=distance/軸speed

電子凸輪例程：

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
BASE(0)         '選擇第0軸
ATYPE=1         '脈沖方式步進(jìn)或伺服
DPOS = 0
UNITS = 100     '脈沖當(dāng)量
SPEED = 200
ACCEL = 2000
DECEL = 2000
                '計(jì)算TABLE的數(shù)據(jù)
DIM deg, rad, x, stepdeg
stepdeg = 2     '可以通過(guò)這個(gè)來(lái)修改段數(shù)，段數(shù)越多速度越平穩(wěn)
FOR deg=0 TO 360 STEP stepdeg
   rad = deg * 2 * PI/360                 '轉(zhuǎn)換為弧度
   X = deg * 25 + 10000 * (1-COS(rad))    '計(jì)算每小段位移
   TABLE(deg/stepdeg,X)                   '存儲(chǔ)TABLE
   TRACE deg/stepdeg,X
NEXT deg
TRIGGER                                   '觸發(fā)示波器采樣
WHILE 1                                   '循環(huán)運(yùn)動(dòng)
   CAM(0, 360/stepdeg, 0.1, 300)          '虛擬跟蹤總長(zhǎng)度300
   WAIT UNTIL IDLE                        '等待運(yùn)動(dòng)停止
WEND
END

運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖：每個(gè)凸輪指令運(yùn)動(dòng)總時(shí)間=distance/speed=300/200=1.5s

五、運(yùn)動(dòng)取消

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到緊急情況和一些意外情況我們需要讓軸運(yùn)動(dòng)及時(shí)的停下來(lái)，這時(shí)候我們就需要發(fā)送運(yùn)動(dòng)取消指令給控制器取消軸的運(yùn)動(dòng)，防止意外事故的發(fā)生。

運(yùn)動(dòng)取消分針對(duì)單軸的指令CANCEL和針對(duì)所有軸的指令RAPIDSTOP，兩個(gè)指令功能相同，唯一不同的是一個(gè)針對(duì)單個(gè)軸，一個(gè)是針對(duì)所有軸的，故單軸取消在使用的時(shí)候養(yǎng)成添加軸號(hào)的習(xí)慣，否則可能作用到其他軸上。

語(yǔ)法：CANCEL(模式)或RAPIDSTOP(模式)

模式值	說(shuō)明
0（缺省）	取消當(dāng)前運(yùn)動(dòng)，緩沖運(yùn)動(dòng)還能執(zhí)行
1	取消緩沖的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)前運(yùn)動(dòng)執(zhí)行完停止
2	取消當(dāng)前運(yùn)動(dòng)和緩沖區(qū)的運(yùn)動(dòng)，軸立即停止
3	立即中斷脈沖發(fā)送，軸立即停止

模式2急停的減速度按FASTDEC快減速和DECEL減速度中最大的值，使用指令之后要調(diào)用絕對(duì)位置運(yùn)動(dòng)，必須先WAIT IDLE 等待停止完成。

RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
BASE(0)
DPOS=0
ATYPE=1
UNITS=10000
SPEED=500
ACCEL=1000
DECEL=1000        '減速度
FASTDEC=10000     '快減速
TRIGGER
MOVE(1000)        '當(dāng)前運(yùn)動(dòng)
MOVE(-1000)       '緩沖運(yùn)動(dòng)
DELAY(1000)       '延時(shí)1s后CANCEL生效
CANCEL(0)
END

CANCEL(0)效果如下：

MOVE(1000)執(zhí)行1s之后被取消，緩沖運(yùn)動(dòng)繼續(xù)運(yùn)行。

CANCEL(1)效果如下：

MOVE(1000)執(zhí)行完，緩沖運(yùn)動(dòng)被取消。

CANCEL(2)效果如下：MOVE(1000)執(zhí)行1s之后急停，急停減速度FASTDEC。

CANCEL(3)效果如下：

MOVE(1000)執(zhí)行1s之后急停。

本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)型EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器(八）：軸參數(shù)與運(yùn)動(dòng)指令，就分享到這里。

審核編輯：湯梓紅