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今天，正運(yùn)動小助手給大家分享一下 運(yùn)動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、回零說明
在高精度自動化設(shè)備上都有自己的參考坐標(biāo)系，工件的運(yùn)動可以定義為在坐標(biāo)系上的運(yùn)動，坐標(biāo)系的原點(diǎn)即為運(yùn)動的起始位置，各種加工數(shù)據(jù)都是以原點(diǎn)為參考點(diǎn)計算的。
所以啟動控制器執(zhí)行運(yùn)動指令之前，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，會導(dǎo)致后續(xù)運(yùn)動軌跡錯誤。
正運(yùn)動控制器提供了多種回零方式，通過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)置回零的方式自動回零。
DATUM指令為單軸回零指令，每次作用在一個軸上，多軸回零時，需要對每個軸都使用DATUM指令回零。
回零時機(jī)臺需要接入原點(diǎn)開關(guān)（指示原點(diǎn)的位置的到位傳感器）和正負(fù)限位開關(guān)（均為傳感器，傳感器檢測到信號后，表示有輸入信號，傳給控制器處理）。
單軸找原點(diǎn)時，原點(diǎn)開關(guān)通過DATUM_IN設(shè)置，正負(fù)限位開關(guān)分別通過FWD_IN和REV_IN設(shè)置。控制器正/負(fù)限位信號生效后，會立即停止軸，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)動控制器上，控制器通過搜索零點(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)動器上，控制器通過發(fā)送命令給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器進(jìn)行回零的操作。驅(qū)動器自身的回零模式請參考下篇。
二、回零相關(guān)指令
運(yùn)動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指令指令后軸開始運(yùn)動，搜尋原點(diǎn)信號，遇到原點(diǎn)信號后自行停止，將當(dāng)前的位置清零，回零成功，詳情參見下節(jié)說明。
語法： DATUM(模式)
2.映射原點(diǎn)輸入DATUM_IN
運(yùn)動控制器原點(diǎn)開關(guān)的設(shè)置，對應(yīng)輸入口IN信號。
語法： DATUM_IN = 輸入口編號，-1取消映射
對于ZMC系列的控制器，由于 輸入OFF時認(rèn)為有信號輸入 (ECI系列控制器與之相反)，原點(diǎn)和正負(fù)限位開關(guān)等特殊信號映射完成需要 INVERT_IN 反轉(zhuǎn)輸入信號。
3.回零速度SPEED、CREEP
回零運(yùn)動中為了更精確的找到零點(diǎn)，會使用爬行速度CREEP和軸運(yùn)行速度SPEED來進(jìn)行原點(diǎn)搜尋，SPEED設(shè)置相對大一些，用于快速搜尋原點(diǎn)開關(guān)的位置，CREEP一般為較小值，爬行到原點(diǎn)開關(guān)處停止，回零成功。
語法： SPEED = 數(shù)值
語法： CREEP = 數(shù)值
4.正負(fù)限位FWD_IN、REV_IN
硬限位開關(guān)是限制軸的最大“允許行進(jìn)范圍”的限位開關(guān)。硬限位開關(guān)是物理開關(guān)元件，硬限位開關(guān)由指令映射到相應(yīng)輸入開關(guān)信號上，根據(jù)開關(guān)信號是常開還是常閉確定是否要對信號進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，設(shè)置完成后，碰到硬限位開關(guān)，對應(yīng)軸立即停止運(yùn)動，停止減速度為FASTDEC。
軟限位開關(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，它們應(yīng)位于機(jī)床限制行進(jìn)范圍的相關(guān)硬限位開關(guān)的內(nèi)側(cè)。由于軟限位開關(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。
工作臺碰到限位開關(guān)或者規(guī)劃位置超越軟限位時，運(yùn)動控制器緊急停止工作臺的運(yùn)動。限位觸發(fā)以后，軸無法繼續(xù)運(yùn)動，此時需要調(diào)整軸的位置，使其遠(yuǎn)離限位位置才能重新開始運(yùn)動。
軸在碰到限位的時候才會產(chǎn)生停止信號，此時由于減速需要一定的時間，實(shí)際軸的位置會越過限位一定距離，假設(shè)停止時SPEED速度是v 0 ，快減速FASTDEC為a，計算公式：
（ 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，以防止過沖。
語法：
FWD_IN = 輸入口編號，-1取消映射
REV_IN = 輸入口編號，-1取消映射
5.回零反找延時HOMEWAIT
對脈沖方式的伺服驅(qū)動器，部分回零模式碰到原點(diǎn)信號之后停止，由于找原點(diǎn)SPEED速度較快產(chǎn)生過沖，停止之后需延時之后在CREEP速度反向找原點(diǎn)，控制器默認(rèn)值為延時2ms。需要運(yùn)行更平穩(wěn)的場合可適當(dāng)增加反找延時。
語法： HOMEWAIT=數(shù)值（毫秒單位）
6.軸狀態(tài)AXISSTATUS
查看軸當(dāng)前的狀態(tài)，可以查詢控制器是否處于回零狀態(tài)，遇到限位開關(guān)或軟件限位將會產(chǎn)生報警提示。
AXISSTATUS的值對應(yīng)的說明如下，同時發(fā)生多種錯誤，用組合值表示。
打印信息如下： 表示在軸0回零過程中碰到正向限位開關(guān)后停止軸運(yùn)動，并打印軸狀態(tài)報警提示，解除報警可以將軸反向運(yùn)動，離開限位開關(guān)即可。
Axis: 0 AXISSTATUS:50h,FWD
如下圖，可通過軸狀態(tài)窗口實(shí)時的監(jiān)控AXISSTATUS。
三、回零模式詳解
語法： DATUM(模式)
表的模式+10（10+n）表示碰到限位后反找，不會碰到限位停止，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分別對應(yīng)n和10+n）， 表示回零成功之后，自動清零MPOS，例如DATUM(103)、DATUM(113)，適用于ATYPE=4，接入編碼器后可以自動清零MPOS(僅限4系列) ，其他的模式自動清零DPOS，MPOS需要手動清零。
02 控制器回零模式
下面以上表最基礎(chǔ)的幾種模式展開詳細(xì)講解。
縱軸V為運(yùn)動速度，橫軸S為相對運(yùn)動起始點(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信號出現(xiàn)后開始減速，停止后所處位置為零點(diǎn)，此時將DPOS值重置為0，回零途中若碰到限位開關(guān)會直接停止。
回零模式2與模式1找原點(diǎn)運(yùn)動方向相反。
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)開關(guān)后開始減速，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關(guān)會直接停止。
回零模式4與模式3找原點(diǎn)運(yùn)動方向相反。
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)開關(guān)后開始減速，減速到0之后再反向以CREEP速度運(yùn)動，直到Z信號出現(xiàn)之后減速停止，遇到Z信號立即減速停止，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關(guān)會直接停止。
回零模式6與模式5找原點(diǎn)運(yùn)動方向相反。
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)開關(guān)后開始減速，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關(guān)會直接停止。
回零模式9與模式8找原點(diǎn)運(yùn)動方向相反。
5.回零模式13
DATUM(13)軸以SPEED速度快速正向運(yùn)行,若先碰到限位開關(guān)，不會報警停止，以SPEED速度反向找原點(diǎn)，遇到原點(diǎn)信號后減速為CREEP直到離開原點(diǎn)開關(guān)立即停止，回零成功，位置清零；若先碰到原點(diǎn)信號，則與模式3相同。
回零模式14與模式13找原點(diǎn)運(yùn)動方向相反。
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)開關(guān)信號IN(0)，然后以CREEP = 10的速度反向運(yùn)動，直到再次離開原點(diǎn)開關(guān)的位置時停下，此時回零完成，軸的DPOS自動置0，若中途碰到限位開關(guān)，軸立即停止。
2.DATUM(13)模式，對比DATUM(3)，碰到限位開關(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)時軸狀態(tài)AXISSTATUS顯示40h，回零成功變?yōu)?h，原點(diǎn)開關(guān)和限位開關(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，碰到正向限位開關(guān)IN(1)，開始反向找原點(diǎn)開關(guān)信號，直到碰到原點(diǎn)開關(guān)信號IN(0)，然后以CREEP = 10的速度反向運(yùn)動，直到再次離開原點(diǎn)開關(guān)的位置時停下，此時回零完成，軸的DPOS自動置0。
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