运动控制器之追剪应用Demo

 

 

　　一 、编程框架简介

　　

　　编程框架为追剪应用通用框架，各部分功能已编写完备，用户在此框架基础上只需修改相关的加工参数值即可，连接了触摸屏，可在触摸屏界面修改，使用简单便捷。

　　

　　

　　

　　软件框架的包含两类文件，正运动编程软件ZDevelop编写的basic和HMI混合程序文件，威纶通编程软件EasyBuilder Pro编写的触摸屏文件。

　　

　　

　　

　　本系统有两种模式：硬件平台运行和软件平台仿真，在触摸屏上可自定义切换。

　　在没有控制器或驱动器等控制系统的场合，可在仿真平台运行，方便用户快速上手。

　　触摸屏提供两种可选：威纶通触摸屏，ZHD触摸屏，无实物屏也可在这两种平台下仿真运行。

 

 

　　二 、追剪指令

　　

　　追剪运动需要两个轴，主轴为轴6，一般是编码器轴，用于传送工件，使用VMOVE指令控制主轴匀速运行，从轴为轴0，在追剪运动中，从轴跟随主轴，从轴使用MOVESLINK自动凸轮指令控制变速运动。

　　MOVESLINK -- 自动凸轮2

　　此指令用于自定义的凸轮运动，该运动自动规划中间曲线，不用计算凸轮表。

　　被连接轴为参考轴，连接轴为跟随轴。

　　MOVESLINK (distance,link dist,start sp,end sp,link axis[,link options][,ink pos][,link offpos])

　　[, link options] [, link pos] 可选参数不填时，逗号不能省掉，控制器根据参数的位置来判断是什么参数。

　　distance：从连接开始到结束，跟随轴移动的距离，此参数可正可负，为正数正方向跟随，为负数负方向跟随，采用units单位

　　link dist：参考轴在连接的整个过程中移动的绝对距离，采用units单位

　　start sp：启动时跟随轴和参考轴的速度比例，units/units单位，负数表示跟随轴负向运动

　　end sp：结束时跟随轴和参考轴的速度比例，units/units单位, 负数表示跟随轴负向运动 注：当start sp = end sp = distance/link dist时，匀速运动

　　link axis：参考轴的轴号

　　link options：连接模式选项，不同的二进制位代表不同的意义

　　

　　

　　

　　link pos：当link options参数设置为2时，该参数表示参考轴在该绝对位置值时，连接开始

　　link offpos：当link_options参数bit4置为1时，该参数表示主轴已经运行完的相对位置。20170428以上固件支持。

　　在加速和减速阶段为了与速度匹配，下一条MOVESLINK的start sp必须与当前MOVESLINK的end sp相同。

　　请确保指令传递的距离参数*units是整数个脉冲，否则出现浮点数会导致运动有细微误差。

　　例子：追剪加工过程中，参考轴(主轴轴1 )为型材，工作台(从轴轴0 )为跟随轴，一个加工周期，工作台先运动距离1，再反方向运动1，回到原处，整个过程型材运动距离4。

 

　　RAPIDSTOP(2)

　　WAIT IDLE(0)

　　WAIT IDLE(1)

　　BASE(0,1)

　　UNITS=10000,10000

　　ATYPE=1,1

　　DPOS=0,0

　　SPEED=1,1 '型材运行速度1m/s,60m/min

　　ACCEL=2,2

　　DECEL=2,2

　　VMOVE(1) AXIS(1) '型材持续运动

　　TRIGGER '自动触发示波器

　　MOVESLINK(0,1,0,0,1) AXIS(0) '型材运动1单位前，工作台静止

　　MOVESLINK(0.4,0.8,0,1,1) AXIS(0) '工作台加速阶段，工作台运动0.4，型材运动0.8，加速时，跟随轴的速度为0，故跟随轴和参考轴的速度比例为0，加速完成，跟随轴和参考轴的速度相等，比例为1

　　MOVESLINK(0.2,0.2,1,1,1) AXIS(0) '速度跟随阶段，速度一致，保持同步运动0.2

　　MOVESLINK(0.4,0.8,1,0,1) AXIS(0) '工作台减速阶段，工作台运动0.4，型材运动0.8，减速时，跟随轴和参考轴的速度相等，比例为1，减速完成，跟随轴的速度为0，故跟随轴和参考轴的速度比例为0

　　MOVESLINK(-1,1.2,0,0,1) AXIS(0) '工作台回到起始点，工作台运动-1，型材运动1.2

　　END

 

　　主轴轴1 和从轴轴0的速度和位置曲线：

　　

　　

　　

　　

 

三 、程序结构

　　

　　控制器主体程序用Basic语言编写，HMI程序为ZHD触摸屏程序。

　　(一)视图窗口

　　1.文件视图：包含四个文件，两个自动运行任务，其他任务由指令开启。

　　

　　

　　

　　2.过程视图：每个文件下包含的SUB子函数，其中GLOBAL为全局子函数，可被HMI的元件调用。

　　

　　

　　

　　3.组态视图：组态窗口和各个组态窗口下的元件

　　

　　

　　

　　(二)任务分配

　　项目下一共包含4个任务，三个Basic任务，一个HMI任务。

　　Task0：主任务

　　由自动运行任务号0开启，上电自动运行文件“TaskMain.bas”，进行参数定义，轴参数初始化，主程序循环扫描等。

　　Task1：手动任务

　　由主任务0的主循环开启，以任务1运行“TaskHands.bas”手动文件任务。

　　此文件包含一个while语句，初始自动开启，后续循环检测手动运动的触发条件是否满足并执行手动运动。

　　包括功能有JOG手动、MOVE寸动和寸动距离设置、轴回零、用户参数和机械参数存储到FLASH块。

　　Task2：自动任务

　　由主任务0的主循环开启，以任务2运行“TaskAutoRun.bas”自动加工文件任务。

　　此文件循环执行追剪加工，追剪参数可采用初始化过程中设定的参数，用户也可以在触摸屏界面上自定义输入追剪参数，每加工一次，产量自动加1，并显示在触摸屏上。

　　自动加工任务2执行之前会停止除主任务外的所有basic任务，并快速停止所有轴，然后执行加工程序。

　　如果在开启自动运行任务2的时候，按下了“停止”按钮，则结束任务2，并切换到手动任务1。

　　Task5：功能预留

　　由自动运行任务号5开启，上电自动运行文件“Hmi1.hmi”，此任务是ZHD触摸屏程序，可下载到控制器后连接到ZHD触摸屏上控制，或连接到xplc screen触摸屏仿真平台。

　　若使用威纶通组态程序，则此文件不运行，去掉自动运行任务号或删除此hmi文件。

　　框架的任务与子程序的调用关系：

　　

　　

　　

　　四 寄存器使用

　　

　　主要使用的是MODBUS寄存器，MODBUS_IEEE用于数据的保存和传递，触摸屏元件调用MODBUS_IEEE地址显示寄存器的值，MODBUS_BIT用于功能控制，配合触摸屏的功能键或位元件使用。

　　

　　

　　

　　VR寄存器，配合掉电中断保存数据，上电时，再从VR中读取。

　　VR_INT(30)：保存产量。

　　VR(35)：保存从轴(追剪轴轴0)的目标位置DPOS(0)。

　　FLASH块，用于保存机械参数与用户参数。

　　FLASH块0：存储机械参数

　　FLASH块1：存储用户参数

　　五 程序运行说明

　　

　　(一)控制器平台

　　控制器连接触摸屏使用的一般流程：

　　控制器端的程序使用ZDevelop软件编写完成下载到控制器内。

　　触摸屏端的程序使用对应的编程软件编写完成后下载到触摸屏保存。

　　程序下载完成之后，选择串口或网口连接触摸屏与控制器脱机运行。

　　1. 接线：将控制器、驱动器、触摸屏等按要求接好线。

　　2.下载控制器程序：在ZDevelop软件中打开zpj项目程序，先连接到控制器，将程序下载到控制器。

　　3.下载触摸屏程序：

　　若使用ZHD触摸屏，直接将上面的zpj下的basic与hmi文件下到控制器，再使用ZHD400X触摸屏连到控制器网口上，操作连接成功后就能使用，不需要单独下载程序到触摸屏。详细使用方法参见正运动小助手文章“正运动控制器ZHMI组态编程简介一”。

　　若使用威纶通触摸屏，删掉hmi文件，将basic文件下载到控制器，然后再将框架文件内的威纶通触摸屏程序下载到威纶通触摸屏内，操作触摸屏连接到控制器。详细使用方法参见正运动小助手文章“如何进行运动控制器与触摸屏通讯”。

　　4.按要求连接触摸屏与控制器，操作触摸屏界面，进行数据交互。

　　(二)触摸屏仿真操作

　　其他厂家触摸屏与正运动控制器的数据交互主要通过传递MODBUS寄存器数据来实现。触摸屏按钮调用MODBUS寄存器或获取MODBUS寄存器的值显示，按钮按下能给控制器发送寄存器内的数据，从而实现人机交互过程。

　　如果没有触摸屏，触摸屏程序可仿真，通过PC端来显示触摸界面，与实物操作方法一致。

　　无实物操作流程：

　　在ZDevelop软件上打开zpj文件，先连接到仿真器ZMC Simulator，将程序下载到仿真器,在仿真器内打开xplc sreen显示触摸屏界面。

　　若使用威纶通触摸屏程序，先在ZDevelop软件上打开zpj文件，先连接到仿真器ZMC Simulator，将程序下载到仿真器。使用威纶通软件打开文件夹的程序，操作软件连接到ZMC Simulator，在选择”在线模拟“即可显示触摸屏界面。

　　1.Xplc screen仿真

　　使用ZDevelop软件的HMI编程方式编写的组态程序可以在Xplc screen上仿真。

　　将程序下载到控制器或仿真器之后，在ZDevelop软件根目录打开screen文件夹的xplcterm应用程序，或通过ZDevelop软件菜单栏快捷按钮打开如下窗口，选择控制器IP后连接，即可显示组态界面。

　　

　　

　　

　　连接到仿真器时，点击“显示”能直接打开xplc screen并显示组态界面。

　　

　　

　　

　　工作画面(主界面)

　　主轴速度：获取主轴轴6的运动速度并显示。

　　从轴位置：获取从轴轴0的编码器反馈位置MPOS。

　　当前产量：产量从0开始计数，追剪一次，产量加1，掉电自动保存产量，上电读取，设置MODBUS_LONG(200)修改产量。

　　剪切长度：为型材上工件的剪切长度，也就是说一个追剪周期，工件的运动距离是200mm，追剪轴在200mm内要完成剪切并回到初始位置。

　　仿真开启：默认仿真关闭，可下载到控制器运行;按下后仿真开启，方便在仿真平台上运行。

　　启动：按下启动追剪加工任务，并循环加工

　　停止：按下停止追剪任务，此时可进行手动控制。

　　紧急停止：快速停止追剪任务和手动任务，并停止所有轴的运动。

　　设备状态：调用状态标志位，不同的值显示不同的文本，gStatus=0 紧急停止，gStatus=1 Hand，gStatus=2 Auto，gStatus=3 Pause。

　　手动运动：打开手动运动窗口

　　参数设置：打开参数设置窗口

　　工作画面：打开当前界面(如下图主界面)

　　

　　

　　

　　参数设置

　　飞剪参数和机械参数设有初始值，用户可在此界面自定义输入数据。

　　移动范围：追剪轴的运动距离

　　起始距离：追剪轴跟随主轴加速阶段的运动距离，加速阶段完成，追剪轴速度与主轴速度一致，即为同步。

　　同步区长度：两轴同步时的运动距离。

　　主轴每转距离：主轴转一圈的移动的距离。

　　主轴每转脉冲数：主轴转一圈所需脉冲数。

　　切刀丝杆导程：从轴追剪轴转一圈，丝杆移动的距离。

　　切刀对应脉冲：从轴追剪轴转一圈所需脉冲数。

　　以上自定义参数设置完成，按下“保存”按钮，将数据变更存储到FLASH块。

　　

　　

　　

　　手动运动

　　当前位置：实时获取追剪轴的MPOS显示。

　　JOG：持续按下时控制追剪轴运动，松开按钮停止，可选运动方向。

　　回零：控制轴回零，接入硬件设备时，需在程序中映射原点开关等。

　　寸动距离：设置寸动时移动的相对距离。

　　寸动：每按下一次，便运动寸动距离设置的距离，可选运动方法。

　　定位：按下该按钮运动到寸动距离设置的绝对坐标位置。

　　

　　

　　

　　2.Easybuilder Pro仿真

　　使用最新版Easybuilder Pro软件，打开框架文件夹内的触摸屏文件，将触摸屏程序按要求下载到触摸屏，再连接到控制器，或者连接控制器后在威纶通平台在线模拟，操作界面与HMI程序相同，均可显示如下三个窗口。

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　使用威纶通触摸屏或仿真时，不运行HMI文件，可以删掉。

　　

　　

　　

　　六 追剪运动波形

　　

　　示波器采样追剪运行效果如下图。

　　

　　

　　

　　主轴轴6采用VMOVE持续运行，从轴轴0跟随主轴。

　　第一段加速运动从轴运动距离10，主轴运动20。

　　第二段同步运动从轴运动距离80，主轴运动80。

　　第三段减速运动从轴运动距离10，主轴运动20。

　　第四段回复运动从轴运动距离-100，主轴运动80。

　　一个追剪周期，从轴运动的绝对距离10+80+10-100=0，主轴运动的绝对距离：20+80+20+80=200。

　　《运动控制器之追剪应用Demo》就讲到这里。更多学习视频及图文详解请关注我们的公众号“正运动小助手”。代码请联系正运动技术销售。

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