运动控制器之追剪应用Demo

供稿:深圳市正运动技术有限公司

  • 关键词:正运动技术,运动控制器,追剪
  • 摘要: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。

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程序运行逻辑部分


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仿真演示部分


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。


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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。


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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


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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:

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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。


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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。


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3.组态视图:组态窗口和各个组态窗口下的元件


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(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:


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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。


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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。


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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。


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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)

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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。


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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。

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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。


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工作界面(主界面)


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手动界面


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参数设置


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使用威纶通触摸屏或仿真时,不运行HMI文件,可以删掉。


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六追剪运动波形


示波器采样追剪运行效果如下图。


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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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发布时间:2021年8月24日 10:13  人气:   审核编辑(王静 )
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