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Technical support

技术分享

运动控制器PSO位置同步输出(三):高精度等间距二维三维PSO输出



上节课程我们讲述了多种PSO模式原理和使用方法,本节课程我们主要讲解一下如何使用PSO功能实现高精度等间距输出。

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ZMC460N双总线控制器




硬件说明



硬件选型的首要要求是支持PSO功能,再分析PSO的应用场合和轴数等选择具体的型号。本例以ZMC460N双总线运动控制器为例展开介绍。

PSO功能用于控制激光或点胶阀的高速开/关,直线插补和平面圆弧插补功能用于完成加工轨迹,连续插补功能用于让多段插补的速度连续,提高加工的效率。

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ZMC460N双总线控制器



ZMC460N双总线控制器是正运动技术推出的新一代网络60轴运动控制器(支持EtherCAT总线轴+RTEX总线轴+脉冲轴混合使用),自带六个脉冲轴接口(包含差分脉冲输出和差分编码器输入),通用输出口支持配置为单端脉冲输出,通用输入口支持配置成单端编码器输入。脉冲输出频率最大可达10MHZ,EtherCAT总线的通讯周期最快可达250微秒。

支持12路PSO输出,输出口独立,支持12路同时输出,每个系统周期可比较输出多次,应用场景更为丰富。

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ZMC460N双总线控制器架构图

PSO功能主要通过“HW_PSWITCH2”硬件位置比较输出指令和“HW_TIMER”硬件定时指令实现,下面来讲解一下这两个指令的详细用法。




指令说明



1.HW_PSWITCH2

案例将会用到HW_PSWITCH2以下几个模式,指令语法说明如下:

(1)Mode=6:矢量比较方式,周期模式,与HW_TIMER一起使用

HW_PSWITCH2(6,opnum,opstate,vectstart,repes,cycledis)

mode:6-启动比较器

opnum:对应的输出口

opstate:第一个比较点的输出状态

vectstart:比较点VECTOR_MOVED当前运动距离

repes:重复周期,一个周期只比较一次

cycledis:周期距离,每隔这个距离输出一次

说明: 此模式无需TABLE,坐标均参考矢量坐标,从vectstart的位置开始比较,每隔cycledis距离触发一次比较,重复比较的周期为repes,每次触发比较信号后,保持信号的脉冲宽度由HW_TIMER指令设置。

HW_TIMER可以控制到达一个触发点控制OP反转多次,HW_TIMER周期走完等待下一周期的触发。

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(2)Mode=7:矢量比较方式,采用TABLE,与HW_TIMER一起使用

HW_PSWITCH2(7,opnum,opstate,tablestart,tableend [,optimeus,optimes,cyctimeus])

mode:7-启动比较器,opstate不翻转,方便与HW_TIMER配合使用

opnum:对应的输出口

opstate:第一个比较点的输出状态

tablestart:第一个比较点VECTOR_MOVED坐标所在TABLE编号

tableend:最后一 个比较点VECTOR_MOVED坐标所在TABLE编号

[以下参数和HW_TIMER二选一,HW_TIMER单独写可以动态调整参数]

optimeus:动态调整HW_TIMER的有效时间

optimes:动态调整HW_TIMER的触发脉冲数,0-不输出

cyctimeus:动态调整HW_TIMER的脉冲周期时间

说明: 比较点写在TABLE中,坐标均参考矢量坐标,每到达一个TABLE比较矢量位置触发OP,此时OP的脉冲宽度和每次触发的比较次数由HW_TIMER控制;到达下一个TABLE位置,OP再次触发。

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2.HW_TIMER

硬件定时器,用于硬件比较输出后一段时间后还原电平。HW_TIMER只有1个,每次调用会强制停止之前的调用。

不使用或比较完成时使用HW_TIMER(0)关闭。

HW_TIMER(mode,cyclonetime,optime,reptimes,opstate,opnum )

mode:0停止,2-启动

cyclonetime:周期时间,us单位

optime:有效时间,us单位

reptimes:重复次数,启动模式,reptimes =0时,软关闭HW_TIMER,原来的脉冲没有完成的,会继续输出完成

opstate:输出缺省状态,输出口变为非此状态后开始计时

opnum:输出口编号,必须能硬件比较输出的口

说明: 参数设置可参考下方示意图,此指令的效果是固定时间周期输出,设置每个周期的有效输出的时间和重复输出的次数。

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使用HW_TIMER硬件定时无法仿真,只能在控制器平台运行。




二维等间距PSO输出



等距比较输出模式,不管运动速度和运动轨迹如何变化,始终固定距离输出脉冲,使得输出在空间上分布是均匀的,示意图如下。

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上节描述的模式中,有几种模式都能实现XY平面的等距输出,例如现有一段上左图所示的轨迹,采用直线+圆弧+直线组成,每间隔10个距离比较输出一次,一共比较12次,等间距输出的方法参见下方例程的说明。

   例程:采用mode=6,矢量比较模式,结合HW_TIMER硬件定时,采用两轴的合成矢量位置作为比较的参考坐标位置,实现上方示意图的效果,使用方便,无需计算位置坐标,精度高。

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示波器采样波形如下:采样5个通道的波形,依次为轴0的目标位置,轴1的目标位置,输出口0,轴0和轴1插补的矢量合成位置,轴0和轴1插补的运行速度。

每间隔10个单位距离比较一次,一共比较12次,由HW_TIMER可精准控制输出脉冲的宽度,输出频率更快,整体精度更高。

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XYZ模式下的比较输出波形:

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综上所述,等距比较场合,使用模式6较为方便,只需要得出比较的距离和OP输出的时间即可,模式6可用于单轴和多轴插补场合的比较。模式5和模式7也能实现上述功能。




三维等间距PSO输出



1.三维等间距PSO输出示例

例程: 采用模式7,模式6是按指令设置的触发距离周期输出,模式7的输出位置由TABLE的数据点控制,输出位置更灵活,可实现上例等距输出,也可实现灵活间隔的输出。


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波器采样波形如下:采样6个通道的波形,依次为轴0的目标位置,轴1的目标位置,轴2的目标位置,输出口0,轴0轴1轴2插补的矢量合成位置,轴0轴1轴2插补的运行速度。

Table存储的比较点矢量位置为10,30,50,70,90,110,130,150,共8个点,每到一个点触发比较,由HW_TIMER可精准控制输出脉冲的宽度,输出频率更快,整体精度更高。

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2.视频演示可点击→运动控制器PSO位置同步输出(三):高精度等间距二维三维PSO输出演示视频查看。


本次,正运动技术 运动控制器 PSO位置同步输出(三):高精度等间距二维三维PSO输出 就分享到这里。

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