今天，正運(yùn)動(dòng)小助手給大家分享一下運(yùn)動(dòng)控制器位置鎖存功能的應(yīng)用，以ZMC408CE運(yùn)動(dòng)控制器為例，介紹多種鎖存模式的用法，用戶可根據(jù)自身需求靈活選擇。

　　01、鎖存功能

　　鎖存功能的作用就是當(dāng)外部io信號(hào)觸發(fā)時(shí)，立即響應(yīng)，鎖定當(dāng)前的電機(jī)/編碼器的位置，通常用來(lái)鎖定流水線上碰到光纖傳感器時(shí)的產(chǎn)品位置、鎖定包裝材料上色標(biāo)的位置等。

　　一、鎖存功能的特點(diǎn)：

　　1.支持編碼器軸、總線軸、脈沖軸和虛擬軸鎖存(不同型號(hào)的控制器支持鎖存的軸類(lèi)型不同);

　　2.支持單次鎖存和高速連續(xù)鎖存模式;

　　3.支持4通道同時(shí)鎖存，分別為R0、R1、R2、R3四個(gè)鎖存通道，最多支持8個(gè)鎖存口同時(shí)鎖存，鎖存響應(yīng)速度快;

　　4.帶編碼器反饋時(shí)鎖存MPOS的值，沒(méi)有帶編碼器反饋時(shí)鎖存DPOS的值。

　　不同型號(hào)的控制器支持的鎖存通道數(shù)不同，是否支持鎖存功能與鎖存對(duì)應(yīng)的輸入口參見(jiàn)硬件手冊(cè)。

　　本文例子基于ZMC408CE控制器測(cè)試，此型號(hào)支持4個(gè)鎖存通道，硬件接口為IN0-IN3。

　　通訊接口包含RS232、RS485、EtherNET以太網(wǎng)、CAN總線、EtherCAT總線和U盤(pán)接口，板載8路差分脈沖輸出接口(包含編碼器輸入)，1個(gè)專用手輪接口，還提供了AD/DA模擬量接口。

　　ZMC408CE支持EtherCAT總線連接，支持最快500μs的刷新周期，支持最多達(dá)32軸運(yùn)動(dòng)控制(8脈沖軸+EtherCAT軸/編碼器軸/虛擬軸)，支持直線插補(bǔ)、任意圓弧插補(bǔ)、空間圓弧、螺旋插補(bǔ)、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設(shè)置等;采用優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)控制。

　　ZMC408CE還支持8通道PWM輸出，支持硬件比較輸出、硬件定時(shí)器、運(yùn)動(dòng)中精準(zhǔn)輸出等。

　　二、實(shí)現(xiàn)鎖存的步驟

　　1.鎖存功能使用方法

　　(1)確定當(dāng)前硬件條件是否滿足鎖存需求，需要確定鎖存位置的軸，IO信號(hào)接入支持鎖存的輸入口IN;

　　(2)設(shè)置鎖存輸入映射口REG_INPUT，作用是將鎖存的通道R0/R1/R2/R3對(duì)應(yīng)到物理輸入口IN，需要輸入口支持鎖存功能;

　　(3)設(shè)置鎖存模式REGIST，需根據(jù)鎖存的軸類(lèi)型選擇;

　　(4)等待鎖存觸發(fā)MARK / MARKB / MARKC / MARKD，鎖存觸發(fā)了變?yōu)檎?

　　(5)鎖存完成打印鎖存位置信息REG_POS / REG_POSB / REG_POSC / REG_POSD;

　　(6)可讀取鎖存位置起始坐標(biāo)和結(jié)束坐標(biāo)，鎖存位置可被其他指令調(diào)用。

　　2.鎖存相關(guān)指令

　　鎖存相關(guān)指令一覽表：

　　REG_INPUTS映射鎖存輸入、REGIST設(shè)置鎖存的模式、MARK / MARKB / MARKC / MARKD判讀鎖存是否觸發(fā)、REG_POS / REG_POSB / REG_POSC / REG_POSD成功鎖存之后位置存儲(chǔ)。

　　當(dāng)鎖存產(chǎn)生時(shí)，對(duì)應(yīng)鎖存通道的MARK / MARKB / MARKC / MARKD會(huì)被設(shè)置為ON，同時(shí)鎖存到的位置會(huì)被存儲(chǔ)在參數(shù)REG_POS / REG_POSB / REG_POSC / REG_POSD內(nèi)。三、REG_INPUTS映射說(shuō)明

　　REG_INPUTS映射規(guī)則如下，REGIST鎖存模式的設(shè)置需配合REG_INPUTS而設(shè)置。

　　例如：

　　REG_INPUTS = $3210，則表示R3，R2，R1，R0分別對(duì)應(yīng)輸入口3，2，1，0

　　REG_INPUTS = $1023，則表示R3，R2，R1，R0分別對(duì)應(yīng)輸入口1，0，2，3

　　REG_INPUTS = $1000，則表示R3，R2，R1，R0分別對(duì)應(yīng)輸入口1，0，0，0之所以這樣設(shè)置是因?yàn)镽EGIST模式匹配R0、R1、R2、R3信號(hào)雖然不是物理的IO通道，卻能帶來(lái)最大的靈活性。輸出信號(hào)R0實(shí)際可以對(duì)應(yīng)設(shè)備上的IN(0)...IN(7)中的任意一個(gè)(可選的輸入通道必須是硬件手冊(cè)指定的鎖存通道)，或者R0和R3都對(duì)應(yīng)同一個(gè)輸入口。

　　四、REG_POS鎖存位置說(shuō)明

　　使用的本地IO，可以通過(guò)REG_INPUTS來(lái)鎖存通道的映射，不同的鎖存信號(hào)通道鎖存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置不同，如下表，詳情參見(jiàn)REGIST指令說(shuō)明。

　　02、REGIST鎖存模式REGIST設(shè)置鎖存模式，根據(jù)要鎖存的軸類(lèi)型選擇合適的鎖存模式，鎖存模式參見(jiàn)下文，有單次鎖存和連續(xù)鎖存兩種。

　　不同的鎖存方式，鎖存信號(hào)的觸發(fā)標(biāo)志不同，鎖存位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置也不同。

　　不同軸類(lèi)型支持的鎖存通道：

　　(1)編碼器軸、帶反饋的脈沖軸類(lèi)型一般采用R0，R1，Z脈沖這三種鎖存;

　　(2)無(wú)反饋的脈沖軸和虛擬軸采用R0，R1鎖存;

　　(3)EtherCAT或RTEX總線軸類(lèi)型采用R2，R3鎖存;

　　(4)另外EtherCAT總線可以使用驅(qū)動(dòng)器自身的鎖存模式，詳情參見(jiàn)驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)說(shuō)明。

　　語(yǔ)法一：?jiǎn)未捂i存

　　REGIST(mode)

　　mode：鎖存方式如下表。

　　注意：上升沿和下降沿對(duì)應(yīng)的是控制器內(nèi)部的硬件狀態(tài)。對(duì)于ZMC系列控制器而言，由于OFF狀態(tài)有效，故從無(wú)信號(hào)到有信號(hào)是下降沿;對(duì)于ECI系列控制器而言，由于ON狀態(tài)有效，從無(wú)信號(hào)到有信號(hào)是上升沿。

　　若仍然容易混淆，建議使用前先使用下文例程簡(jiǎn)單測(cè)試一下鎖存邊沿，再應(yīng)用于項(xiàng)目中。

　　語(yǔ)法二：連續(xù)鎖存

　　通過(guò)把模式加100來(lái)支持連續(xù)鎖存，鎖存結(jié)果存儲(chǔ)到TABLE里面。

　　REGIST(100+mode, tableindex, numes)

　　mode：鎖存方式。

　　tableindex：連續(xù)鎖存的內(nèi)容存儲(chǔ)的table位置，第一個(gè)table元素存儲(chǔ)鎖存的個(gè)數(shù)，后面存儲(chǔ)鎖存的坐標(biāo)，最多保存?zhèn)€數(shù)= numes-1，溢出時(shí)循環(huán)寫(xiě)入。

　　numes：占用的table個(gè)數(shù)。

　　連續(xù)鎖存模式分別對(duì)兩個(gè)通道進(jìn)行連續(xù)鎖存，可以實(shí)現(xiàn)上下邊沿的連續(xù)鎖存。

　　(ECI20150829以上固件支持，4系列控制器20170523以上固件支持)

　　100+mode：只能使用單一通道的mode，加100表示使用連續(xù)鎖存。

　　03、鎖存例程

　　1.脈沖軸(不帶反饋)/虛擬軸鎖存

　　可使用R0或R1通道，脈沖軸ATYPE=1/7，虛擬軸ATYPE=0，鎖存MPOS的值(沒(méi)有反饋時(shí)MPOS為假，復(fù)制DPOS)。帶反饋的情況鎖存真實(shí)的編碼器反饋的MPOS值，若支持Z信號(hào)，則可使用Z信號(hào)的模式。

　　配置參考如下圖：

　　例程如下：

　　BASE(0)ATYPE=1 '脈沖軸UNITS=100DPOS=0SPEED=10ACCEL=100DECEL=100REG_INPUTS=0 '將R0-R3都對(duì)應(yīng)輸入口0,信號(hào)接入IN(0)REGIST(4) '選擇R0鎖存模式TRIGGER '觸發(fā)示波器VMOVE(1) '軸運(yùn)動(dòng)WAIT UNTIL MARK '等待鎖存觸發(fā)PRINT REG_POS '打印鎖存位置END

　　從示波器采樣的波形可以看出，IN(0)有信號(hào)觸發(fā)鎖存，REGIST(4)生效鎖存此刻的DPOS位置，并存儲(chǔ)到REG_POS。

　　上例其他條件不變，鎖存模式改為REGIST(3)，鎖存觸發(fā)的邊沿發(fā)生變化。

　　2.脈沖軸(帶反饋)/編碼器軸鎖存

　　可使用R0、R1或Z通道(必須帶Z信號(hào)的設(shè)備才支持)，脈沖軸ATYPE=4/5，編碼器軸ATYPE=3/6，鎖存MPOS的值。

　　例程如下：

　　BASE(0) ATYPE=4 '脈沖帶編碼器反饋UNITS=100SPEED=10ACCEL=100DECEL=100DPOS=0MPOS=0REG_INPUTS=$0 '將R0-R3都對(duì)應(yīng)輸入口0 ,信號(hào)接入IN(0)REGIST(15) '選擇R1鎖存模式TRIGGERVMOVE(1) '軸運(yùn)動(dòng)WAIT UNTIL MARKB '等待鎖存觸發(fā)PRINT REG_POSB '打印鎖存位置END

　　從示波器采樣的波形可以看出，IN(0)有信號(hào)觸發(fā)鎖存，鎖存此刻的MPOS位置，并存儲(chǔ)到REG_POSB。

　　3.多軸位置鎖存

　　鎖存多軸的位置時(shí)，需要分別對(duì)每個(gè)軸設(shè)置鎖存，下例插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)中鎖存兩個(gè)軸的位置。

　　例程如下：

　　BASE(0,1)ATYPE=1,1 '脈沖軸UNITS=100,100DPOS=0,0SPEED=10,10ACCEL=100,100DECEL=100,100REG_INPUTS=$0 '將R0-R3都對(duì)應(yīng)輸入口0,信號(hào)接入IN(0)REGIST(4) AXIS(0) '軸0選擇R0鎖存模式REGIST(4) AXIS(1) '軸1選擇R0鎖存模式TRIGGER '觸發(fā)示波器MOVE(1000,800) '軸運(yùn)動(dòng)WAIT UNTIL MARK(0) AND MARK(1) '等待鎖存觸發(fā)PRINT REG_POS(0), REG_POS(1) '打印軸0，軸1的鎖存位置END

　　注意：多軸使用同一個(gè)鎖存硬件輸入口時(shí)，需采用相同的鎖存R通道(如上例，模式3/4均可)，需要使用不同R通道時(shí)，則需要映射到不同的硬件輸入口上。

　　4.連續(xù)鎖存模式

　　持續(xù)鎖存信號(hào)觸發(fā)后的位置，以上的軸類(lèi)型均支持連續(xù)鎖存模式，建議開(kāi)單獨(dú)任務(wù)執(zhí)行連續(xù)鎖存程序，不干擾其他程序的運(yùn)行，可通過(guò)TABLE寄存器隨時(shí)讀取到鎖存的次數(shù)和位置數(shù)據(jù)。

　　例程如下：

　　BASE(0)ATYPE=1 '脈沖軸UNITS=100DPOS=0SPEED=10ACCEL=100DECEL=100REG_INPUTS=$0 '將R0-R3都對(duì)應(yīng)輸入口0,信號(hào)接入IN(0)TRIGGER '觸發(fā)示波器VMOVE(1) '軸運(yùn)動(dòng)REGIST(100+4,0,100) '連續(xù)鎖存，R0通道，table(0)保存鎖存次數(shù)，table(1-100)存儲(chǔ)每次鎖存的數(shù)據(jù)，超過(guò)99次后，table(0)清0，重新從table(1)記錄數(shù)據(jù)WAIT UNTIL MARK

　　示波器捕捉連續(xù)鎖存的位置數(shù)據(jù)：不需要WHILE循環(huán)就能實(shí)現(xiàn)連續(xù)鎖存。

　　寄存器窗口讀取鎖存的次數(shù)和位置數(shù)據(jù)。

　　5.總線驅(qū)動(dòng)器鎖存

　　可使用R2、R3通道，脈沖軸ATYPE=4/5，EtherCAT和RTEX總線均支持，軸類(lèi)型ATYPE=65/50，鎖存MPOS的值。

　　采用EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器，可使用控制器提供的鎖存模式，配置方法與前文類(lèi)似;也可以使用EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器自帶的鎖存模式(需參考驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)完成配置)。

　　采用EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器自帶的鎖存模式，選擇驅(qū)動(dòng)器支持鎖存的探針，接入鎖存信號(hào);例如下方驅(qū)動(dòng)器，有兩個(gè)探針信號(hào)輸入。

　　注意：驅(qū)動(dòng)器PDO需包含60b8h鎖存的數(shù)據(jù)字典，DRIVE_PROFILE直接選擇帶鎖存的模式測(cè)試。

　　例如：DRIVE_PROFILE=11，PDO配置情況如下，更多模式參見(jiàn)DRIVE_PROFILE指令說(shuō)明。

　　鎖存模式采用REGIST提供的模式(需測(cè)試哪些模式支持)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器鎖存之后，驅(qū)動(dòng)器自行將鎖存位置傳到對(duì)應(yīng)的REG_POS / REG_POSB / REG_POSC / REG_POSD，對(duì)應(yīng)MARK變?yōu)檎?，用戶無(wú)需通過(guò)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)字典獲知。

　　例程如下：

　　'********************************************************************************************'總線初始化使能程序，初始化成功方可運(yùn)行下方鎖存程序'初始化配置驅(qū)動(dòng)器PDO需包含鎖存的數(shù)據(jù)字典，DRIVE_PROFILE選擇帶鎖存的模式測(cè)試'********************************************************************************************RAPIDSTOPWAITIDLEDIM num,AXIS_Max,TEMPFOR num=0 TO 7 STEP 1 BASE(num) ATYPE(num)=0 AXIS_ADDRESS(num)=(-1<<16)+num ATYPE(num)=0NEXTnum=0SLOT_SCAN(0)IF RETURN THEN ?"總線掃描成功","設(shè)備連接數(shù)："NODE_COUNT(0) 'i為槽位號(hào),位軸數(shù) FOR i=0 to NODE_COUNT(0)-1 AXIS_Max=NODE_AXIS_COUNT(0,i)'單個(gè)設(shè)備連接總數(shù) ?"AXIS_Max="AXIS_Max IF AXIS_Max<>0 THEN FOR j=0 TO AXIS_Max-1 AXIS_ADDRESS(num)=(i<<16)+num+1 ATYPE(num)=65 '軸映射最后一步 'units(num)=2^23/360 '單軸脈沖當(dāng)量設(shè)置 DRIVE_PROFILE(num)=11 '設(shè)置PDO功能 disable_group(num) '每軸單獨(dú)分組 num=num+1 '當(dāng)前設(shè)備總軸數(shù) NEXT ELSE ?"當(dāng)前設(shè)備無(wú)軸" END ENDIF NEXT ?"軸映射完成!總軸數(shù)："num ELSE ?"總線掃描失敗" ENDENDIFDELAY(100)SLOT_START(0)IF RETURN THEN ?"總線開(kāi)啟成功" DELAY(100) DATUM(0)'清除所有軸錯(cuò)誤狀態(tài) DELAY(100) ?"開(kāi)始進(jìn)行軸使能" FOR i=0 to num-1 base(i) AXIS_ENABLE=1'單軸使能 NEXT WDOG=1'軸使能總開(kāi)關(guān)開(kāi)啟 ?"軸使能完成"ELSE ?"總線開(kāi)啟失敗"ENDIF?"配置完成"adasda() '調(diào)用鎖存函數(shù)END'********************************************************************************************'鎖存函數(shù)'選擇驅(qū)動(dòng)器支持鎖存的探針，接入鎖存信號(hào)鎖存模式采用REGIST提供的模式，觸發(fā)鎖存之后，驅(qū)動(dòng)器將鎖存位置傳到REG_POS '********************************************************************************************WHILE 1 IF OP(0) = ON THEN OP(0, OFF) temp=-1 ENDIF temp=0WENDGLOBAL sub adasda() dim num, temp num=1 temp=0 BASE(0) REGIST(100+3,0,100)AXIS(0)' 自動(dòng)循環(huán)，不需要再寫(xiě)入到while循環(huán)中，table(0)保存鎖存次數(shù)，table(1-100)存儲(chǔ)每次鎖存的數(shù)據(jù)超過(guò)99次后，table(0)清0，重新從table(1)記錄數(shù)據(jù) 'REGIST(3) WHILE 1 ?"*********************************************************" WA 10 ?"reg_pos="REG_POS,"鎖存值TABLE="TABLE(num),"占用TABLE="TABLE(0) '打印 ?"驅(qū)動(dòng)器探針模式="NODE_PDOBUFF(0,0,$60B8,0,6) ?"驅(qū)動(dòng)器探針狀態(tài)="NODE_PDOBUFF(0,0,$60B9,0,6) ?"驅(qū)動(dòng)器鎖存值="NODE_PDOBUFF(0,0,$60BA,0,7) IF num=100 THEN num=1 ELSE num=num+1 ENDIF WA 100 '延時(shí)1ms，防抖 wendENDSUB

　　采用連續(xù)鎖存模式REGIST(100+3,0,100)，使用TABLE(0)開(kāi)始的100個(gè)空間保存鎖存數(shù)據(jù)，其中TABLE(0)保存的是連續(xù)鎖存的次數(shù)，TABLE(1)- TABLE(99)保存每次鎖存的位置。

　　本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制器位置鎖存功能的應(yīng)用，就分享到這里。

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