脈沖型驅(qū)動(dòng)器試運(yùn)行可借助ZDevelop軟件快速驗(yàn)證，主要包含以下四個(gè)部分：硬件接線(xiàn)，ZDevelop連接控制器，配置軸參數(shù)，發(fā)送運(yùn)動(dòng)命令查看電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)。若無(wú)法運(yùn)行參見(jiàn)問(wèn)題排查部分解決。

　　01、脈沖軸驅(qū)動(dòng)器試運(yùn)行流程

　　一、硬件接線(xiàn)

　　以ZMC432總線(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制器為例，支持EtherCAT、EtherNET、RS232、RS485、CAN、U盤(pán)等通訊接口，觀察控制器上的硬件接口，控制器參考架構(gòu)如下圖。

　　可通過(guò)EtherNET網(wǎng)口或RS232串口連接到ZDevelop軟件完成試運(yùn)行。

       1.脈沖接口

　　正運(yùn)動(dòng)技術(shù)大部分控制器的脈沖控制接口為面板上提供的DB26母頭的端子，例如下圖ZMC432的AXIS端子，板載6個(gè)脈沖軸的接口。

　　AIXS端子內(nèi)主要包含脈沖輸出的接線(xiàn)端子，編碼器反饋的接線(xiàn)端子，驅(qū)動(dòng)器的使能和報(bào)警信號(hào)，5V電源輸出和公共端，如下表所示。

　　參考下圖完成控制器與驅(qū)動(dòng)器的脈沖控制接線(xiàn)，采用了差分接法，脈沖輸出包含四個(gè)端子PUL+、PUL-、DIR+、DIR-，分別與驅(qū)動(dòng)器一一對(duì)應(yīng)連接即可。帶編碼器反饋的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，差分接線(xiàn)方式是將EA+、EA-、EB+、EB-、EZ+、EZ-分別連接編碼器。再將針腳3接入驅(qū)動(dòng)器的使能端子上，用于控制器給驅(qū)動(dòng)器上使能信號(hào)。參考上圖。

　　AXIS 0 軸接口端子內(nèi)的使能信號(hào)為OUT12;

　　AXIS 1 軸接口端子內(nèi)的使能信號(hào)為OUT13;

　　依此類(lèi)推。

　　使能操作：OP(12,ON)，OP(13,ON)等。

　　驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)通過(guò)針腳2傳入控制器，參考上圖。

　　AXIS 0 軸接口端子內(nèi)的報(bào)警信號(hào)為IN24;

　　AXIS 1 軸接口端子內(nèi)的報(bào)警信號(hào)為IN25;

　　依此類(lèi)推。

　　驅(qū)動(dòng)器報(bào)警輸入信號(hào)需要使用ALM_IN指令配置：ALM_IN(0)=24，ALM_IN(1)=25等。

　　脈沖的單端連接方式如下圖，下圖采用共陽(yáng)極的接法，將驅(qū)動(dòng)器的公共端接入DB26提供的+5V端子上。

　　編碼器的單端接線(xiàn)圖如下，編碼器的A，B(無(wú)Z信號(hào)的型號(hào)只接AB兩相)與控制器正端子EA+、EB+一一對(duì)應(yīng)連接，控制器的負(fù)端子懸空，編碼器的0V或地線(xiàn)端子，連接控制器軸接口內(nèi)的GND端子即可，再按編碼器的供電要求接入電源。

　　2.IO接口

　　如下圖，ZMC432支持6路脈沖軸控制，IO口分普通IO口和高速I(mǎi)O口，普通IO口的響應(yīng)頻率為10KHz，高速I(mǎi)O口的響應(yīng)頻率為500KHz，ZMC432的高速I(mǎi)O口除了響應(yīng)更快之外，部分還集成了特殊功能，參見(jiàn)下文說(shuō)明。

　　(1)輸出口

　　輸出口內(nèi)部電路如下圖，輸出口0-1支持PWM脈沖寬度調(diào)制輸出，同時(shí)還支持高速硬件比較輸出(PSO功能)。

　　PSO功能：PSO(positionsynchronizedoutput)即位置同步輸出，本質(zhì)是通過(guò)采集實(shí)時(shí)的編碼器反饋位置(無(wú)編碼器可使用輸出的脈沖位置)與比較模式設(shè)定的位置進(jìn)行比較，控制OP高速同步輸出信號(hào)，PSO示意圖如下。

　　PSO一般與激光器(或點(diǎn)膠噴射閥等設(shè)備)同步輸出信號(hào)進(jìn)行相位同步，在運(yùn)動(dòng)軌跡的所有階段以恒定的空間(或恒定時(shí)間)間隔觸發(fā)輸出開(kāi)關(guān)，包括加速、減速和勻速段，從而實(shí)現(xiàn)脈沖能量均勻地作用在被加工物體上。

　　PSO功能的特點(diǎn)就是能高速且穩(wěn)定的輸出信號(hào)，因?yàn)檩敵鼍茸銐蚋?，所以能夠在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡中以固定的距離觸發(fā)輸出信號(hào)而不用考慮總體速度，即在直線(xiàn)部分以很快的速度運(yùn)動(dòng)，而在圓角部分減速的同時(shí)也能保證輸出間距恒定。

　　通常圓角加工部分在整個(gè)加工過(guò)程中占有比較小的部分，這樣在保證加工效果的同時(shí)，就可以最大限度地提高產(chǎn)能。

　　PSO功能由HW_PSWITCH2指令實(shí)現(xiàn)，此指令有多種模式，支持等距輸出、固定周期輸出，自定義位置輸出等，精度高，響應(yīng)快，具體應(yīng)用方法參見(jiàn)歷史文章。

       PWM功能：對(duì)支持PWM的OUT開(kāi)啟PWM功能，需設(shè)置PWM的頻率和占空比，用于點(diǎn)膠閥的流速控制、激光器的功率控制等場(chǎng)合。

　　(2)輸入口

　　輸入口內(nèi)部電路如下圖，輸入口IN0-1支持鎖存功能。

　　鎖存：通過(guò)傳感器輸入信號(hào)，輸入口快速響應(yīng)并鎖存編碼器當(dāng)前的位置信息，支持單次鎖存和連續(xù)鎖存。

　　二、ZDevelop連接控制器

　　采用正運(yùn)動(dòng)的ZDevelop開(kāi)發(fā)軟件可快速完成設(shè)備的試運(yùn)行，控制器一般使用網(wǎng)口連接到ZDevelop，選擇IP地址連接，默認(rèn)出廠IP：192.168.0.11，注意控制器需與PC處于同一網(wǎng)段。

　　也可以使用串口連接控制器，串口默認(rèn)參數(shù)波特率38400，數(shù)據(jù)位8，無(wú)校驗(yàn)，掉電后恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)。

　　三、配置脈沖軸參數(shù)

　　連接控制器之后先使能驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)硬件手冊(cè)描述的軸接口內(nèi)的使能信號(hào)OUT編號(hào)，發(fā)送OP(ionum,ON)打開(kāi)使能，例如ZMC432發(fā)送OP(12,ON)使能AXIS 0上的驅(qū)動(dòng)器。

　　在線(xiàn)命令發(fā)送或視圖“輸出口”操作OP，上電即使能的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)無(wú)需此操作。

　　以下軸參數(shù)可在“視圖”-“手動(dòng)運(yùn)動(dòng)”或“軸參數(shù)”窗口快速配置，或新建工程寫(xiě)入指令語(yǔ)句下載到控制器。1.BASE

　　BASE選擇脈沖軸接入的軸號(hào)，接在DB頭上軸編號(hào)即為面板上標(biāo)識(shí)的AXIS編號(hào)。

　　2.ATYPEATYPE設(shè)置軸的類(lèi)型，不帶反饋的脈沖軸ATYPE=1/7，帶編碼器反饋的ATYPE=4/5，編碼器單獨(dú)接入設(shè)置ATYPE=3/6。

　　3.UNITS

　　UNITS設(shè)置脈沖當(dāng)量，根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的一圈脈沖數(shù)配置，作為控制器的基本單位，可設(shè)為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1°需要的脈沖數(shù)，驅(qū)動(dòng)器若10000個(gè)脈沖轉(zhuǎn)一圈，可設(shè)置為UNITS=10000/360。

　　換算關(guān)系：若UNITS=10000，直線(xiàn)命令MOVE(5)表示下發(fā)50000個(gè)脈沖;運(yùn)行速度SPEED=10，表示每秒下發(fā)100000個(gè)脈沖。

　　4.速度

　　SPEED運(yùn)行速度、ACCEL加速度、DECEL減速度等基礎(chǔ)速度參數(shù)的設(shè)置;SRAMP指令設(shè)置S曲線(xiàn)，延長(zhǎng)加速的時(shí)間，速度變化更為平緩，減少抖動(dòng)，VP_MODE指令設(shè)置SS曲線(xiàn)，加速度平穩(wěn)過(guò)渡，使軌跡更柔順，沖擊更小。

　　5.確認(rèn)脈沖模式

　　控制器出廠默認(rèn)的脈沖模式是脈沖+方向，脈沖模式需要匹配才能運(yùn)行，需確認(rèn)驅(qū)動(dòng)器的脈沖模式。

　　控制器支持三種脈沖模式，脈沖+方向，雙脈沖和正交脈沖(4系列及以上支持)三種，正/負(fù)邏輯均可配置。

　　脈沖模式修改使用INVERT_STEP指令，初始值INVERT_STEP=0，脈沖+方向模式。

　　語(yǔ)法INVERT_STEP = mode

　　mode：模式選擇，缺省0，低8位(位0-位7)表示的模式值如下：

　　各個(gè)模式對(duì)應(yīng)的電平如下：若極性對(duì)調(diào)，參考運(yùn)動(dòng)方向與原來(lái)相反。

　　高8位(位8-位15)表示方向變化保護(hù)時(shí)間，單位微秒：0-255設(shè)置方法：INVERT_STEP(軸號(hào)) = 256*100+6，雙脈沖模式6，保護(hù)時(shí)間100微秒。

　　6.運(yùn)動(dòng)

　　采用視圖菜單的手動(dòng)運(yùn)動(dòng)窗口或在線(xiàn)命令發(fā)送MOVE直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)指令調(diào)試，通過(guò)DPOS目標(biāo)位置(或MPOS反饋位置)等獲取軸的運(yùn)動(dòng)情況，也可采用ZDevelop軟件的視圖窗口“示波器”實(shí)時(shí)采樣運(yùn)動(dòng)波形。電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向與電機(jī)極性設(shè)置和INVERT_STEP正/負(fù)邏輯設(shè)置有關(guān)。

       7.參數(shù)查看

　　軸參數(shù)配置完成可再“軸參數(shù)”窗口查看，實(shí)時(shí)自動(dòng)刷新和顯示軸參數(shù)，支持雙擊直接修改配置參數(shù)。

　　軸選擇：用于選擇要顯示的軸號(hào)信息。

　　參數(shù)選擇：用于自定義顯示關(guān)注的軸參數(shù)。

       8.異常報(bào)警

       發(fā)生異常報(bào)警ZDevelop軟件的“命令與輸出”窗口打印錯(cuò)誤信息提示，或產(chǎn)生AXISSTATUS報(bào)警提示。

　　AXISSTATUS為軸狀態(tài)參數(shù)，用于判斷軸當(dāng)前是否發(fā)生異常，按位提示異常信息，可多種異常信息疊加，查詢(xún)下表確認(rèn)，例如AXISSTATUS顯示20h，表示當(dāng)前碰到負(fù)向硬限位，會(huì)導(dǎo)致軸立即停止。

　　AXISSTATUS顯示1000h，表示下發(fā)脈沖頻率太快，一般只有在高分辨率的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生此類(lèi)問(wèn)題，出現(xiàn)此報(bào)警將MAX_SPEED改大即可解決。

　　試運(yùn)行前要確保硬限位開(kāi)關(guān)配置成功，作為機(jī)臺(tái)的安全保護(hù)，防止過(guò)沖。

　　機(jī)臺(tái)確認(rèn)可以動(dòng)作之后，通過(guò)DATUM指令配置回零模式，DATUM_IN指令配置原點(diǎn)傳感器映射到輸入口，回零說(shuō)明參見(jiàn)歷史文章。

　　硬限位開(kāi)關(guān)是限制軸的最大“允許行進(jìn)范圍”的限位開(kāi)關(guān)。硬限位開(kāi)關(guān)是安裝在軸運(yùn)動(dòng)行程上的物理開(kāi)關(guān)元件，一般是一個(gè)傳感器，硬限位開(kāi)關(guān)由指令映射到相應(yīng)輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)上，根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)是常開(kāi)還是常閉確定是否要對(duì)信號(hào)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，設(shè)置完成后，碰到硬限位開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)軸立即停止運(yùn)動(dòng)，停止減速度為FASTDEC。軟限位開(kāi)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)置的DPOS坐標(biāo)位置后，立即采用減速度FASTDEC停止運(yùn)動(dòng)，根據(jù)實(shí)際需求配置軟限位。

　　9.配置語(yǔ)法

　　FWD_IN = 正向硬限位接入的輸入口編號(hào)，-1取消映射;

　　REV_IN = 負(fù)向硬限位接入的輸入口編號(hào)，-1取消映射;

　　FS_LIMIT = 正向運(yùn)動(dòng)行程限制，取消設(shè)置較大值;

　　RS_LIMIT = 負(fù)向運(yùn)動(dòng)行程限制，取消設(shè)置較大值。

　　例如，ZDevelop軟件下方狀態(tài)欄提示axis0 alarm提示紅色的報(bào)警錯(cuò)誤，檢查軸參數(shù)中軸0的AXISSTATUS參數(shù)，提示30h，對(duì)照AXISSTATUS指令說(shuō)明，得知發(fā)生的是正負(fù)限位報(bào)警，查看限位配置，即FWD_IN(0)=0，REV_IN(0)=1對(duì)應(yīng)的IN0，IN1的配置，以及其相關(guān)的輸入是否INVERT_IN反轉(zhuǎn)了電平狀態(tài)。

　　四、手動(dòng)運(yùn)動(dòng)快速調(diào)試

　　關(guān)閉所有除ZDevelop的軟件，同時(shí)使用ZDevelop連接控制器，下載空程序，按前面說(shuō)明手動(dòng)設(shè)置選擇要調(diào)試的軸號(hào)、設(shè)置軸類(lèi)型ATYPE、脈沖當(dāng)量UNITS、加速度ACCEL、減速度DECEL、速度SPEED，然后打開(kāi)“視圖”-“手動(dòng)運(yùn)動(dòng)”，手動(dòng)操作電機(jī)試運(yùn)行。

　　操作方法：按住“左”/“右”不放，電機(jī)持續(xù)運(yùn)動(dòng)，松開(kāi)停止?！爸噶钗恢谩憋@示當(dāng)前發(fā)出的脈沖DPOS(單位為UNITS)。填寫(xiě)“距離”參數(shù)，點(diǎn)擊“運(yùn)動(dòng)”，勾選“絕對(duì)”時(shí)，電機(jī)運(yùn)動(dòng)到距離參數(shù)位置;不勾選“絕對(duì)”時(shí)，電機(jī)按距離參數(shù)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。

　　按照以上步驟設(shè)置之后，如果電機(jī)無(wú)法運(yùn)動(dòng)，參考下節(jié)說(shuō)明排查。

　　02、電機(jī)不動(dòng)作問(wèn)題排查

　　一、脈沖軸排查步驟

　　二、報(bào)錯(cuò)提示

　　驅(qū)動(dòng)器有無(wú)報(bào)警提示，若產(chǎn)生報(bào)警，根據(jù)報(bào)警錯(cuò)誤碼核對(duì)驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)說(shuō)明解決后重新運(yùn)行。

　　控制器端是否產(chǎn)生報(bào)警信息，根據(jù)ZDevelop報(bào)警打印的錯(cuò)誤信息、錯(cuò)誤碼或AXISSTATUS軸狀態(tài)提示，解除錯(cuò)誤后重新運(yùn)行。

　　三、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)

　　檢查下列參數(shù)是否設(shè)置合理：

　　1.電機(jī)是否使能成功，電機(jī)軸無(wú)法用手撥動(dòng)即為成功使能;

　　2.下發(fā)運(yùn)動(dòng)的軸號(hào)一定要選擇正確，否則運(yùn)動(dòng)命令無(wú)法下發(fā)給該驅(qū)動(dòng)器;

　　3.軸的類(lèi)型根據(jù)ATYPE指令的表格填寫(xiě)正確類(lèi)型，類(lèi)型錯(cuò)誤控制器會(huì)報(bào)錯(cuò)，導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)動(dòng);

　　4.UNITS的值設(shè)置合理，脈沖下發(fā)速度太小導(dǎo)致電機(jī)動(dòng)作微弱，肉眼無(wú)法分辨是否運(yùn)動(dòng);

　　5.下發(fā)運(yùn)動(dòng)指令后，軸參數(shù)窗口該軸的DPOS是否改變，未變表示脈沖并未發(fā)出，排查AXISSTATUS軸狀態(tài)有無(wú)提示，當(dāng)前軸接口是否損壞。

　　四、動(dòng)作不正確

　　1.電機(jī)只能單向運(yùn)動(dòng)，可能原因有：

　　(1)電機(jī)處于限位狀態(tài)，查看AXISSTATUS確認(rèn);

　　(2)電機(jī)控制模式不對(duì)，INVERT_STEP設(shè)置為相應(yīng)的脈沖模式(雙脈沖或脈沖+方向);

　　(3)電機(jī)接線(xiàn)問(wèn)題，確認(rèn)接線(xiàn)。

　　2.DPOS和MPOS極性相反，或電機(jī)轉(zhuǎn)向與預(yù)期相反，解決辦法：修改電機(jī)的極性，通過(guò)INVERT_STEP指令或驅(qū)動(dòng)器軟件修改。接線(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)注意事項(xiàng)：

　　⊙檢查脈沖接線(xiàn)和供電線(xiàn)路是否正確。

　　⊙檢查各模塊是否正確上電。

　　⊙檢查單端接線(xiàn)時(shí)確認(rèn)IO是否上電成功。本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制器中脈沖接口的快速調(diào)試與診斷，就分享到這里。

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