运动控制器之追剪应用Demo
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追剪理论部分
程序运行逻辑部分
仿真演示部分
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。
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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模式 |
位 |
描述 |
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1 |
位0 |
连接精确开始于参考轴上MARK事件被触发的时刻 |
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2 |
位1 |
连接开始于参考轴到达一个绝对位置时(见link pos参数描述) |
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4 |
位2 |
当此位被设置时，MOVESLINK会自动重复执行并且可以反向(这个模式可以通过设置轴参数REP_OPTION的第1位为1来清除) |
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16 |
位4 |
使用link offpos从中间来启动，配合掉电中断实现恢复，20170428以上固件支持 |
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32 |
位5 |
只有参考轴为正向运动才连接 |
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256 |
位8 |
连接精确开始于参考轴上MARKB事件被触发的时刻，需要最新固件支持 |
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=10000,10000ATYPE=1,1DPOS=0,0SPEED=1,1 '型材运行速度1m/s,60m/minACCEL=2,2DECEL=2,2VMOVE(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1MOVESLINK(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0.2MOVESLINK(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0MOVESLINK(-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1.2END
主轴轴1 和从轴轴0的速度和位置曲线：
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：
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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MODBUS_IEEE |
32位浮点型字寄存器（4x） |
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MODBUS_IEEE(80) |
主轴每转距离 |
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MODBUS_IEEE(82) |
主轴每转脉冲 |
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MODBUS_IEEE(84) |
切刀丝杆导程 |
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MODBUS_IEEE(86) |
切刀对应脉冲 |
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MODBUS_IEEE(190) |
切割长度 |
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MODBUS_IEEE(184) |
移动范围 |
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MODBUS_IEEE(186) |
起始距离 |
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MODBUS_IEEE(188) |
同步区长度 |
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MODBUS_IEEE(204) |
主轴速度 |
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MODBUS_IEEE(212) |
定位寸动距离 |
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MODBUS_REG |
16位整型字寄存器（4x） |
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MODBUS_REG(214) |
设备状态 |
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MODBUS_LONG |
32位整型字寄存器（4x） |
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MODBUS_LONG(200) |
当前产量 |
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MODBUS_BIT |
位寄存器（1x） |
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MODBUS_BIT(0) |
仿真启用 |
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MODBUS_BIT(3) |
停止 |
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MODBUS_BIT(4) |
启动 |
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MODBUS_BIT(5) |
急停 |
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MODBUS_BIT(8) |
保存用户参数 |
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MODBUS_BIT(9) |
保存机械参数 |
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MODBUS_BIT(10) |
JOG正向 |
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MODBUS_BIT(20) |
JOG负向 |
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MODBUS_BIT(30) |
寸动正向 |
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MODBUS_BIT(40) |
寸动负向 |
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MODBUS_BIT(50) |
定位到寸动设置的绝对位置 |
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MODBUS_BIT(60) |
回零 |
VR寄存器，配合掉电中断保存数据，上电时，再从VR中读取。
（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）
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。
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
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。
工作界面（主界面）
手动界面
参数设置
使用威纶通触摸屏或仿真时，不运行HMI文件，可以删掉。
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。
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。
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快速入门|篇十三：正运动技术运动控制器ZDevelop 编程软件的使用
快速入门|篇八：如何进行运动控制器EtherCAT总线的基础使用？
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