PMAC運(yùn)動(dòng)控制器初級應(yīng)用

PMAC運(yùn)動(dòng)控制器的初級應(yīng)用

0PMAC可以效勞于各個(gè)行業(yè)，從精密到微米級的設(shè)備到上千馬力的重型設(shè)備。機(jī)器人食品機(jī)械機(jī)床印刷機(jī)械木工機(jī)械包裝機(jī)械裝配線材料處理光學(xué)控制橡膠機(jī)械自動(dòng)纏繞設(shè)備激光切割PMAC應(yīng)用包括：及其他PMAC

代表ProgrammableMulti-AxisController

可編程的多軸控制器1PMAC可編程控制器每個(gè)PMAC固件擁有4軸的能力，可通過擴(kuò)展卡最多可擴(kuò)充到32軸，這32軸可以：可指令多軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)使用數(shù)字過程處理芯片(DSP)，可獨(dú)立運(yùn)行運(yùn)動(dòng)程序和編制軟PLC程序帶有32個(gè)通用I/O，可通過跳線設(shè)定為輸入或輸出模式可方便的通過COM口或者網(wǎng)絡(luò)接口和上位機(jī)通訊完全聯(lián)動(dòng)于一個(gè)坐標(biāo)系下可以獨(dú)立的運(yùn)行于各自的坐標(biāo)系下可以幾個(gè)組合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能2PMAC系統(tǒng)構(gòu)成硬件接線連結(jié)檢查軟件設(shè)置和定義M變量定義圖坐標(biāo)系定義和比例關(guān)系系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)〔計(jì)算機(jī)，運(yùn)動(dòng)，PLC’s)編寫和調(diào)試程序3PMAC卡的準(zhǔn)備工作級聯(lián)使用時(shí)設(shè)置卡號跳線通訊的波特率跳線，一般采用默認(rèn)編碼器跳線，默認(rèn)為單端輸入模擬電路跳線，短接后將取消光電隔離4PEWIN軟件執(zhí)行程序是一個(gè)工具，用來幫助同PMAC卡進(jìn)行通訊，和編譯程序，以及診斷PMAC卡的故障。執(zhí)行程序可以使你存取所有PMAC的特性，例如，你可以：給PMAC發(fā)送在線指令監(jiān)視位置速度跟隨誤差監(jiān)視PMAC卡的電機(jī)，坐標(biāo)系和全局的狀態(tài)監(jiān)視，修改和查詢PMAC卡的變量執(zhí)行電機(jī)的伺服環(huán)調(diào)整和自動(dòng)調(diào)整備份和恢復(fù)PMAC卡的所有設(shè)置文件使用幫助文件發(fā)現(xiàn)PMAC卡的問題5PMAC與系統(tǒng)的連接首先安裝PMAC驅(qū)動(dòng)6設(shè)置PMAC的IP運(yùn)行EthConfigure.exe程序7設(shè)置上位機(jī)IP8啟動(dòng)PMAC應(yīng)用程序PEWIN32TOOLS菜單項(xiàng)里選擇PMACTestPro9PMAC指令1.在線指令(立即執(zhí)行,不會(huì)存儲(chǔ))A.全局指令B.坐標(biāo)系定義(&n…)C.電機(jī)定義(#n…)

方式設(shè)定,運(yùn)動(dòng)指令,查詢,變量

設(shè)定,緩沖區(qū)控制

2.緩沖區(qū)指令(可存儲(chǔ))A.運(yùn)動(dòng)程序

運(yùn)動(dòng),方式,計(jì)算,邏輯,指令,信息

B.PLC程序

計(jì)算,邏輯,指令,信息*用OPEN表達(dá)式，使緩沖區(qū)指令輸入10PMAC變量和功能初始化和

變量設(shè)置

提前定義其含義

有的影響卡的全局

有的是電機(jī)的定義有的是坐標(biāo)系的定義有的是編碼器的定義1.I-變量(1024)用戶定義的變量48-bit浮點(diǎn)格式

全局存取(與坐標(biāo)系無關(guān))2.P-變量(1024)11PMAC變量(繼續(xù))用戶定義的變量48-bit浮點(diǎn)格式

與坐標(biāo)系的定義有關(guān)3.Q-變量(1024)4.M-變量(1024)提供用戶有權(quán)使用卡的內(nèi)存和I/O存放用戶定義地址,偏置值,和位寬度無方向,可雙向,BCD碼,可用的浮點(diǎn)格式12PMACI-變量概述I0-I99 卡全局設(shè)定I100-I186

電機(jī)1設(shè)定I187-I199

坐標(biāo)系1設(shè)定I200-I286

電機(jī)2設(shè)定I287-I299

坐標(biāo)系2設(shè)定…..I800-I886

電機(jī)8設(shè)定I887-I899

坐標(biāo)系8設(shè)定I900-I989

硬件設(shè)定13根本電機(jī)定義I-變量Ix00 電機(jī)x有效(x=電機(jī)序號)

Ix00=0

電機(jī)x無效

不執(zhí)行伺服計(jì)算

沒有位置報(bào)告

Ix00=1

電機(jī)x有效

伺服計(jì)算速度為30msec/cycle

14根本電機(jī)定義I-變量Ix01

電機(jī)x換相(x=電機(jī)序號)

Ix01=0

不需PMAC執(zhí)行換相

不執(zhí)行換相計(jì)算

一路模擬量輸出

Ix01=1

由PMAC執(zhí)行換相

相計(jì)算速度為3msec/cycle

一個(gè)電機(jī)需要2路模擬量 Ix70-Ix83必須使用

15電機(jī)x保護(hù)變量Ix15

在終止和遇到限位時(shí)的減速速率 (單位:cts/msec2;浮點(diǎn)形式)

一定不要設(shè)為“0”!!! (電機(jī)將沒有減速)Ix16

準(zhǔn)許的最大編程速度 (單位:cts/msec;浮點(diǎn))

只對直線速度混合方式(I13=0)

速度修調(diào)可使此速度比例變化(%值)

也適用于RAPID快速方式，如果I50=116電機(jī)x保護(hù)變量(續(xù))Ix17

允許的編程最大加速度 (單位:cts/msec2;浮點(diǎn))

只對直線混合運(yùn)動(dòng)(I13=0)

速度修調(diào)可使此速度比例變化(%值)

也適用于RAPID快速方式，如果I50=1Ix19

允許的JOG最大加速度 (單位:cts/msec2;浮點(diǎn))

可以用TA(Ix20)andTS(Ix21)修調(diào)

如果Ix20=0andIx21=0，總用此加速度1718因?yàn)門URBOPMAC的內(nèi)存地址，一個(gè)新的標(biāo)志設(shè)定變量需要設(shè)置〔I**24)1920電機(jī)手動(dòng)JOG運(yùn)動(dòng)方式JOG方式是PMAC卡的最簡單閉環(huán)運(yùn)動(dòng)形式JOG的控制指令為PMAC卡的在線指令Jogging可用于簡單定位或以常速運(yùn)動(dòng)，象在主軸的應(yīng)用需要學(xué)習(xí)的:

怎樣JOG指令電機(jī)

怎樣改變JOG的速度怎樣改變JOG的加速度21在線JOG指令J+-Jog正向連續(xù)運(yùn)動(dòng)J--Jog反向連續(xù)運(yùn)動(dòng)J/-Jog運(yùn)動(dòng)停止(或者閉環(huán))J=-Jog返回前一個(gè)JOG的(或上一個(gè)編程)位置J={常數(shù)}-Jog到指定的位置(單位是脈沖counts)

J^{常數(shù)}-Jog從當(dāng)前實(shí)際位置運(yùn)動(dòng)指定的距離J:{常數(shù)}-Jog從當(dāng)前指令位置運(yùn)動(dòng)指定的距離J=*-Jog運(yùn)動(dòng)一個(gè)變量(PMAC的內(nèi)存地址)J={常數(shù)或*}^{常數(shù)}-Jog直到觸發(fā)變量Ix19-Ix22用于JOG控制.變量可以在運(yùn)動(dòng)中改變,但只有到下一個(gè)JOG指令時(shí)才有效22在線JOG指令例子#1J+ -Jog#1電機(jī)正向運(yùn)動(dòng)#1J=1000#2j+-Jog#1電機(jī)正向運(yùn)動(dòng)到1000cts并且 jog#2電機(jī)正向運(yùn)動(dòng)I122=30-Set電機(jī)#1jog速度為30counts/msecI220=50-Set電機(jī)#2jog加速時(shí)間為50msec注:電機(jī)如果定義在坐標(biāo)系下，且正在執(zhí)行程序時(shí)，是不能對此電機(jī)進(jìn)行JOG運(yùn)動(dòng)23電機(jī)xJog變量Ix19 最大允許的Jog加速度 (單位:cts/msec2;浮點(diǎn)形式) 可以修調(diào) 如果Ix20=0andIx21=0，使用Ix19的設(shè)定Ix20 Jog加速時(shí)間:(單位:msec;整形) 如小于2倍的Ix21,那么無效Ix21 JogS-曲線加速時(shí)間(單位:msec;整形) 可以修調(diào)TA(Ix20)Ix22 Jog速度(單位:cts/msec;浮點(diǎn)) 絕對值24Motorx運(yùn)動(dòng)變量Ix20加速時(shí)間(Jog,Home)Ix21S-曲線加速時(shí)間(Jog,Home)25Motorx運(yùn)動(dòng)變量Ix20加速時(shí)間(Jog,Home)Ix21S-曲線加速時(shí)間(Jog,Home)26Motorx運(yùn)動(dòng)變量Ix20加速時(shí)間(Jog,Home)Ix21S-曲線加速時(shí)間(Jog,Home)27在線回零指令HM-作回零運(yùn)動(dòng)HMZ-將當(dāng)前位置作為零位在線指令舉例:#1HM-

電機(jī)#1執(zhí)行回零運(yùn)動(dòng)#1HM#2HM#3HM–同時(shí)開始回零運(yùn)動(dòng)注:當(dāng)一個(gè)電機(jī)在一個(gè)坐標(biāo)系下正在執(zhí)行程序時(shí)，

在線回零指令無效28P-變量P-變量是用戶全局變量可用于PMAC編程中的計(jì)算.48-位浮點(diǎn)形式1024P-變量從P0toP1023可用于:1.計(jì)算

P100=P101*(sin(45))2.軟件觸發(fā)

IF(M1!=1ANDP10=0)

29P-變量繼續(xù)假設(shè)你編寫運(yùn)動(dòng)軌跡為SIN(q)+COS(q)的運(yùn)動(dòng)程序.你可以如下編寫:使用提前計(jì)算出的每點(diǎn)坐標(biāo)X1X1.0173X1.0343..X0.9824X1P1=0WHILE(P1<361)P2=SIN(P1)+COS(P1)X(P2)P1=P1+1ENDWHILE使用變量公式或30Q-變量Q-變量是用戶全局變量可用于PMAC編程中的計(jì)算.Q-變量時(shí)坐標(biāo)系下的變量多坐標(biāo)系下使用需注意需要學(xué)習(xí):wQ-變量在內(nèi)存總是如何組成的w

如何確定那個(gè)變量對您的系統(tǒng)有效31M-變量M-變量用于訪問PMAC內(nèi)存地址和I/O點(diǎn)地址M-變量沒有預(yù)先定義的含義.用戶必須通過定義M-Variables訪問PMAC的地址.M-變量一旦定義好后，可用于計(jì)算和判別觸發(fā)需要學(xué)習(xí):wM-變量如何指向內(nèi)存w

通過M-variables如何讀和設(shè)定I/O點(diǎn)32簡單M-變量定義X:{地址},{偏置位},{寬度},{格式}Y:{地址},{偏置位},{寬度},{格式}偏置位–是啟始的位號寬度–缺省寬度為1;可以是1,4,8,12,16,20,or24位寬格式-缺省U(無方向的);可以設(shè)為有方向S定義M-變量M0->x:$0000,0,24

指向伺服時(shí)鐘M1->Y:$FFC2,8,1

指向機(jī)床輸出點(diǎn)1M9->Y:$FFC2,8,8

指向機(jī)床輸出點(diǎn)1-8M102->Y:$C003,8,16,s

指向DAC1輸出M197->Y:$0806,0,24,s 指向速率修調(diào)M120->Y:$C000,20,1 指向軸1的回零標(biāo)志信號DeltaTau建議的M-變量定義在PMAC軟件參考手冊33M-變量定義使用M-變量M9=1 機(jī)床輸出1有效M9=45 機(jī)床輸出有效1,3,4,6翻開并且關(guān)閉 機(jī)床輸出2,5,7,8 45=00101101二進(jìn)制34PMAC調(diào)整PMAC的伺服算法必須設(shè)置以適用于系統(tǒng)電機(jī)和放大器的工作.設(shè)置可通過I變量的調(diào)整，獲取適當(dāng)?shù)腜ID增益數(shù)值稱作調(diào)整需要學(xué)習(xí):WPID增益的含義wPID伺服環(huán)的功能w

如何設(shè)置系統(tǒng)PID增益.35典型P.I.D伺服環(huán)FollowingError跟隨誤差CommandedPosition指令位置ActualPosition實(shí)際位置=-P(proportionalgain比例增益)Spring彈性，彈力I(integralgain積分增益)D(derivativegain微分增益)ShockAbsorber

減震，吸收36StepMoveTuning階躍調(diào)整37StepMoveTuning階躍調(diào)整38ParabolicMoveTuning拋物線運(yùn)動(dòng)3940

PMAC自動(dòng)調(diào)整PMAC的auto-tuningPID自動(dòng)調(diào)整適用于從未使用過PMACExecutiveAuto-tuner的用戶.出于平安,對新客戶建議使電機(jī)空載，來熟悉自動(dòng)調(diào)整功能.一旦掌握之后可以帶負(fù)載調(diào)整.自動(dòng)調(diào)整根據(jù)電機(jī)的快速運(yùn)動(dòng)將計(jì)算電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性然后計(jì)算電機(jī)的PID增益.如果在需要的負(fù)載方式進(jìn)行自動(dòng)增益，電機(jī)不能發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)，說明不能進(jìn)行自動(dòng)增益調(diào)整，如果是這種情況你可以手動(dòng)調(diào)整PID增益.41(1)校正DAC模擬量輸出在自動(dòng)調(diào)整使用DAC校正,在P1Setup程序中有過程描述,或者可以手動(dòng)調(diào)整伺服放大器的電位計(jì)以保證DAC

輸出為0%時(shí)電機(jī)不運(yùn)動(dòng)(2)選擇PID自動(dòng)調(diào)整的對話框.選擇“帶寬自動(dòng)選擇”,確認(rèn)不選擇加速度前饋和積分增益.選擇“開始PID自動(dòng)調(diào)整”按鈕。

這將使PMAC選擇一個(gè)保守的帶寬值，比例增益和微分增益。

PMAC自動(dòng)調(diào)整步驟

42PMAC自動(dòng)調(diào)整步驟(續(xù).)(3)將自動(dòng)調(diào)整產(chǎn)生的帶寬值放大2或3倍，輸入帶寬設(shè)置窗口.再選擇阻尼比為0.7.取消自動(dòng)選擇帶寬，再點(diǎn)擊開始PIDAuto-tuning按鈕(4)選擇速度前饋,加速度前饋,和軟或硬積分增益〔您的選擇〕再點(diǎn)擊開始PIDAuto-tuning按鈕(5)增加帶寬,再點(diǎn)擊開始Autotuning按鈕.不斷增加帶寬直到電機(jī)開始震蕩,然后降低帶寬然后選擇開始PIDAuto-tuning按鈕直到電機(jī)不再震蕩.43坐標(biāo)系一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序需要運(yùn)行在一個(gè)坐標(biāo)系下.根據(jù)運(yùn)動(dòng)程序中需要運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，將需要運(yùn)動(dòng)的電機(jī)組合在一個(gè)坐標(biāo)系下需要學(xué)習(xí):PMAC軸的含義坐標(biāo)系的定義如何定義坐標(biāo)系44PMAC軸的特性允許定義的軸:X,Y,Z,U,V,W,A,B,CX,Y,Z:傳統(tǒng)上的主要直線軸矩陣軸的定義矩陣軸的轉(zhuǎn)換圓弧插補(bǔ)切削半徑補(bǔ)償45PMAC軸的特性(續(xù))U,V,W:傳統(tǒng)上的第二直線軸矩陣軸的定義A,B,C:傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸(A圍繞X,B圍繞Y,C圍繞Z)位置翻轉(zhuǎn)(Ix27)46坐標(biāo)系定義坐標(biāo)系定義如下，坐標(biāo)系下的軸分配到該坐標(biāo)系下&1#1->X#2->Y#3->Z&2#4->20X#6->25.4Y47坐標(biāo)系定義(續(xù))目的是組合電機(jī)在一個(gè)坐標(biāo)系下組合的電機(jī)將使許多電機(jī)運(yùn)行一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序.一些應(yīng)用，如等高線，需要電機(jī)精確同步運(yùn)動(dòng).一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序可以計(jì)算許多電機(jī)組合的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后高精度的執(zhí)行所需軌跡的運(yùn)動(dòng).應(yīng)用舉例:加工中心,機(jī)器人,龍門結(jié)構(gòu),X-Y平臺(tái)48將每個(gè)軸定義在不同的坐標(biāo)系下如果PMAC控制多個(gè)機(jī)床,每個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序.對于此情況，你可以設(shè)置多個(gè)坐標(biāo)系使一個(gè)機(jī)床獨(dú)立于其他的機(jī)床.

例如:包裝線,機(jī)器人搬運(yùn),主軸定義坐標(biāo)系(續(xù))49&1#1->X&2#2->X&1#1->X#2->X該定義是允許的.兩個(gè)電機(jī)在不同的坐標(biāo)系下定義為X軸{該定義是允許的.電機(jī)將同樣作X-軸軌跡,象龍門機(jī)床{多軸定義

(&->坐標(biāo)系;#->電機(jī);X->軸)50&1#1->X#1->Y&1#1->X&2#1->X該定義不允許.一個(gè)電機(jī)不能在一個(gè)程序中執(zhí)行不同的運(yùn)動(dòng)軌跡.第一個(gè)軸的定義將被第二個(gè)軸的定義代替{該定義不允許.當(dāng)運(yùn)行兩個(gè)程序時(shí)，一個(gè)電機(jī)將接收不一致的指令.

第二個(gè)坐標(biāo)系的定義將被拒絕.{多軸定義(續(xù))51運(yùn)動(dòng)程序是指令坐標(biāo)系的軸作定位和輪廓運(yùn)動(dòng)等.運(yùn)動(dòng)程序是多數(shù)PMAC卡應(yīng)用的核心.需要學(xué)習(xí):什么是運(yùn)動(dòng)程序如何寫一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序如何運(yùn)行一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序運(yùn)動(dòng)程序52PMAC編程在某一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行運(yùn)動(dòng)所需的

所有計(jì)算在坐標(biāo)系下運(yùn)行一個(gè)程序可以在多個(gè)坐標(biāo)系下同時(shí)運(yùn)行一個(gè)程序可以在不同的坐標(biāo)系下運(yùn)行一個(gè)坐標(biāo)系一段時(shí)間只能運(yùn)行一個(gè)運(yùn)動(dòng)程序運(yùn)動(dòng)程序53開始一個(gè)程序指向一個(gè)坐標(biāo)系，用在線指令:&n用在線指令指向程序:Bn用在線指令運(yùn)行:Ror<CTRL-R>停止程序用在線指令指向坐標(biāo)系:&n用在線指令:Q,S,A,or<CTRL-Q>,<CTRL-S>,<CTRL-A>,<CTRL-K>運(yùn)動(dòng)程序(續(xù))54運(yùn)動(dòng)指令

X1000Y2000Z3000 U(P1*3.14159)V(20*SIN(Q6)) DWELL,DELAY模態(tài)指令 ABS,INC,FRAX,NORMAL LINEAR,RAPID,CIRCLEn,SPLINEn,PVT TA,TS,TM,F變量付值 {variable}={expression}PMAC運(yùn)動(dòng)程序表達(dá)式55邏輯控制表達(dá)式

N,O,GOTO,GOSUB,CALL,RETURN