快速入门 | 正运动技术脉冲型运动控制器的使用

2025-05-29 08:14:27

一、准备工作

(一)材料准备

1.硬件部分

A.ZMC412控制器一台,带12个脉冲轴接口。

B.松下带脉冲接口的伺服驱动器+电机一套。

C.电脑一台。

D.带屏蔽层网线一根。

E.24V直流电源一个。

F.脉冲轴连接线一根。

G.接线端子与连接线若干。

2.软件部分

A.ZDevelop V3.10以上版本控制器编程软件。

从正运动技术官网下载压缩包,解压后直接运行应用程序,无需安装。

B.松下伺服驱动器上位机调试软件。

从松下官网下载后安装。

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1.控制器接线

控制器接口的用途参见图3。

(1)主电源:将控制器主电源接线端子上的E+24V端子接入24V直流电源正极,将EGND端子接入24V直流电源负极。

(2)以太网EtherNET端口接线:使用一根网线将控制器的EtherNET端口与电脑的以太网口相连。

(3)控制器与驱动器接线:控制器与松下A6系列接线时,使用带屏蔽层的专用线,一端接控制器的脉冲接口,另一端接驱动器的X4接口即可。若驱动器端没有可直接相连的脉冲接口,需要将此线剥开,按照下面小节的接线参考,依此接到驱动器对应的端子上。

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针脚功能定义:

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脉冲轴内的通用输出口编号排在控制器的通用OUT口编号之后。ZMC412的通用OUT口有12个,编号0-11,AXIS 0-11内的通用输出口的编号为12-23,分别做每个轴的使能信号。针脚3为脉冲轴接口内的通用输出口,做电机使能用,这里开启OUT12口表示使能AXIS 0口接的驱动器,开启OUT13口表示使能AXIS 1口接的驱动器,依此类推。脉冲接线端子与编码器连接有两种方式,差分接法和单端接法。

(1)脉冲接线方法

差分连接将控制器和驱动器的PUL+、PUL-、DIR+、DIR-四个端子一一对应连接。单端连接为共阳极接法,将控制器和驱动器的PUL-、DIR-连接,控制器的PUL+、DIR+端子悬空,驱动器PUL+、DIR+端子均接入控制器的+5V电源上。

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差分接线是判断两个信号线的电压差。对于差分输入,当信号受干扰时,差分的两线会同时受影响,但电压差变化不大,而单端接线的一根线电压变化时,由于电源电压不变,电压差变化相对较大,所以,差分接线方式的抗干扰性能比单端接线方式好。(2)控制器与编码器接线

正运动技术公司的运动控制器,脉冲轴接口只能接5V的编码器,部分控制器可以在IO端子接口上接24V编码器,通过硬件手册查看控制器有无该端子。使用24V编码器时,地线为EGND。5V的编码器又分为差分和单端两种接法,差分接法和普通的编码器一致,EA+接A+,EA-接A-,将引脚一一对应连接起来,如下图所示。单端的接法则是编码器的A接控制器的EA+,编码器的B接控制器的EB+,控制器的EA-和EB-悬空。不论哪种接法,记得都要控制器和编码器共地,是脉冲轴接口内地GND(26针脚的端子就是10,13,24等),而不是IO地(EGND)。

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二、控制器与电脑连接

控制器与电脑可以通过串口或网口连接,下面以网口连接为例,展开说明。

(一)网口通讯操作方法

先将控制器与电脑用网线连接好,接通控制器的电源,再打开ZDevelop编程软件,点击菜单栏“控制器”→“连接”,打开“连接到控制器”窗口。

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选择正确的IP地址,点击连接之后,编程软件与控制器连接成功,在线命令与输出窗口打印信息提示。

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方法二:通过IP_ADDRESS指令发送在线命令修改。

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在“以太网状态”窗口点击“属性”,打开“以太网属性”窗口,找到Internet协议版本4(TCP/IPv4)打开,就能看到本机IP地址修改窗口,勾选“使用下面的IP地址”,在IP地址输入栏里修改IP,将本机IP改为和控制器IP处于同一网段,修改完成点击“确认”即可成功修改IP。

再次打开“连接到控制器”窗口尝试连接到控制器。

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脉冲电机轴的ATYPE一般设为1,7,4等,脉冲轴出厂ATYPE为1或7,此模式不包含编码器,这个时候MPOS为假,自动复制DPOS的内容,ATYPE设置为4的时候,可以接入真实编码器,MPOS为真实反馈。使用INVERT_STEP指令设置伺服/步进脉冲输出模式,可选双脉冲模式、脉冲加方向模式和正交脉冲模式(4系列控制器支持)指令查询当前脉冲输出模式:


?INVERT_STEP(n)或?INVERT_STEP AXIS(n) 'n为轴号

?*INVERT_STEP


(二)脉冲轴接口轴号规则

1.默认轴号规则

使用脉冲轴的时候,驱动器的轴号根据所接的控制器脉冲轴接口上的轴号确定,不需要轴映射操作,若接在控制器脉冲轴接口AXIS 0上,则驱动器所接的电机轴号为0。想要查看轴0的编码器反馈在哪个轴号上,在ZDevelop里通过“控制器”菜单打开“控制器状态”查看。

每个脉冲轴接口支持接什么类型的轴参见“控制器状态”窗口Axis features list描述。轴号后备注为”Step Encoder”的就可以配置为既有脉冲输出“Step”又有反馈“Encoder”(当ATYPE为4时满足),轴号后面只有“Encoder”的就是反馈轴所占的轴号,例如轴6,反馈轴默认的ATYPE都是3(ATYPE为3为时对应正交编码器,可以改为6,对应脉冲方向型编码器)。

例如,控制器ZMC432,上面有6脉冲轴接口,那么脉冲输出的轴号分别为0,1,2,3,4,5;编码器反馈所对应的轴号为6,7,8,9,10,11;第一个脉冲轴接口里就有两个轴号0(输出设备电机)和6(反馈设备编码器),第二个脉冲轴接口里的轴号包括1和7,第三个脉冲轴接口里的轴号包括2和8,依此类推。

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以下2-4小节内容一般情况下用不到。

2.本地脉冲轴号重映射

一般使用控制器上标注的本地脉冲轴号,不用单独修改,有需要修改时参见以下说明修改。

控制器脉冲轴接口的脉冲轴号和编码器轴号已经设置好,用户可直接使用,若想更改默认的本地脉冲轴轴号,则可按如下映射规则对本地脉冲轴号重映射。

重新映射时注意先把原本地脉冲轴设置为虚拟轴,修改后必须重新设置ATYPE。

4系列控制器支持本地脉冲或编码器轴号重新映射,固件160608以上版本支持。

映射规则:AXIS_ADDRESS(重映射的轴号)= (-1

示例:


BASE(0,1) '需要重映射的轴号

ATYPE(0)=0 '要修改的轴类型设为虚拟轴

ATYPE(1)=0

BASE(4) '重新映射的轴号

AXIS_ADDRESS(4)=(-1

ATYPE(4)=1 '映射完成重设轴类型

BASE(5) '重新映射的轴号

AXIS_ADDRESS(5)=(-1

ATYPE(5)=1 '映射完成重设轴类型


3.特殊脉冲轴接口

某些型号控制器OUT输出口可作为脉冲轴输出,如下图,输出口是否支持配置为脉冲轴,需查看控制器硬件手册的输入针脚缺省功能描述。输出口配置为脉冲轴只支持单端接法,不支持差分接法。将对应轴配置虚拟轴(ATYPE=0)时,为普通输出口,否则为轴信号,出厂默认ATYPE=0。将对应轴的ATYPE配置为1或7时,轴号为端子后方标注的编号,为轴信号。脉冲口可以使用 E5V 共阳极输出或 E24V 共阳极输出。

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四、驱动器参数设置

驱动器参数设置使用配套的驱动器软件。

(一)参数修改

修改驱动器参数先连接驱动器,可选USB线或WLAN连接驱动器,使用USB线连接电脑与驱动器端的X1端口,给驱动器上电,打开松下驱动器软件PANATERM,弹出“选择与驱动器通信”窗口,选择与驱动器通过USB连接后,自动获取到驱动器信息显示在窗口内,点击OK连接成功,就能对驱动器进行设置。

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以修改电机一圈脉冲数为例,在参数分类0里找到对应的参数,将电机一圈脉冲数设置为10000,表示给电机发送10000个脉冲可使电机旋转一圈,设置完成再将参数写入驱动器。

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(三)驱动器报警

以下三种途径查看驱动器报警信息。

1.查看ZDevelop软件命令与输出窗口打印的驱动器报警信息,或查看AXISSTATUS轴状态指令的值,根据报错信息修改轴参数。

2.观察驱动器上LED面板上是否有报错信息,报错会显示错误码,根据驱动器手册排查错误,修正后将报警清零。

3.打开驱动器软件的报警窗口,也能看当前驱动器是否有警报,或查询历史警报。

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五、脉冲轴的使用

(一)接线配置

ZMC412接一台伺服驱动器,电机带编码器,将脉冲输出信号和编码器输入信号均接入控制器上的AXIS 0轴接口上,此时,电机轴号为轴0,电机轴对应的编码器的轴号为轴16,电机轴的轴类型默认为7,编码器的轴类型默认为3。轴0是脉冲轴,DPOS为真,MPOS为假;轴16为编码器轴,DPOS为假,MPOS为真。正常运行时轴16的MPOS跟随轴0的DPOS。

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脉冲轴故障排查步骤:

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正运动技术运动控制器多轴插补运动指令的使用就讲到这里。更多学习视频及图文请关注我们的公众号“正运动小助手”。

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