今天，正運動小助手給大家分享一下6軸步進光柵尺全閉環(huán)的EtherCAT運動控制器之ZMC432CL-V2的硬件接口與功能。

　　一、ZMC432CL-V2產(chǎn)品簡介

　　ZMC432CL-V2高性能多軸運動控制器是一款兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨立式運動控制器，具備高速實時反饋功能，支持脈沖全閉環(huán)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高響應(yīng)速度的運動控制。高精度定位，有效消除機械傳動誤差，滿足高精密加工場景應(yīng)用要求。

　　1.ZMC432CL-V2硬件功能

　　(1)豐富的運動控制功能：支持直線、圓弧、空間圓弧、螺旋插補等。(2)硬件接口豐富：支持脈沖軸(帶編碼器反饋)和EtherCAT總線軸，具備24路輸入和12路輸出的通用IO，部分為高速IO，2路模擬量輸出(DA)。(3)EtherCAT刷新周期最快達250us，滿足高速通信需求。(4)支持4通道硬件比較輸出、硬件定時器、運動中精準輸出，適用于多通道視覺飛拍等場合。(5)支持掉電檢測、掉電存儲，多種程序加密方式，能夠有效防止系統(tǒng)故障，保護項目工程文件數(shù)據(jù)，并提高系統(tǒng)的可靠性。(6)通過純國產(chǎn)IDE開發(fā)環(huán)境RTSys進行項目開發(fā)，可實時仿真、在線跟蹤以及診斷與調(diào)試，簡便易用，支持多種高級上位機語言聯(lián)合編程進行二次開發(fā)。

　　更多關(guān)于ZMC432CL-V2詳情介紹點擊→步進控制的光柵尺全閉環(huán)解決方案：32軸EtherCAT總線運動控制器ZMC432CL-V2。

　　二、硬件接口

　　三、硬件接線

　　1.數(shù)字量輸入口IN接線

　　輸入口通用接線圖

　　輸入口單端編碼器接線圖

　　2.數(shù)字量輸出口接線

　　輸出口通用接線圖

　　輸出口單端脈沖軸接線圖

　　四、脈沖全閉環(huán)應(yīng)用

　　1.使用現(xiàn)成的API開發(fā)

　　2.步進電機的外置光柵尺全閉環(huán)解決方案①ZMC4系列高效的網(wǎng)口讀寫，PCIe/PCI系列卡可共享內(nèi)存接口(共享內(nèi)存的批量讀寫3-5us)②內(nèi)置反向間隙補償，雙向螺距補償，2D平面補償?shù)娶劭梢酝瑫r支持脈沖軸和EtherCAT軸運動混合使用④開放的PT/PVT接口客戶可自定義加減速算法的二次編程

　　3.脈沖全閉環(huán)接線

　　全閉環(huán)運動控制器產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，發(fā)送到步進驅(qū)動器來驅(qū)動電機運動，同時負責接收來自光柵尺的反饋信號，并與預(yù)設(shè)的目標值進行比較。步進驅(qū)動器接收來自控制器的控制信號，并將其轉(zhuǎn)換為角位移去驅(qū)動電機。步進驅(qū)動器能夠精確控制電機的步進角度和速度，從而實現(xiàn)高精度的運動控制。光柵尺用于實時監(jiān)測物體的位置和運動狀態(tài)。在脈沖全閉環(huán)系統(tǒng)中，光柵尺通常被安裝在電機的運動部件上，以測量其實際位置。脈沖全閉環(huán)運動控制系統(tǒng)，具備外部光柵尺的全閉環(huán)位置反饋，實時糾正平臺機械傳動誤差，通過實時反饋，確保步進系統(tǒng)的高精度閉環(huán)與加工精度。

　　ZMC432CL-V2控制器脈沖軸Axis0~Axis5都可以支持脈沖發(fā)送DPOS與編碼器反饋MPOS，也可以通過參數(shù)設(shè)置實現(xiàn)脈沖發(fā)送與編碼器反饋的實時全閉環(huán)。

　　五、步進驅(qū)動器接口接線

　　1.ZMC432CL-V2與步進驅(qū)動器接線(差分接法)

　　2.ZMC432CL-V2與步進驅(qū)動器接線(單端共陽極接法)

　　六、光柵尺的接口接線

　　1.ZMC432CL-V2與增量式光柵尺接線(差分接法)

　　2.ZMC432CL-V2與絕對值光柵尺接線

　　七、脈沖全閉環(huán)測試代碼

　　測試程序如下：

　　·

　　'/************************************************************'任務(wù)編號： 無'函數(shù)功能： 系統(tǒng)初始化'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： 無 '*************************************************************/GLOBAL SUB SysInit() '測試固件信息 '?"測試固件信息： ver 24.8.28 : "version_build, "SERVO_PERIOD: "SERVO_PERIOD '軸分配 GLOBAL CONST TestAxisId=5 '線程分配 GLOBAL CONST IntCycleTask=1 GLOBAL CONST OtherTask=2 '其他變量 GLOBAL gvCLStstus,gv_HandMode GLOBAL gv_P,gv_I,gv_D GLOBAL gv_VF,gv_AF,gv_OV '軸初始化參數(shù) GLOBAL gv_Speed,gv_Accel,gv_Decel GLOBAL gv_Sramp,gv_Inch GLOBAL gv_Units GLOBAL gv_mpos,gv_input GLOBAL VpMode '*********************軸參數(shù)初始化********************* gv_Units=100 gv_mpos =4000 gv_input=-20043 gvCLStstus=0 gv_Speed=10 gv_Accel=100 gv_Decel=100 gv_Sramp=0 gv_Inch=1 gv_HandMode=0 VpMode=0 '**********************系統(tǒng)初始化********************** RAPIDSTOP(2) '停止所有軸 WAIT IDLE DELAY(100) DATUM(0) '清除軸報警 WAIT IDLE '**********************軸參數(shù)初始化********************* BASE(TestAxisId) '關(guān)閉閉環(huán)功能 SERVO=OFF ENCODER_SERVO=OFF '關(guān)閉閉環(huán)功能后要遠程ATYPE從0到4的切換 ATYPE = 0 DELAY(100) ATYPE = 4 '軸坐標清零 DPOS=0 MPOS=0 '更新軸參數(shù) UpDataAxisPara() '更新PID參數(shù) UpDatePid(0) ENDSUB'/************************************************************'任務(wù)編號： 無'函數(shù)功能： Hmi掃描函數(shù)'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： 無 '*************************************************************/GLOBAL SUB SysScan() '更新閉環(huán)狀態(tài) IF SERVO(TestAxisId) = ON AND ENCODER_SERVO(TestAxisId)=ON THEN gvCLStstus=1 ELSE gvCLStstus=0 ENDIFENDSUB'/************************************************************'任務(wù)編號： 無'函數(shù)功能： 軸參數(shù)設(shè)置'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： 無 '*************************************************************/GLOBAL SUB UpDataAxisPara() BASE(TestAxisId) UNITS = gv_Units ENCODER_RATIO (gv_mpos,gv_input) VP_MODE = VpMode SPEED = gv_Speed '更新軸速度 ACCEL = gv_Accel '更新軸加速度 DECEL = gv_DEcel '更新軸減速度 SRAMP = gv_Sramp '設(shè)置S曲線時間 MERGE = ON '打開連續(xù)插補功能 FS_LIMIT = 10000 '正向軟限位 RS_LIMIT = -10000 '負向軟限位 FE_LIMIT= 500 '設(shè)置最大隨動誤差 FE_RANGE = 500 '報警時隨動誤差ENDSUB'更新閉環(huán)狀態(tài)'/************************************************************'任務(wù)編號： 無'函數(shù)功能： Pid參數(shù)更新'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： VR(0-10) '*************************************************************/GLOBAL SUB UpDatePid(Dir) IF Dir=0 THEN IF VR(0)=1314 THEN gv_P = VR(1) 'P:比例增益 gv_I = VR(2) 'I:積分增益 gv_D = VR(3) 'D:微分增益 gv_VF =VR(4) '速度反饋的前饋增益 gv_AF =VR(5) '加速度反饋的前饋增益 gv_OV =VR(6) ELSE gv_P = 100 'P:比例增益 gv_I = 50 'I:積分增益 gv_D = 50 'D:微分增益 gv_VF = 1000 '速度反饋的前饋增益 gv_AF = 2000 '加速度反饋的前饋增益 gv_OV = 0 '數(shù)據(jù)更新到VR TABLE(1,gv_P,gv_I,gv_D,gv_VF,gv_AF,gv_OV) Local lv_i VR(0)=1314 FOR lv_i=1 to 6 VR(lv_i) = TABLE(lv_i) NEXT ENDIF ELSE VR(0)=0 VR(1) = gv_P 'P:比例增益 VR(2) = gv_I 'I:積分增益 VR(3) = gv_D 'D:微分增益 VR(4) = gv_VF '速度反饋的前饋增益 VR(5) = gv_AF '加速度反饋的前饋增益 VR(6) = gv_OV VR(0) = 1314 TRACE "PID參數(shù)保存成功" ENDIFENDSUB'/************************************************************'任務(wù)編號： 無'函數(shù)功能： 全閉環(huán)功能切換'Input： 無'Output： 無 '返回值： 無'備注： 無 '*************************************************************/GLOBAL SUB ClosedLoop(Mode) IF Mode=0 THEN IF gvCLStstus= 0 THEN '配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能 '配置PID參數(shù) BASE(TestAxisId) P_Gain = gv_P 'P:比例增益 I_GAIN = gv_I 'I:積分增益 D_GAIN = gv_D 'D:微分增益 VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益 AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益 OV_GAIN = gv_OV '速度增益 '打開閉環(huán)功能 AXIS_ENABLE=1 ENCODER_SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能 '重要，打開servo之前打開encoder_servo后 '要完成一次atype由0變?yōu)?的切換，否則會報axis:0 config not support Servo. '無法打開閉環(huán)控制，原因未知 ATYPE = 0 DELAY(20) ATYPE = 4 '脈沖輸出+正交編碼反饋 SERVO = ON '0-不開啟(缺省). 1-開啟閉環(huán)功能 DELAY(20) IF SERVO = ON THEN ?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制已打開,使用move指令移動，并在示波器中監(jiān)測運動參數(shù)。" ELSE ?"閉環(huán)參數(shù)配置完成，閉環(huán)控制打開失敗，請檢查軸配置。" ENDIF ELSE BASE(TestAxisId) SERVO = OFF ENCODER_SERVO = OFF '關(guān)閉ENCODER_SERVO后需要完成一次 ATYPE從0到4的切換，保證閉環(huán)功能完全關(guān)閉 ATYPE = 0 DELAY(100) ATYPE = 4 ?"已關(guān)閉閉環(huán)控制開關(guān)(switch)，使用開環(huán)移動" ENDIF ELSEIF gvCLStstus=1 THEN '配置脈沖軸TestAxisId為全閉環(huán)的功能 BASE(TestAxisId) P_Gain = gv_P 'P:比例增益 I_GAIN = gv_I 'I:積分增益 D_GAIN = gv_D 'D:微分增益 VFF_GAIN = gv_VF '速度反饋的前饋增益 AFF_GAIN = gv_AF '加速度反饋的前饋增益 OV_GAIN = gv_OV '速度增益 ?"PID參數(shù)已更新 " ENDIFENDSUB

　　測試結(jié)果：

　　本次，正運動技術(shù)步進的光柵尺全閉環(huán)EtherCAT運動控制器ZMC432CL-V2(一)：硬件接口介紹，就分享到這里。

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