摘要:ZMC432CL-V2高性能多轴运动控制器是一款兼容EtherCAT总线和脉冲型的独立式运动控制器,具备高速实时反馈功能,支持脉冲全闭环控制,能够实现高精度、高响应速度的运动控制。高精度定位,有效消除机械传动误差,满足高精密加工场景应用要求。
一、ZMC432CL-V2产品简介
ZMC432CL-V2高性能多轴运动控制器是一款兼容EtherCAT总线和脉冲型的独立式运动控制器,具备高速实时反馈功能,支持脉冲全闭环控制,能够实现高精度、高响应速度的运动控制。高精度定位,有效消除机械传动误差,满足高精密加工场景应用要求。
1.ZMC432CL-V2硬件功能
(1)丰富的运动控制功能:支持直线、圆弧、空间圆弧、螺旋插补等。(2)硬件接口丰富:支持脉冲轴(带编码器反馈)和EtherCAT总线轴,具备24路输入和12路输出的通用IO,部分为高速IO,2路模拟量输出(DA)。(3)EtherCAT刷新周期最快达250us,满足高速通信需求。(4)支持4通道硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出,适用于多通道视觉飞拍等场合。(5)支持掉电检测、掉电存储,多种程序加密方式,能够有效防止系统故障,保护项目工程文件数据,并提高系统的可靠性。(6)通过纯国产IDE开发环境RTSys进行项目开发,可实时仿真、在线跟踪以及诊断与调试,简便易用,支持多种高级上位机语言联合编程进行二次开发。
二、LabVIEW如何调用ZMotion的动态库进行项目开发
1.找到厂家提供的光盘资料里面的LabVIEW的VI库文件,路径如下。
1)进入厂商提供的光盘资料找到“04PC函数”文件夹,并点击进入。
2)选择“01PC函数库V2.1”文件夹。
3)选择“Windows平台”文件夹。
4)选择“Labview文件夹”,里面有32位和64位的动态库和例程。
2.将厂商提供的LabVIEW的VI库文件复制到LabVIEW安装路径下LabVIEW/user.lib的文件夹内。
1)找到解压的VI库文件夹(zauxdll是32位的VI库,64的VI库是newZauxDll64)。
2)选中LabVIEW右击打开文件所在位置(这里以LabVIEW2013-32位为演示)。
3)将整个VI库文件夹直接复制放到user.lib该目录,然后关闭LabVIEW软件重新启动。
3.重新启动LabVIEW后,选择新建VI,然后右键点击VI程序框图空白处,选择用户库来找到添加的VI库,或者直接搜索VI,最后将需要的函数直接拖到面板上。
三、PC函数介绍
1.PC函数手册可在光盘资料查看,具体路径如下。
2.控制器接口之链接控制器,获取链接句柄。
3.万能指令之在线命令。
有一些使用频率较低的Basic指令我们没有封装到上位机的辅助库中,如果用户上位机需要调用对应的Basic指令的话,可以通过在线命令自行进行相关指令封装。
四、LabVIEW编写例程调试ZMC432CL-V2的脉冲闭环功能
1.脉冲闭环测试例程界面的设计。
2.IP连接按钮和串口连接按钮如何连接控制器。
(1)网口连接
(2)串口连接
3.闭环按钮如何打开和关闭脉冲闭环功能,更新PID参数按钮如何更新PID参数。
(1)开启闭环按钮触发使能配置闭环
(2)更新PID参数按钮触发使能配置闭环
(3)另外一个循环超时事件判断配置闭环是否使能
(4)关闭脉冲闭环功能
4.更新轴参数按钮如何完成轴参数的更新。
(1)更新轴参数按钮触发使能轴参数
(2)另外一个循环超时事件判断轴参数是否使能
5.单轴点动、单轴相对和绝对运动。
(1)单轴点动
(2)单轴相对运动
(3)单轴绝对运动
五、通过RTSys的示波器对比开环控制和全闭环控制的情况
1.开环控制情况分析
测试发现:步进驱动器的开环控制,运动过程中随动误差(规划位置和光栅尺反馈位置的差值)一直维持在0.02个用户单位左右(这里一个用户单位即一个UNITS设置的是1mm),当运动结束时光栅尺的反馈位置和指令规划位置也不相等,大概差了0.0015个用户单位,折算为脉冲数是0.0015*用户单位=3个脉冲。
2.闭环控制情况分析
测试发现:步进驱动器的闭环控制,运动过程中随动误差(规划位置和光栅尺反馈位置的差值)除了启动和停止以外大部分保持在0个脉冲当量左右,相比较开环控制有较大的提升,当运动结束时光栅尺的反馈位置和指令规划位置也是相等的。
六、总结
1.启用控制器闭环的时候注意要在打开encoder_servo后,打开servo之前要完成一次ATYPE从0到4的切换,这样才可以正常打开控制器闭环的功能。
2.启用控制器闭环同时还需要打开单轴使能axis_enable,这样才能保证控制器闭环的正常启用。
3.为保证控制器闭环功能的完全关闭,在关闭ENCODER_SERVO后需要完成一次 ATYPE从0到4的切换,这样才能保证控制器闭环功能完全关闭。
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