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本節課程主要通過幾個部分講解直線插補，分別為EtherCAT總線運動控制器介紹、 運動控制器直線插補的原理、功能、實現方式和例程仿真演示。
01 XPLC864E2介紹
XPLC864E2是正運動技術推出的一款多軸經濟型EtherCAT總線運動控制器，XPLC系列運動控制器可應用于各種需要脫機或聯機運行的場合。
體積小，通訊功能全，支持RS232串口、RS485串口、網口、CAN總線、EtherCAT總線連接外設，多網口通道通過交換機擴展。
XPLC864E2支持脈沖軸和總線軸混合使用，總軸數為8，除了帶EtherCAT接口之外，輸出口可配置為8個脈沖信號輸出，另帶兩路編碼器輸入，由輸入口配置。
通過擴展最多支持12軸直線插補、電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、虛擬軸設置等功能。
02 直線插補原理
直線插補算法采用數據采樣法，插補用小段直線來逼近給定軌跡，插補輸出的是下一個插補周期內各軸要運動的距離，不需要每走一個脈沖當量就插補一次，可達到很高的進給速度。
數據采樣法原理是采用時間分割思想，根據進給速度f和插補周期t，將廓型曲線分割成一段段的輪廓步長l，l=ft，然后計算出每個插補周期參與插補運動的每個軸的坐標增量。
03 直線插補功能
一、直線插補特點
直線插補運動通過BASE指令選擇軸號/軸組，控制多軸聯動，完成直線運動。
主軸是BASE選擇的第一個軸，插補運動軸參數UNITS、SPEED等均采用主軸的參數，發送MOVE直線插補運動指令，插補運動在主軸的運動緩沖區中按順序執行，CANCEL指令取消插補運動，實現急停。
1.支持16軸直線插補運動
base(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)
2.支持多通道同時插補
BASE(0,1)
MOVE(100,200)
BASE(2,3,4)
MOVE(30,40,50)
二、插補運動參數計算
以二軸直線插補為例：軸0和軸1兩軸參與直線插補運動，如下圖。
二軸直線插補運動從平面的A點運動到B點，XY軸同時啟動，并同時到達終點，設置軸0的運動距離為?X，軸1的運動距離為?Y，主軸是BASE的第一個軸（此時主軸為軸0），插補運動參數采用主軸的參數。
若插補主軸運動速度為S（主軸軸0的設置速度），各個軸的實際速度為主軸的分速度，不等于S，此時：
- 插補運動的距離：X=[(?X)2+(?Y)2]½
- 軸0實際速度：S0=S×?X/X
- 軸1實際速度：S1=S×?Y/X
04 直線插補實現
XPLC864E2內置直線插補算法，支持8個EtherCAT總線軸聯合直線插補，可擴展支持12軸插補，采用MOVE直線插補指令，便可輕松高效完成插補運動。
一、直線插補相關指令
1.MOVE發送脈沖給驅動器，實現直線插補運動。
語法：
- MOVE(distance1 [,distance2[,distance3 [,distance4...]]])
- MOVEABS(distance1 [,distance2 [,distance3 [,distance4...]]])
- MOVESP(distance1 [,distance2 [,distance3 [,distance4...]]])
- MOVEABSSP(distance1 [,distance2 [,distance3 [,distance4...]]])
2.BASE指令選擇參與插補的軸號，即MOVE運動發送給哪些軸。
語法： BASE(axis1 [,axis 2 [,axis 3 [,axis 4...]]])
3.直線插補運動速度比例自由控制，當前速度= SPEED*SPEED_RATIO。
語法： SPEED_RATIO(軸號) = value
4.運動暫停與恢復，MOVE_PAUSE暫停，MOVE_RESUME恢復運動。
語法： MOVE_PAUSE(mode)
5.運動取消，軸/軸組減速停止，CANCEL(2)為急停，RAPIDSTOP(2)為全部軸急停。
語法： CANCEL(mode) AXIS(主軸)， RAPIDSTOP(mode)
二、直線插補類型
1.直線插補有以下三種形式可選：
（1）MOVE相對運動指令
插補運動的距離參數為與當前插補起點的相對距離，采用SPEED速度。
（2）MOVEABS絕對運動指令
插補運動的距離參數為相對于原點的絕對距離，在相對運動指令后方加上ABS后綴，采用SPEED速度。
（3）MOVESP/MOVEABSSP運動指令
帶SP的指令運動速度采用FORCE_SPEED強制速度參數運動，而不是SPEED參數，在相對運動指令或絕對運動指令后方加上SP后綴即可。FORCE_SPEED參數能進入運動緩沖區，方便實現動態變速。
2.三類運動形式的區別采用下方例子展開說明：
（1）相對運動例子
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1)
DPOS=0,0
ATYPE=1,1
UNITS=100,100
SPEED=100,100 '運動速度
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
FORCE_SPEED=150,150 'SP指令速度
SRAMP=100,100 'S曲線
TRIGGER '自動觸發示波器
MOVE(200,150) '第一段終點(200,150)
MOVE(100,120) '第二段終點(300,270)
END
（2）絕對運動例子
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1)
DPOS=0,0
ATYPE=1,1
UNITS=100,100
SPEED=100,100 '運動速度
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
SRAMP=100,100 'S曲線
TRIGGER '自動觸發示波器
MOVEABS(200,150) '第一段
MOVEABS(100,120) '第二段運動到絕對位置(100,120)
END
（3）SP運動指令例子
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1)
DPOS=0,0
ATYPE=1,1
UNITS=100,100
SPEED=100,100 '運動速度
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
FORCE_SPEED=150,150 'SP指令速度
SRAMP=100,100 'S曲線
TRIGGER '自動觸發示波器
MOVE(200,150) '第一段相對運動，速度100
MOVESP(100,120) '第二段SP相對運動，速度150
END
三、MOVESP動態變速
MOVESP直線插補運動采用FORCE_SPEED設置的速度運動，并且支持STARTMOVE_SPEED自定義每段SP運動的開始速度，ENDMOVE_SPEED自定義每段SP運動的結束速度，這兩個參數不使用時請設置較大值。
例子：
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE(0)
WAIT IDLE(1)
BASE(0,1) '選擇XY
DPOS = 0,0
MPOS = 0,0
ATYPE=1,1 '脈沖方式步進或伺服
UNITS = 100,100 '脈沖當量
SPEED = 100,100
ACCEL = 200,200
DECEL = 200,200
SRAMP=100,100 'S曲線
TRIGGER
'第一段
FORCE_SPEED = 50 '第一段速度50
MOVESP(40,40)
'第二段
FORCE_SPEED = 60 '第二段速度60
MOVESP(50,50)
'第三段
FORCE_SPEED = 80 '第三段速度80
MOVESP(60,60)
END
速度變化曲線：
從速度為0開始運動，完成三段直線插補運動，第一段插補的運動速度50，第二段運動速度60，，第三段運動速度80。
四、直線插補的速度倍率控制
直線插補運動中支持SPEED_RATIO設置當前運動速度的比例，使得當前運動速度=SPEED* SPEED_RATIO，指令發送立即生效，故可借助此命令實現動態變速。
例子：
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE
BASE(0,1) '選擇軸0，1
DPOS=0,0
UNITS=1000,1000
SPEED = 100,100 '速度100units/s
ACCEL = 1000,1000
DECEL = 1000,1000
SRAMP = 50,50
TRIGGER
SPEED_RATIO = 1 '速度比例為1，速度100
MOVE(100,120) '直線插補
DELAY(500) '等待0.5s
SPEED_RATIO = 2 '速度200
WAIT UNTIL REMAIN<50 '等待剩余距離小于50
SPEED_RATIO = 0.5 '速度降為50
WAIT IDLE
SPEED_RATIO=1
END
速度變化曲線：
五、直線插補運動暫停與恢復
MOVE_PAUSE運動暫停適用于插補運動，有以下幾種模式：
例子：
BASE(0,1) '選擇軸0，1
DPOS=0,0
UNITS=1000,1000
SPEED = 100,100 '速度100units/s
ACCEL = 1000,1000
DECEL = 1000,1000
SRAMP = 50,50
TRIGGER
MOVE(100,100) '當前運動
MOVE(50,50) '緩沖運動
MOVE_PAUSE(1) '模式1，當前運動完成暫停
DELAY(2000)
MOVE_RESUME '恢復運動，緩沖運動開始執行
END
運動曲線如下圖：
05 直線插補例程
一、兩軸連續插補完成五角星軌跡
'總線初始化使能EtherCAT總線驅動器，脈沖型驅動器OP打開使能。
BASE(0,1)
UNITS=10000,10000
SPEED=100,100
ACCEL=1000,1000
DECEL=1000,1000
SRAMP=100,100
DPOS=0,0
MPOS=0,0
TRIGGER '自動觸發示波器
'五角星軌跡
MOVEABS(1.4695, 1.0676)
MOVEABS(2.9389, 0.0000)
MOVEABS(2.3776, 1.7275)
MOVEABS(3.8471, 2.7951)
MOVEABS(2.0307, 2.7951)
MOVEABS(1.4695, 4.5225)
MOVEABS(0.9082, 2.7951)
MOVEABS(-0.9082, 2.7951)
MOVEABS(0.5613, 1.7275)
MOVEABS(0.0000, 0.0000)
END
示波器采樣運動隨時間變化的波形：
示波器采樣兩軸插補軌跡：
二、五角星視頻演示
本次，正運動技術EtherCAT總線運動控制器中簡單易用的直線插補，就分享到這里。
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