S7-200SMART运动控制如何画圆
运动控制
•
发布时间:2020年10月15日 22:58
•
收录时间:2020年11月2日 07:59
•
作者:工控PLC学习
•
来源:微信公众号
工控课堂【www.gkket.com】工程师必备网站
添加微信:gkket123 加入500人工控微信群
电气工控自动化-超万元免费资料
实验设备介绍:西门子S7-200SMART系列PLC,CPU型号为ST20。
XYZ轴平台一套,该平台有三个步进驱动器,三套电机配合丝杆,在本例子因ST20型号的CPU只支持2轴高速脉冲输出,所以只驱动X轴和Y轴。实验平台如下图所示:
注:定义往电机方向移动为正方向,丝杆的逻辑为4mm,步进驱动的细分设置为3200个脉冲一转。
CPU输出端Q0.0和Q0.2分半为X轴的脉冲和方向信号,Q0.1和Q0.7位Y轴的脉冲和放信号,步进驱动器有PLC的接线图如下所示:
西门子S7-200SMART系列PLC不支持圆弧插补功能,所以需要自己根据算法进行计算后分别驱动X轴和Y轴的移动从而来实现画圆功能
要驱动XY轴画圆,可采用极限逼近法,把画圆弧变成画线段,如下图所示左侧为六等分,角度a=30°,右侧为十二等分,角度a=15°。
从上图中可以看出,当等边多边形的边越多时,则多边形的轨迹就越和圆相近,所以当角度a足够小时,则得到的多边形轨迹就越与圆接近。
根据以上分析需要完成画圆功能,我们需要知道“圆心坐标值”、“圆的半径”、“画圆的速度”,然后根据分为三部分来实现:
1、画笔移动到圆上
把XY轴分别回原点,回原点后的位置默认为XY平面坐标的原点,然后由原点移动到圆心坐标,如下图所示1#点为圆心,2#点为圆上点。
假设1#点的坐标为(X1,Y1),速度为V,则X轴移动的距离为X1,Y轴移动的距离为Y1。根据勾股定理可计算出原点到圆心的距离“Y(0→1)”、X轴移动速度“VXaxis”和Y轴移动速度“VYaxis” ,计算公式如下所示:
当画笔到达1#点后,然后Y轴不动,X轴以V的速度移动半径R的距离到达圆上2#点位置,假2#点的坐标为(X2,Y2)
2、画笔开始画圆
画笔从2#点位置开始移动画圆,假设下个圆上的点为3#点,坐标为(X3,Y3),从圆心到3#点和从圆心到2#点的角度为a,如下图所示:
根据三角函数可计算出3#点的坐标(X3,Y3)的值分别为:
X3=Cos(a)*R+X1,Y3=Sin(a)*R+Y1
根据勾股定理可计算出XY轴要移动的距离 “Y(2→3)”的值。X轴移动速度“VXaxis”和Y轴移动速度“VYaxis” ,计算公式如下所示:
注:此时X2和Y2为X轴和Y轴的当前位置,X3和Y3为X轴和Y轴要移动的目标位置,速度需要取绝对值。
同理:当画笔到达3#点后,角度变为2a,则对应的圆上点为4#点,坐标为(X4,Y4),如下图所示:
根据三角函数可计算出4#点的坐标(X4,Y4)的值分别为:
X4=Cos(2a)*R+X1,Y4=Sin(2a)*R+Y1
根据勾股定理可计算出XY轴要移动的距离 “Y(3→4)”的值。X轴移动速度“VXaxis”和Y轴移动速度“VYaxis” ,计算公式如下所示:
注:此时X3和Y3为X轴和Y轴的当前位置,X4和Y4为X轴和Y轴要移动的目标位置,速度需要取绝对值。
依次下去,每走完一次后,角度自加一次,当角度值大于360°时,则认为画圆完成。
根据分析,对于S7-200SMART系列PLC的程序设计主要分为“运动向导的组态配置”、“初始与会原点程序”、“速度计算程序”、“开始画圆程序”
(1)初始化和回原点
(2)速度换算程序
(3)画圆程序
转发是最大的鼓励!谢谢您的支持!
重要通知
想加入工控PLC学习技术交流群
请添加班长为好友
并备注:地区-行业-姓名昵称获取进群资格。
工控PLC学习 专业专注分享 分享到朋友圈,和朋友们一起分享吧
——————————————————————
▣ 来源:工控课堂www.gkket.com,侵删!
▣ 声明:我们尊重原创。文字图片视频素材,版权属于原作者。部分文章推送时因种种原因未能与原作者联系上,若涉及版权问题,敬请原作者联系我们删除处理(联系17621634088-微信同号),我们只做分享之用,不用于商业。
她们都关注了,你还等什么?