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今天，正運動小助手給大家分享一下 運動控制器軸回零的配置與實現。本文主要介紹控制器提供的回零模式，驅動器自身的回零模式我們將在下篇為大家講解。
01 軸回零
一、回零說明
在高精度自動化設備上都有自己的參考坐標系，工件的運動可以定義為在坐標系上的運動，坐標系的原點即為運動的起始位置，各種加工數據都是以原點為參考點計算的。
所以啟動控制器執行運動指令之前，設備都要進行回零操作，回到設定的參考坐標系原點，若不進行回零操作，會導致后續運動軌跡錯誤。
正運動控制器提供了多種回零方式，通過DATUM單軸回零指令設置，不同模式值選擇不同的回零方式，各軸按照設置回零的方式自動回零。
DATUM指令為單軸回零指令，每次作用在一個軸上，多軸回零時，需要對每個軸都使用DATUM指令回零。
回零時機臺需要接入原點開關（指示原點的位置的到位傳感器）和正負限位開關（均為傳感器，傳感器檢測到信號后，表示有輸入信號，傳給控制器處理）。
單軸找原點時，原點開關通過DATUM_IN設置，正負限位開關分別通過FWD_IN和REV_IN設置。控制器正/負限位信號生效后，會立即停止軸，停止減速度為FASTDEC。
設備回零方式有控制器回零和伺服參數回零。
控制器回零是把零點位置傳感器連接到運動控制器上，控制器通過搜索零點傳感器位置回零點。本文主要介紹控制器提供的回零模式。
伺服參數回零是將零點傳感器連接到伺服驅動器上，控制器通過發送命令給伺服驅動器，伺服驅動器進行回零的操作。驅動器自身的回零模式請參考下篇。
二、回零相關指令
運動控制器回零常用的相關指令如下表所示。
1.回零指令DATUM
DATUM是運動控制器的回零指令，相關回零搜索模式 很多，根據當前軸所處的位置或效率要求選擇合適的模式，DATUM指令指令后軸開始運動，搜尋原點信號，遇到原點信號后自行停止，將當前的位置清零，回零成功，詳情參見下節說明。
語法： DATUM(模式)
2.映射原點輸入DATUM_IN
運動控制器原點開關的設置，對應輸入口IN信號。
語法： DATUM_IN = 輸入口編號，-1取消映射
對于ZMC系列的控制器，由于 輸入OFF時認為有信號輸入 (ECI系列控制器與之相反)，原點和正負限位開關等特殊信號映射完成需要 INVERT_IN 反轉輸入信號。
3.回零速度SPEED、CREEP
回零運動中為了更精確的找到零點，會使用爬行速度CREEP和軸運行速度SPEED來進行原點搜尋，SPEED設置相對大一些，用于快速搜尋原點開關的位置，CREEP一般為較小值，爬行到原點開關處停止，回零成功。
語法： SPEED = 數值
語法： CREEP = 數值
4.正負限位FWD_IN、REV_IN
硬限位開關是限制軸的最大“允許行進范圍”的限位開關。硬限位開關是物理開關元件，硬限位開關由指令映射到相應輸入開關信號上，根據開關信號是常開還是常閉確定是否要對信號進行翻轉，設置完成后，碰到硬限位開關，對應軸立即停止運動，停止減速度為FASTDEC。
軟限位開關將限制軸的“工作范圍”，由指令直接設置限位位置，軸走到設置位置后立即采用減速度FASTDEC停止運動，它們應位于機床限制行進范圍的相關硬限位開關的內側。由于軟限位開關的位置較為靈活，因此可根據當前的運行軌跡和具體要求調整軸的工作范圍。
工作臺碰到限位開關或者規劃位置超越軟限位時，運動控制器緊急停止工作臺的運動。限位觸發以后，軸無法繼續運動，此時需要調整軸的位置，使其遠離限位位置才能重新開始運動。
軸在碰到限位的時候才會產生停止信號，此時由于減速需要一定的時間，實際軸的位置會越過限位一定距離，假設停止時SPEED速度是v 0 ，快減速FASTDEC為a，計算公式：
（ v t ） 2 - （ v 0 ） 2 =2as
帶入下方數據：0-100 2 =2*(-1000)*s，得出減速的距離s=5，由此可得，增大FASTDEC和減小SPEED都能達到減小減速距離的目的，以防止過沖。
語法：
FWD_IN = 輸入口編號，-1取消映射
REV_IN = 輸入口編號，-1取消映射
5.回零反找延時HOMEWAIT
對脈沖方式的伺服驅動器，部分回零模式碰到原點信號之后停止，由于找原點SPEED速度較快產生過沖，停止之后需延時之后在CREEP速度反向找原點，控制器默認值為延時2ms。需要運行更平穩的場合可適當增加反找延時。
語法： HOMEWAIT=數值（毫秒單位）
6.軸狀態AXISSTATUS
查看軸當前的狀態，可以查詢控制器是否處于回零狀態，遇到限位開關或軟件限位將會產生報警提示。
AXISSTATUS的值對應的說明如下，同時發生多種錯誤，用組合值表示。
打印信息如下： 表示在軸0回零過程中碰到正向限位開關后停止軸運動，并打印軸狀態報警提示，解除報警可以將軸反向運動，離開限位開關即可。
Axis: 0 AXISSTATUS:50h,FWD
如下圖，可通過軸狀態窗口實時的監控AXISSTATUS。
三、回零模式詳解
語法： DATUM(模式)
表的模式+10（10+n）表示碰到限位后反找，不會碰到限位停止，例如DATUM(13) = DATUM(3+10)，使用DATUM(13)的回零方式，碰到正限位后不停止，而是反向運行，多用于原點在正中間的情況。
表的模式+100（模式100+n和110+n分別對應n和10+n）， 表示回零成功之后，自動清零MPOS，例如DATUM(103)、DATUM(113)，適用于ATYPE=4，接入編碼器后可以自動清零MPOS(僅限4系列) ，其他的模式自動清零DPOS，MPOS需要手動清零。
02 控制器回零模式
下面以上表最基礎的幾種模式展開詳細講解。
縱軸V為運動速度，橫軸S為相對運動起始點的距離。
1. 回零模式1
DATUM(1)軸以CREEP速度正向運行，直到Z信號出現后開始減速，停止后所處位置為零點，此時將DPOS值重置為0，回零途中若碰到限位開關會直接停止。
回零模式2與模式1找原點運動方向相反。
2. 回零模式3
DATUM(3)軸以SPEED速度快速正向運行，直到碰到原點開關后開始減速，減速到0之后再反向以CREEP速度找原點，再次碰到原點之后減速停止，軸停止之后將DPOS值重置為0，當前所處位置為零點，回零途中若碰到限位開關會直接停止。
回零模式4與模式3找原點運動方向相反。
3.回零模式5
DATUM(5)軸以SPEED速度快速正向運行，直到碰到原點開關后開始減速，減速到0之后再反向以CREEP速度運動，直到Z信號出現之后減速停止，遇到Z信號立即減速停止，停止的位置為零點，將DPOS值重置為0，回零途中若碰到限位開關會直接停止。
回零模式6與模式5找原點運動方向相反。
4.回零模式8
DATUM(8)軸以SPEED速度快速正向運行，直到碰到原點開關后開始減速，減速到0之后便將DPOS值重置為0，停止后所處位置為零點，回零途中若碰到限位開關會直接停止。
回零模式9與模式8找原點運動方向相反。
5.回零模式13
DATUM(13)軸以SPEED速度快速正向運行,若先碰到限位開關，不會報警停止，以SPEED速度反向找原點，遇到原點信號后減速為CREEP直到離開原點開關立即停止，回零成功，位置清零；若先碰到原點信號，則與模式3相同。
回零模式14與模式13找原點運動方向相反。
03 控制器回零方式
1.模式3單軸回零示例：
運行效果如下圖：
正在找原點時軸狀態AXISSTATUS顯示40h，回零成功變為0h。
如下圖，軸0以SPEED = 100的速度正向運行，直到碰到原點開關信號IN(0)，然后以CREEP = 10的速度反向運動，直到再次離開原點開關的位置時停下，此時回零完成，軸的DPOS自動置0，若中途碰到限位開關，軸立即停止。
2.DATUM(13)模式，對比DATUM(3)，碰到限位開關軸不停止，而是反向找原點，如下示例：
運行效果如下圖：
正在找原點時軸狀態AXISSTATUS顯示40h，回零成功變為0h，原點開關和限位開關的映射也可在軸參數窗口查看。
如下圖，軸0以SPEED = 100的速度正向運行，碰到正向限位開關IN(1)，開始反向找原點開關信號，直到碰到原點開關信號IN(0)，然后以CREEP = 10的速度反向運動，直到再次離開原點開關的位置時停下，此時回零完成，軸的DPOS自動置0。
教學視頻：
本次，正運動技術運動控制器軸回零的配置與實現，就分享到這里。
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