西門子四芯電纜

信譽*，客戶至上是公司成立之初所確立的宗旨，在公司的嚴格要求和員工們不折不扣地貫徹執(zhí)行下發(fā)展延續(xù)至今。“假一罰十”一直是我公司的主動承諾。
承諾一：1、保證全新*   
承諾二：2、保證安全準時發(fā)貨
承諾三：3、保證售后服務質(zhì)量
流程一：1、客戶確認所需采購產(chǎn)品型號
流程二：2、我方會根據(jù)詢價單型號查詢價格以及交貨期，擬一份詳細正規(guī)報價單
流程三：3，客戶收到報價單并確認型號無誤后訂購產(chǎn)品
流程四：4、報價單負責人根據(jù)客戶提供型號以及數(shù)量擬份銷售合同
流程五：5、客戶收到合同查閱同意后蓋章回傳并按照合同銷售額匯款到公司開戶行
流程六：6、我公司財務查到款后，業(yè)務員安排發(fā)貨并通知客戶跟蹤運單
 

1 路徑插補功能簡介

1.1 基本概念
插補的概念源于數(shù)控機床。在數(shù)控機床中，刀具不能嚴格地按照要求加工的曲線(直線)運動，只能用折線軌跡逼近所要加工的曲線。機床數(shù)控系統(tǒng)依照一定方法確定刀具運動軌跡的過程，叫做插補。也可以說，已知曲線上的某些數(shù)據(jù)，按照某種算法計算已知點之間的中間點的方法，或者稱為“數(shù)據(jù)點的密化”。插補的動作過程：在每個插補周期（極短時間，一般為毫秒級）內(nèi)，根據(jù)指令、進給速度計算出一個微小直線段的數(shù)據(jù)，刀具沿著微小直線段運動，經(jīng)過若干個插補周期后，刀具從起點運動到終點，完成輪廓的加工。
路徑運動初來自于機器人和CNC領域，用機器人編程語言或G-Code編程。它是指在多維空間中，通過一組軸的協(xié)作動作，各軸之間無主從之分，它們按照設定的動態(tài)響應特性，實現(xiàn)路徑對象從起點到終點的的路徑軌跡運動。
路徑插補產(chǎn)生路徑的運行軌跡，計算插補周期內(nèi)的路徑插補點，并通過機械運動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換獲得對應插補周期內(nèi)插補點的各路徑軸設定值。
隸屬于機械運動系統(tǒng)的單獨軸在S7 technology中被為路徑軸，路徑軸通過路徑對象執(zhí)行路徑運動。參考圖1 路徑軸與路徑對象。

圖1 路徑軸與路徑對象

1.2 S7-Technology 路徑功能特點

S7-Technology 路徑插補功能概述：

> 從S7-Technology V4.2開始
> 允許進行3軸插補操作
> 路徑插補可以通過直線、圓弧、多項式表示實現(xiàn)
> Move Path命令可以組成連續(xù)運動
> 支持多種機械運動學模型
> 可以與外部位置值同步，實現(xiàn)傳送帶跟蹤功能

S7-Technology 路徑插補的技術特點：

> 所有的路徑軸都相互同步移動
> 所有的路徑軸都同時到達目標位置
> 路徑軌跡的移動，將會始終是以一個固定的合成速度進行 (如果動態(tài)
   特性限制沒有被超越)
> 低速度性能的軸，決定了整個軌跡的高動態(tài)特性

路徑差補可以執(zhí)行多3軸之間的2D或者3D的線性、圓弧或者多項式插補，路徑差補工藝對象(TO) ，適用于機械運動學控制范疇，一個共同的系統(tǒng)中，可以存在多個機械運動學控制結(jié)構(gòu)。同步于路徑軸的“同步軸”，仍然可以實現(xiàn)同步控制，例如，旋轉(zhuǎn)，凸輪開關，測量功能。通過圖形化編輯器，可以簡便地設置機械運動學控制系統(tǒng)的參數(shù)；通過動態(tài)特性輪廓窗口，可以輕松定義路徑的動態(tài)特性；通過軌跡點表格，可以輕松定義路徑差補，計劃目的地路徑。另外還可以定義保護防撞區(qū)域和實現(xiàn)傳送帶位置的精確跟蹤。

1.3 機械運動系統(tǒng)的選擇
T-CPU 所實現(xiàn)運動學，等同于人們過去所熟悉機械運動學。可以將它們分為如下兩種不同的類型。參考圖2 在 T-CPU 中集成的機械運動學。

圖2 在 T-CPU 中集成的機械運動學

不同的機械運動系統(tǒng)可以實現(xiàn)TCP (Tool Center Point，工具中心點或機械運動端點)相同的路徑運動功能。盡管在某些情況下，不同的機械運動系統(tǒng)可實現(xiàn)相同的路徑運動，但是，如果機械運動系統(tǒng)選擇不合理，將有可能無法完成的路徑功能。所以，必須根據(jù)實際的工藝需求選擇合適的機械運動系統(tǒng)，并在工廠布局中考慮該機構(gòu)的的合理安裝位置。參考圖3 不同機械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化。

圖3 不同機械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化

2 路徑插補的實現(xiàn)方法

2.1 運動學模型簡介
常用的運動學模型請參考圖 4 運動學模型。

圖 4 運動學模型

下面介紹一些常用的運動學模型。直角坐標機器人 (英文名：Cartesian coordinate robot)，大型的直角坐標機器人也稱桁架機器人或龍門式機器人，由多個運動自由度建成空間直角關系的、多用途的操作機器。工作的行為方式主要是通過完成沿著X、Y、Z軸上的線性運動。因末端操作工具的不同，直角坐標機器人可以非常方便的用作各種自動化設備，完成如焊接、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂等一系列工作。參考圖5 直角坐標機器人。

圖5 直角坐標機器人

SCARA 機器人（Selective Compliance Assembly Robot Arm）是一種圓柱坐標型的特殊工業(yè)機器人。有3個旋轉(zhuǎn)關節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進行定位，另一個關節(jié)是移動關節(jié)，用于完成機械末端在垂直平面的運動。SCARA機器人在x,y方向上具有良好的順從性、靈活性，而在Z軸方向具有良好的剛度，此特性特別適合于裝配工作。SCARA機器人廣泛應用于塑料工業(yè)、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè)、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領域。它的主要職能是搬取零件和裝配工作。 參考圖6 SCARA 機器人。

圖6 SCARA 機器人

鉸鏈型機械臂：有很高的自由度，可以多至5~6軸，適合于幾乎任何軌跡或角度的工作，可以自由編程，完成全自動化的工作, 提高生產(chǎn)效率；可以代替很多不適合人力完成、有害身體健康的復雜工作，比如，汽車外殼點焊。參考圖 7 鉸鏈型機械臂。

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圖7鉸鏈型機械臂

Delta 3D機器人：外形酷似一只蜘蛛，這種*的幾何結(jié)構(gòu)賦予了它們質(zhì)量輕，強度大，輕便靈活，節(jié)省空間，高速，敏捷；適用于高速分揀。參考圖8 Delta 3D機器人。

圖8 Delta 3D機器人

2.2 路徑插補實現(xiàn)方法
首先需要做軸的定義，選擇“Path interploation”。參考圖 9 路徑軸的定義。

圖9 路徑軸的定義

1. 模板介紹

1.1 總覽
ET200S 1 步進模板輸出脈沖來控制步進電機 ，輸出脈沖的數(shù)量決定步進電機的運動距離，輸出脈沖的頻率決定步進電機的速度。
模板訂貨號: 6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模板參數(shù)


圖. 1: 步進電機模板

• 1 通道，可控制1個步進電機
• 數(shù)字量輸入的參考點開關
• 外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字輸入
• 脈沖和方向信號時RS422的差分輸出模式
• 大輸出頻率: 204kHZ
• 大脈沖數(shù): 1048575
• 4 LED 狀態(tài)指示燈
• 2 操作模式：尋找參考點和增量模式

2. 模板接線


圖. 2: 步進模板接線圖

• 端子1和5：脈沖差分信號
• 端子4和8：差分輸出的方向信號
• 端子2和3：外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字量輸入ID。(功能選擇見 4.2 )
• 端子6和7：數(shù)字量輸入?yún)⒖键c開關

3. 硬件配置
步進模板可以安裝在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面。
本文使用 IM151-7 CPU 為例。

表 1: 軟件和硬件配置


圖. 3: ET200S 站的配置圖

4. 硬件和參數(shù)設置

4.1 硬件配置
1) 根據(jù)圖. 2 和圖. 3完成ET200S的接線
2) 打開STEP7，創(chuàng)建一個新項目，并插入一個S7-300站
3) 從硬件目錄中選擇IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

圖. 4: 插入IM151-7 CPU

4) 依次在4槽和5槽插入電源模板 PM-E DC24 和步進模塊

圖. 5: 硬件配置

4.2 模板參數(shù)配置


圖. 6: 步進模塊參數(shù)接口

4.2.1 模板參數(shù)說明
1) 組診斷：組診斷
2) 基準頻率：基準頻率，以Hz為單位，標識Fb
3) 增益 n: 增益系數(shù) n，值范圍 1-255. 此增益系數(shù)決定啟動/停止頻率 Fss，并且計算公式為： Fss=Fb×n
4) 時間 i: 時間系數(shù) i, 值范圍 1-255. 該時間系數(shù)以Hz/ms決定加速和減速，計算公式為: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)
5)功能 DI: 數(shù)字量輸入DI 功能可選，可以被組態(tài)為外部脈沖輸入或者外部停止信號，缺省是外部脈沖且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信號類型停止開關. 接觸器觸點是常閉信號，以確保該接觸器信號，缺省是讀取常閉信號。

4.2.2 本文所例參數(shù)設置如下
本例參數(shù)配置見圖. 6.
1) 沒有激活組診斷
2) 基準頻率 4Hz
3) 乘法系數(shù) 1, 啟動/停止頻率 4Hz
4) 時間系數(shù) 1, 加速/ 減速 31.25 Hz/ms
5) 使能外部輸入脈沖
6) 外部輸入停止和限位信號為常閉類型

5. 編程

5.1 模板輸入/輸出地址分配
與其它ET200S功能塊類似，1STEP步進模板也通過直接讀寫I/O地址來對模板進行控制和訪問的。
反饋信號 (輸入), 占用 8 字節(jié). 如表 2 輸入地址分配所示。
控制信號 (輸出), 占用 8 字節(jié). 如表 3 輸出地址分配所示。