雷赛人员浅析运动控制卡应用编程技巧几招(2)-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2012-10-15 09:13:43

楼主

三、插补和联动函数
当程序员决定需要几轴进行插补时，尽量选择最大插补轴数，如在雕铣系统时，有时会用到两轴插补，有时会进行三轴插补，在这个基础上，为简化编程，我的理论只使用三轴插补，当需要进行两轴插补或联动时，根据相对或绝对的坐标关系，将不运动轴填入0偏移或绝对位置即可。

以下为XYZ三轴联动和插补的函数，由nFlag的M_INP位决定是否进行插补：

void MoveXYZ( double fX, double fY, double fZ, const tag_SPEED &speed,
int nFlag = M_ABS )
{
short axisArray【】={ XCH, YCH, ZCH };

if( nFlag & M_INP == M_INP )
{//插补
long distArray【】={ M2P(XCH, fX), M2P(YCH,fY), M2P(ZCH,fZ) };
long nStart, nSpeed;//计算新的矢量速度，参见DMC1000矢量速度的计算
(…矢量速度计算在此略去)

( nFlag & M_ABS == M_ABS ) ?
d1000_start_ta_line( 3, axisArray, nStart, nSpeed, speed,accel )://绝对
d1000_start_t_line(3, axisArray, nStart, nSpeed, accel );//相对
}
else
{//联动
double fpos【】={ fX, fY, fZ};
for( int I(0); I<3; I++)//发三次单轴移动命令
Move( axisArray【I】, fpos【I】, speed, nFlag );
}
}
在我给出的DMC3000控制卡类完整源代码一文中，有其更完善的版本。通过以下的函数封装，将插补和联动，绝对位置，相对位置等等都很好的整合在一起，用户在使用起来具体更准确的目标。

四、驱动轴状态、位置读取和设定
对于驱动轴的状态，分为两种：1、指脉冲输出状态；2、指专用输入信号电平状态
检测脉冲输出是否完成，可以写成如下函数，假设软件总共只用到XYZ三轴：

int IsRunning( int nAxis = -1 )//默认为-1是有目的的
{
if( nAxis != -1 )
return d1000_check_done( nAxis ) == 0 ;
//当nAxis == -1时，检测三个轴是否有一个在运行，这种检测在加工时常用
return d1000_check_done( XCH ) == 0 ||
d1000_check_done( YCH ) == 0 ||
d1000_check_done( ZCH ) == 0;
}

当用户等待YCH脉冲发完，则用一个循环检测即可：
while( g_DmcCard.IsRuning( YCH ) ) ::DoEvents();

别忘了，IsRuning是CctrlCard的成员函数，而DoEvents函数在DMC1000不能响应系统消息的文章中有详细实现和功能描述。
在实际加工时，作插补时，常需要等待上次所有运动结束才开始新的运动。故有如下表现：

for( int I(0),step(0); I
{
DoEvents();
switch( m_nworkStatus ){
case Pause:
continue;
case Continue: m_nWorkStatus = Running;
case Running:
{
switch( step ){
case 0:
if( IsRunning() ) break;//检测所有运动结束，否则继续检测
MoveXYZ( data【I】.x, data【I】.y, data【I】.z …… );
Step ++;
Break;
Case 1:
If( IsRunning() ) break;//同上
I++; //准备下一段数据，之所以放在此处，是需要考虑在运行过程中，有外部的暂停和继续操作。
Step = 0;//准备运行新的数据
Break;
}
} break;
}

以上程序框架，有着非常广阔的应用前景，非常简单，可以让程序员随意控制，故而它又非常稳定，比起线程的操作，它具体非常透明的可操作性。
此框架在雕刻，焊接，切割等许多场合都将成为经典，当然，若你不曾深入了解它，则不会发现它的可爱之处。

对于专用输入信号状态的检测，几乎没有什么特别之处：
int GetStatus( int nAxis )
{
return d1000_get_axis_status( nAxis );
}

位置的读取和设定，对于雷赛的DMC1000比较容易，故在此我将写出DMC3000控制卡的这两个函数，当然用于DMC1000也是没问题的。
DMC3000控制卡的位置分为指令位置和物理位置（编码器反馈的），所以函数需要有一个小小的选择，先看看位置获取函数：

Double GetPosition( int nAxis, BOOL bCmd = true )// bCmd == true时，读取指令位置，否则为物理位置

{
long pulse = (bCmd == true ) ?
d3000_get_command_pos( nAxis ):
d3000_get_encoder_pos(nAxis);
return P2M( nAxis, pulse );//脉冲转成毫米然后返回
}

位置设定函数多了一点点动作：
double SetPosition( int nAxis, double fMM, BOOL bCmd = true )
{
double pos = GetPosition( nAxis, bCmd );//先取得原来的位置
( bCmd == true )?
D3000_set_command_pos( nAxis, M2P(nAxis, fMM )):
D3000_set_encoder_pos( nAxis, M2P(nAxis, fMM) );
Return pos;//返回旧的位置
}
为什么这样设计？当你用过CPen *pOldPen= pDC->SelectObject( &newPen
);时，或者除了复位之外，你真正需要调用这个SetPosition函数时，你会发现这个设计，真是人情味实足。

五、复位，相对与绝对，
在如今PC机开发控制卡软件时代，设备上电不复位的几乎没有，在此谈到复位这个问题确实有必要，实现上，复位动作因不同设备的工艺要求而定，故一般而言，控制卡提供的那个复位函数太过简单，有点力不从心，所以，本人自己写了个复位函数，但是代码写起来将会占用很大的面版，故有此需要者，可以来电或E_mail索取。

其基本思路是采用两次找原点，第一次高速找，停止后退出，再次以较低的速度找原点。并且在执行第二次复位时，会在离原点5毫米处减速（第一次执行做不到）。

提供相对和绝对位置的概念是很有必要的，众所周知，现在控制卡能作到最小单位为1个脉冲，当然，作为数字脉冲，到此已不能再小了，故为了提高精度，通常情况下要提高计算当量，即增加每转脉冲数，或减少每转毫米数。

不论怎么，我们将问题放大并明朗化，可以看看以下片段：

for( int I(0); I<10000; I++)// 走10000次
move( 0.5 );//走相对0.5个脉冲的距离

结果是：1个脉冲也发不出，造成很大的累积误差。
若换成绝对方式：
for( int I(0); I<10000; I++)
goto( I*0.5 );

最后的误差，最大也就是1个脉冲以内。虽然还是有误差，但总算达到可容忍的程序，再加上适当的复位操作，让客户至少不必再担心这个巨大的累积误差了。

实质上，在整个软件设计时最好采用绝对坐标系，即使要处理加工原点或工面起点等这些参数，也要把它换算成绝对位置，唯手动移动设备可以例外。另外，在CNC系统中，除了有循环用到相对坐标系，其余都是用绝对坐标系为上策，实际上，在实现编程算法上，为统一起见，最好将相对的坐标关系全部转成绝对的坐标关系，这样也便于外部进行暂停或继续的处理。

相信，到此为止，若你的设备在加工时有一定的误差漂移，你会意识到自己应该是不是要检查一下采用了什么坐标系了吧。

六、输出输入及软限位
对于通用的I/O操作，没有什么特别要说明的，只有两点需要注意的，先给出两个小函数，以作参考：

int ReadBit( int nIO ); //读指定通用输入口的电平状态，返回1 或 0
int WriteBit( int nIO, int nStatus ); // 输出电平到指定输出端口

两点注意：
No.1 对于ReadBit若需要加入抗干扰处理，则写一个函数：

Int RealInput( int nIO, int nStatus, int di=50 )
{
if( ReadBit( nIO ) != nStatus )
return 0;
while( di －－ );//耗上几个CPU的周期时间，再读一次
return ReadBit( nIO ) == nStatus;
}

No.2 增加一个变量及函数扩展一下输出功能：
Long m_nOutStatus= 0x00000000;
再次改造一下WirteBit
void WriteBit( int nIO, int nStatus )
{
if( nStatus ){
m_nOutStatus |= (1<
}
else{
m_nOutStatus &= (~(1<
}
d1000_out_bit( nIO, nStatus );
}
添加的访问输出状态函数：
int ReadOutbit( int nIO )
{
static int a;
a = 1<<(nIO-1);
a &= m_nOutStatus;
return a!=0;
}