西門子培訓(xùn)教程、手冊大合集simotion路徑插補功能介紹

1、Simotion 路徑插補功能介紹Simotion Patholation functionwGetting startedEdition (0804)摘 要 對于ver使用插補功能。4.1 以上版本的 Simotion， 開始支持路徑插補功能，本文介紹了如何激活與路徑，插補Key WordsSimotion,PatholationwA&D Service & Support16對于 Ver4.1 以上的 Simotion，集成了路徑插補（patholation）功能，三維以下包括三維的位置控制都可以通過插補的方式來確定路徑。路徑可以有直線，圓弧以及多項式曲線三種方式。如圖1圖 1 三種路徑插

2、補方式olation 同 CAM 的異同Path事實上路徑插補是基于 CAM 的基礎(chǔ)的完成計算的。也可以說路徑插補的工藝工藝包。含了CAM 的w圖2 路徑插補的三個平面圖3 工藝包之間的關(guān)系同CAM一樣，路徑插補的功能是為了生成位置軸的profile文件，但CAM利用軸與軸之間的函數(shù)關(guān)系式來完成插補，軸與軸之間并不確定平面或空間的概念，用到所有的數(shù)據(jù)都是標(biāo)量。例如通過提供的幾個(X,Y)點的坐標(biāo)來完成兩個軸位置軌跡之間的線性同步關(guān)系。再例如多項式y(tǒng) = 1 - 4x+4x2 + 0.5 sin(1x + 0.5)確定從軸y與主軸位置x之間的跟隨關(guān)系，如圖4：A&D Service & Supp

3、ort16圖4 用多項式生成的CAM曲線olation 功能更突出體現(xiàn)空間路徑的概念，如三而 Path的多項式插補，如圖2，并不需要確定軸之間的直接函數(shù)關(guān)系，而是借助矢量矩陣來設(shè)定三維變量同第四變量 p 的關(guān)系：P= A0 + A1p + A2 p2 + A3p3 + A4p4 + A5p5， p 0,1Patholation的激活首先只有Ver4.1以上的simotion才可以激活其路徑插補功能，另外PATH的工藝包需要被激活，到simotion 的“select Technology packages”中去選擇。如圖6所示。也只有激活PATH工圖5藝包的前提下，才能在編程過程中找到與插補相

4、關(guān)的指令 。w圖5 Sout 中的插補菜單A&D Service & Support16圖6 激活插補工藝包生成帶有Patholation功能的軸w創(chuàng)建軸的過程中要選擇Patholation，如圖7：需要注意的是PATH功能與 Synchronousoperation并沒有直接的聯(lián)系，因此不必要激活同步功能。A&D Service & Support16圖7 創(chuàng)建Path 軸創(chuàng)建PATH OBJECT在選擇了帶有Path功能的軸后，8：需要在PATH OBJECTS中創(chuàng)建一個新的object_2, 如下圖圖8 創(chuàng)建Path objecterconnections中將path_object_2然

5、后再所創(chuàng)建的path_object_2中的到相應(yīng)的軸上去。w圖 9 將Path到軸上，也可以到軸上到事先生成的CAM，用CAM定義其速度另外，Path_object不但可以關(guān)系。三種插補方式A&D Service & Support16直線插補在 MCC 語言編程中，只需要輸入目標(biāo)位置的坐標(biāo)值，當(dāng)調(diào)用此程序塊時，三維上的三個軸都會到達(dá)目標(biāo)位置的坐標(biāo)值，而軌跡上的每一個點都在這條空間直線上。在庫文件中提供的指令為_movePathLiner()圓弧插補圓弧插補有三種方式：1. 在二維平面內(nèi)基于圓弧半徑、目標(biāo)位置以及方向的平面插補方式，當(dāng)起動此程序塊時，系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前位置，目標(biāo)位置以及圓弧半徑三個

6、數(shù)據(jù)來計算圓弧軌跡，然后二維方向上的軸會從當(dāng)前位置按圓弧軌跡運行到目標(biāo)位置，編程時需要注意半徑必需大于兩點之間的距離的一半。另外在編程時還可以定義軌跡的大小圓弧方式，如下圖所示。w圖10 基于圓弧半徑、目標(biāo)位置以及方向的平面插補方式注意這種方式不能用于三維，因為不能確定唯一軌跡。在 ST 編程中相應(yīng)的指令為_movePathCircular()，圓弧類型選擇 WITH_RADIUS_AND_END編程舉例：retval := _movepathcircular( pathobject := pathIpo,ITION。A&D Service & Support16pathplane := X_

7、Y,circulartype := WITH_RADIUS_AND_END circledirection :=ITIVE, pathmode := RELATIVE,x := 10.0, y := 10.0,radius := SQRT(200.0)/2.0 );ITION,2. 在兩維平面內(nèi)基于圓心坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度以及方向的平面插補方式，當(dāng)調(diào)用此程序塊時，系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前位置，圓心坐標(biāo)以及旋轉(zhuǎn)角度來計算運行軌跡以及目標(biāo)位置，運行程序塊時會根據(jù)事先設(shè)定的軌跡到達(dá)相應(yīng)位置。這里不存在大小圓弧的概念，只有方向的設(shè)定。如下圖所示：w圖11 基于圓心坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度以及方向的平面插補方式注意這種方式不能用

8、于三維，因為不能確定唯一軌跡。在 ST 編程中相應(yīng)的指令為_movePathCircular()，圓弧類型選擇 BY_CENTER_AND_ARC。A&D Service & Support16圖 12 MCC 編程舉例編程舉例：retval := _movepathcircular( pathobject := pathIpo,pathplane := X_Y,wcirculartype := BY_CENTER_AND_ARC, circledirection :=ITIVE, ijkmode := RELATIVE,i := -10.0, j := 0.0,arc := 90.0 );3

9、. 基于中間插補點以及目標(biāo)位置的插補方式，與上面兩種插補方式不同，這種插補方式有兩維也有三維的，因為三點可以確定一個平面，所以軌跡時可以唯一確定的，運行軌跡如下圖所示。如果選擇兩維平面需要注意中間插補點與目標(biāo)位置都要保證在此平面上。否則運行程序時系統(tǒng)會報錯。A&D Service & Support16圖13基于中間插補點以及目標(biāo)位置的插補方式ST 指令為 _movePathCircular()，圓弧類型選擇 BY_CENTER_AND_ARC。編程舉例：retval := _movepathcircular( pathobject := pathIp pathplane := X_Y_Z,w

10、circulartype := OVER_ITION_TO_ENDITION,pathmode := RELATIVE,x:=10.0, y:=0.0, z:=0.0,ijkmode := RELATIVE, i:=5.0, j:=5.0, k:=5.0 );A&D Service & Support16w圖14 MCC編程舉例多項式插補在高級應(yīng)用中，圓弧插補可能不能滿足設(shè)計需求，如橢圓形的插補等，這種情況只有借助多項式來完成計算，但需要注意，路徑插補中用到的多項式變量均為矢量。1. 根據(jù)五階多項式的系數(shù)來完成插補，如下式：其中，在編程時需要提供的數(shù)據(jù)有目標(biāo)位置以及四個空間矢量坐標(biāo)：A , A

11、 , A , A ，2345方程又可以寫成如下形勢：A&D Service & Support16這種方法的優(yōu)點是插補比較精確，但缺點是多項式不好確定，即四個矢量的運算難度比較大。w圖15 MCC編程舉例可供調(diào)用的庫程序為_movePathPolynomial()，其多項式類型 polynomialMode:= SETTING_OF_COEFFICIENTS2. 提供起始位置與目標(biāo)位置的幾何微分圖 16 根據(jù)起始與最終點的微分進(jìn)行插補其中 為起始位置，即當(dāng)前位置，為一階微分，為起始位置的二階微分；A&D Service & Support16為目標(biāo)位置，為目標(biāo)位置的一階微分，為目標(biāo)位置的二階微

12、分。舉例如下：圖 16 插補舉例w圖 17 MCC 插補舉例 可供調(diào)用的庫程序為_movePathPolynomial()，其多項式類型 polynomialMode:=SPECIFIC_START_DATAA&D Service & Support163. 只需提供目標(biāo)位置的幾何微分，不需要提供起始位置，把當(dāng)前位置作為起始位置，如果當(dāng)前位置不能獲得，則系統(tǒng)會報錯50002。舉例 ：將兩段直線通過插補的方式連接起來，并形成路徑。/ Determination of derivatives via function/ _getLinearPathGeometricData/ Derivative

13、 in start poof polynomial startPoly := _getLinearPathGeometricData( pathObject := pathIpo,pathPlane := X_Y_Z, pathMode := ABSOLUTE,xEnd := 50.0, yEnd := 0.0, zEnd := 0.0,xStart := 0.0, yStart := 0.0, zStart := 0.0, pathPoType := END_PO);d/ Determine derivative in end poof polynomialdendPoly := _getL

14、inearPathGeometricData( pathObject := pathIpo,pathPlane := X_Y_Z, pathMode := ABSOLUTE,xEnd := 150.0, yEnd := 150.0, zEnd := 0.0,xStart := 150.0, yStart := 100.0, zStart := 0.0, pathPoType := START_PO);/ Programming of polynomiald d/ Use of derivativesheretval := _movePathPolynomial( pathObject := p

15、athIpo, pathPlane := X_Y_Z,pathMode := ABSOLUTE, polynomialMode := ATTACHEY,wx:=150.0, y:=100.0, z:=0.vector1x vector1y vector1z vector2x vector2y vector2z vector3x vector3y vector3z vector4x vector4y:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=startPoly. startPoly.GeometricDerivative.x, GeometricDerivative.y,startPoly.Ge

16、ometricDerivative.z,startPoly.secondGeometricDerivative.x, startPoly.secondGeometricDerivative.y, startPoly.secondGeometricDerivative.z,endPoly. endPoly.GeometricDerivative.x, GeometricDerivative.y,endPoly.GeometricDerivative.z,endPoly.secondGeometricDerivative.x, endPoly.secondGeometricDerivative.y

17、,vector4z:=endPoly.secondGeometricDerivative.z,blendingMode := ACTIVE_WITH_DYNAMIC_ADAPTION, mergeMode := SEQUENTIAL,mand:= WHEN_BUFFER_READY );停止與繼續(xù) PATH可用通過_stopPath()編程指令來停止當(dāng)前的 PATH, 但并不清楚，還可以指令_continuePath()來繼續(xù) PATH。A&D Service & Support16Path 的動態(tài)特性PATH OBJECT 可以預(yù)設(shè)其動態(tài)特性的，可以選擇速度文件如CAM 作為其在速度文件，還可以通過指令的方式來修改其動態(tài)特性，如Jerk, smooth 等等。另外還可以對其動態(tài)特性進(jìn)行限制。與 PATH