2.3.2 多轴运动

1.插补运动

插补是一个实时进行的数据密化的过程，控制器根据给定的运动信息进行数据计算，不断计算出参与插补运动的各坐标轴的进给，然后分别驱动各自相应的执行部件产生协调运动，以使被控机械部件按理想的轨迹与速度移动。

插补最常见的两种方式是MOVE（直线插补）和MOVECIRC（圆弧插补）。插补运动至少需要两个轴参与，进行插补运动时，将规划轴映射到相应的机台坐标系中，控制器根据坐标映射关系，控制各轴运动，实现要求的运动轨迹。

插补运动的特点是参与插补运动的所有轴在进行一段插补运动时，同时启动或同时停止。插补运动参数采用主轴的运动参数（速度、加速度等），主轴为BASE指令选择的第一个轴。

插补运动指令会存入主轴的运动缓冲区，不进入从轴的运动缓冲区，再依次从主轴的运动缓冲区中取出指令执行，直到插补运动全部执行完。

例程和运动效果详见第7.1节相关内容。

2.同步运动

同步运动描述的是不同轴之间的联动运动，如电子齿轮、电子凸轮、自动凸轮等。

1）电子齿轮

电子齿轮用于两个轴的连接，将主轴与从轴按照某个齿轮比建立连接，不需要物理齿轮，使用指令直接设置电子齿轮的齿轮比。由于是使用软件实现的，故齿轮比可以随时更改。

电子齿轮功能通过指令CONNECT、CONNPATH实现，将一个轴按照一定比例连接到另一个轴上做跟随运动，一条运动指令就能驱动两个电动机，通过对这两个电动机轴移动量的检测，将位移偏差反馈到控制器并获得同步补偿，使两个轴之间的位移偏差量控制在精度允许的范围内。

电子齿轮的连接依赖于脉冲个数。例如，主、从轴连接比例为1:5，若给主轴发送1个脉冲，则对应地给从轴发送5个脉冲。

CONNPATH与CONNECT的语法相同，连接的都是脉冲个数，CONNPATH连接到单个轴的运动效果与CONNECT相同。

CONNPATH与CONNECT的区别是CONNECT连接的是单个轴的目标位置，而CONNPATH连接的是插补轴的矢量长度，此时需要连接在插补运动的主轴上，若连接到插补运动的从轴上，则无法跟随插补运动。CONNPATH会跟踪X、Y轴插补的矢量长度变化，而不是跟踪单独的X轴或Y轴。

语法：CONNECT/CONNPATH（齿轮比，被连接轴）AXIS（连接轴）

电子齿轮的齿轮比可为正数、负数，也可为小数，连接的是脉冲个数，要考虑不同轴UNITS的比例。

齿轮比可以通过重复调用CONNECT/CONNPATH指令动态变化（连接成功后保持连接状态），取消连接需使用CANCEL或RAPIDSTOP指令。

假设连接轴0的UNITS为10，被连接轴1的UNITS为100，使用CONNECT连接，齿轮比（ratio）为1，语句为CONNECT（1,1）AXIS（0）。

当轴1运动S1=100时，轴0运动S0=S1×UNITS（1）×ratio/UNITS（0）=100×100×1/10=1000。

例如：

轴0的目标位置DPOS（0）=DPOS（1）×UNITS（1）×ratio/UNITS（0）=100×100×0.5/10=500，运动波形如图2-10所示。

2）电子凸轮

凸轮的作用是将旋转运动转换为线性运动，包括直线运动、摆动、匀速运动和非匀速运动。

电子凸轮属于多轴同步运动，这种运动基于主轴外加一个或多个从轴系统，是在机械凸轮的基础上发展而来的，多用于周期性曲线运动场合。

电子凸轮是利用构造的凸轮曲线来模拟机械凸轮，以实现与机械凸轮系统相同的凸轮轴与主轴之间相对运动的软件系统。它通过控制器控制伺服电动机来模拟机械凸轮的功能，不需要另外安装如图2-11所示的机械凸轮。

图2-12所示是机械凸轮按照凸轮的轮廓得出的一段随转动角度变化形成的加工位置的运动轨迹，即凸轮曲线。此轨迹为弧线，可将该段弧线分解成无穷多个直线或圆弧轨迹，电子凸轮将这些轨迹的运动参数装入运动指令，组合起来即可控制轴走出目标轨迹。

电子凸轮由软件控制，改变程序的相关运动参数就能改变运动曲线，应用灵活性高，工作可靠，操作简单，不需要额外安装机械构件，因而不存在磨损。

例程和运动效果详见第8.1节相关内容。

3）自动凸轮

自动凸轮主要针对两个轴之间的主从跟随运动，用户通过简单设置几个相关参数，便可以构建主轴与从轴之间的运动关系，该位置关系不存储于TABLE表中，而是由指令参数设置每段跟随的距离和变速过程，自动计算从轴的速度以匹配主轴，常见运动过程有跟随加速、减速、同步。

自动凸轮指令有MOVELINK、MOVESLINK、FLEXLINK等，常见应用场合有追剪、飞剪、轮切。

例程和运动效果详见第8.2节相关内容。