1.硬件说明

  需准备的硬件如下:移动电源、ck3m多轴运动控制器、松下伺服电机及ethercat总线式伺服驱动器。


  驱动器的连接方式为(使用单相电,也就是市电):XA块(L1和L1C连短接,L3和L2C连接,然后L1连L极,L2C连N极,L2不接),XB块(的UVW分别和电机的UVW相接),点击的编码器信号线链接驱动器的X6块。
  驱动器电源线路的连线见资源:松下伺服电机A5系列说明书《minas-a5-2_ctlg_c》,
  另外可参考博文:https://blog.csdn.net/weixin_30975527/article/details/112421106
  然后开关电源的正负极分别与CK3M的正负极相连,开关电源输出24V电压。
  电脑网线接口接CK3M左侧主站接口,电机的X2A也即从站的信号接收端连接CK3M的右侧接口。
  本课题用的CK3M为没有轴单元的控制器。其他型号的连接方式可参考CK3M硬件手册。

POWER PMAC IDE软件环境搭建

实现CK3M和电脑的通讯设置,可参考博文:https://miracle.blog.csdn.net/article/details/86357566
也可参考《Power PMAC User’s Manual》中的与POWER PMAC建立连接一节。

项目搭建

第一步:首先打开POWER PMAC IDE软件,点击新建项目

第二步:初始化控制器

  在终端窗口中,分别输入$$$***、save、$$$命令将控制器重置。
  注意:程序下载到运动控制器后,如果使用save保存过,下次上电后会自动运行,为防止危险发生,建议此步操作断开EtherCAT总线

第三步:添加驱动器ESI文件

  EtherCAT->ESI管理器->添加文件。
  可以从驱动器厂家处获取ESI文件。

第四步:设置系统时钟

  解决方案资源管理器一栏中:
  PowerPMAC(项目名) -> System -> CPU -> System -> 时钟设置
  设置伺服频率(根据需要),伺服频率和驱动器循环时间匹配(下面会设置),如果驱动器循环时间为500us,那么伺服频率设置到2KHz。

第五步:添加EtherCAT主站

  如果新建项目时,选择的PowerPMAC,那么需要右击解决方案资源管理器中PowerPMAC1(你的项目名),新建EtherCAT
  如果新建项目时,选择的PowerPMAC with EtherCAT,则默认已经新建主站。这里因为已经新建所以没有,应该为添加EtherCAt。

  添加完主站后,双击添加的Master0,选择循环周期。注意,循环周期必须根据控制器的伺服频率指定通信周期,由于伺服频率选择的是1kHz,因此此处设置了1000 us。

  选择分布式时钟,选择主站偏移

第六步:扫描EtherCAT从站

  扫描EtherCAT从站,右击添加的Master0,选择扫描EtherCAT网络,系统会自动添加设备服务器从站

   扫描完EtherCAT网络后,双击添加的Slave_xxxx服务器,选择分布式时钟,按下图进行设置:选择FreeRun,覆写模式

  按上图设置完成后,选择高级选项按钮,取消图中红框选项。

第七步:添加电机

  添加电机,并配置相应的PDO映射。右击Motors文件夹选择添加电机,有几个电机就添加几个,接下来配置电机与驱动器从站Slave_xxxx的连接,通过PDO映射完成。
  注意,在没有完成POD映射之前,不能对电机进行使能命令,没有轴设置的PDO将作为不确定值进行PDO通信,故可能会发生意外

  右击从站Slave_xxxx选择属性,单击PDO映射(PDO Mapping)选项卡,选择合适的PDO映射,各个PDO映射方案所适用的控制方式可以查看《A5总线ECAT》中的默认PDO映射一节。

  对Inputs和Outputs进行设置,值得注意的是,如果此处设置不当,编码器反馈会出现问题,因此绝大多数问题是出在PDO映射上。

  设置完PDO映射后,右击Master0选择加载映射到PowerPMAC.

第八步:更改CoE对象字典

(注意第八步可以通过在下述的global definitions.pmh中加如下命令来代替:

M301->ECAT[0].IO[1].Data//#define Slave_1001_MBDHT2510BA1_1001_6060_0_Modesofoperation ECAT[0].IO[1].Data
M301=8


(本节所涉及到查手册,均为查找《A5总线ECAT.pdf》,以上传资源做参考)
  首先右击Master0,切换到诊断模式

  双击Slave_1001(你所扫描出来的从站名字)

  进入如下所示界面,选择对象字典

  接下来进行控制模式设定,其中6502h可以确认支持的控制模式,如图所示:
注意:下面所提到的6502h和6060h是我所使用的松下伺服电机的对象字典,具体参考对应电机的对象字典章节来确定所对应的关键字

  下面,根据你所采用的电机控制方式来设置6060h参数的值,如下图所示,同样,查你对应的电机手册,找其对应的设置控制模式的关键字

  再确定了你所要设置的关键字和其要设定的值后,下一步:

  修改6060的值为8,也就是cyclic位置控制模式
注意:

  也就是说通过设置6060,可以通过6061来观察是否设置成功,具体操作为:进入诊断模式后设置6060h,写入8,然后退出诊断模式,切换到配置模式,在切换到诊断模式,检查6061是否设置成功,若6061还为0,则重复上述操作,若设置成功,切换为配置模式即可。
  注意:首次设置时,每次扫描从站或切断电源后,都要检查一下6061是否还为你设置的值。(在我调试过程中,若没有正确设置,会一直报错电机放大器故障,并且无法对电机上使能)。

第九步:设置电机参数

  注意:下面步骤为设置总线型电机
  设置电机参数,双击Motors文件下的Motor1,出现下图所示界面:
  在上面完成第七步中的加载映射到Power PMAC后,下面的选择EtherCAT模块就会识别到前面添加的驱动器的ESI文件

  硬件接口模块默认即可,交互反馈模块中,如果连接正常,手动转动电机轴,会有如下图所示反馈:

  其余模块接受即可,下面在头文件中进行参数设置,在我的PMAC Script Language->Global Includes中有如下三个文件,其中global definations.pmh为项目自带的头文件,一般在这里面进行一些变量的映射,比如说用一个M变量指向一个驱动器的控制器。  ECATMap.pmh里面为第六步中点击的加载映射到Power PMAC后生成的头文件,里面是一些驱动器的ControlWord。Motor.pmh为对电机参数的设置。

下面分别介绍每个文件里的内容:

global definations.pmh


  这里首先假设一种情景:你在调试过程当中,不小心由于误操作导致电机驱动器报警,比如说关闭软件导致的点击80.4,也就是看门狗异常,这时候电机驱动器闪红灯,无法正常使用,需要对电机进行复位操作,那么除了直接拔电源,还能怎么复位呢?
  我们一般是把所有驱动器的ControlWord全都用指针指向一个M变量,从ECATMap.pmh里可以查到驱动器的控制字,然后用M指针指向它,这样当驱动器报警时,可以在终端键入M300=128来复位驱动器(此时主站应处于激活状态,才能在终端控制),当然直接令ECAT[0].IO[0].Data=128也是可以的。

ECATMap.pmh

  此文件由第六步生成。

Motor.pmh


  每个参数代表的意义可查用户手册和软件手册。
  在写完这三个头文件后,右击PowerPMAC1(你设置的项目名),点击构建并下载所有程序

  下载完后,在终端输入save保存。

第十步:激活主站

  激活主站也就是Master0

  激活成功后为:

  这里注意:由于软件的问题,激活后有时候你的Slave从站也会有绿色圆标,这时候电机电动这里可以直接使能,如果你这里跟我所显示的一样,先别着急判断你激活失败(激活成功与否看Master0的标志),在终端输入#1j/,通过命令方式来给电机上使能,如果成功,就是软件所带来的bug。同样,在你成功使能电机后,关掉软件,再次打开时,有可能也显示的这样(你首次设置是可能都有绿色光标),还是先用#1j/判断是否能使能。

总结

  到此对一个电机实现基本控制的流程就完成了,下面是我的一些总结:
  博主罗伯特详https://blog.csdn.net/weixin_43455581/article/details/91052690,他也详细介绍了整个配置流程,具体不适用地方的可以结合本文参考。这位博主有一系列的power pmac文章,值得你收藏!
  博主XL_:https://blog.csdn.net/Scorpionleilei/article/details/122744008,他也详细介绍了配置过程,对于其头文件与本文的不同,我的理解是它采用的不是总线型的电机,因为总线型电机在第六步中会生成文件ECATMap.pmh文件,只需要在进行简单的配置即可。
  学习CK3M用到的手册:
Power PMAC Users Manual.pdf用户手册,初次接触可以从这篇文档入手,虽然是英文,耐心看完,你会有一个比较全面的了解。
Power PMAC Software Reference Manual.pdf软件参考手册,对软件中涉及到的各种参数及故障的说明都在里面,当成字典用,随用随查。
Powerr PMAC IDE这个是power pmac ide这个软件的手册,里面各种操作可以查阅。

  本文涉及到的其他手册:
minas-a5-2_ctlg_c.pdf,松下A5系列电机手册,电机驱动器的接线参考。
A5总线ECAT.pdf,总线型驱动器的使用手册,里面可以查阅驱动器报警的原因,电机对应的对象字典的含义。
  以上手册均已上传资源,后续将陆陆续续更新CK3M的相关文章,共同进步!本人也是在学习的过程中写的本文,如有不对的地方,还烦请大佬批评指正。

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