运动控制教程

适用对象: PLC 工程师、自动化工程师、运动控制初学者 前置知识: 了解 SCL 基本语法、了解伺服/步进电机基本概念 学习目标: 掌握 Darra PLC 运动控制体系的全部核心概念，能独立完成单轴定位、多轴插补、电子齿轮/凸轮等常见运动控制任务

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1. 运动控制概述

1.1 运动控制在工业自动化中的角色

运动控制是工业自动化的"肌肉系统"——PLC 是大脑，IO 是感官，运动控制让机器真正动起来。从最简单的传送带到精密的五轴加工中心，运动控制无处不在。

常见应用场景:

应用	轴数	控制要求	典型设备
传送带定位	1~2 轴	点到点，精度 ±0.5mm	食品包装、物流分拣
XY 工作台	2 轴	直线/圆弧插补，精度 ±0.02mm	点胶机、激光打标、AOI 检测
飞剪/追剪	1~2 轴同步	电子凸轮，相位同步	印刷机、包装机、造纸
龙门同步	2 轴	双驱防扭，跟随误差 < 1 脉冲	大型雕刻机、3D 打印机
6 轴机器人	6 轴	多轴协调，正逆运动学	搬运、焊接、喷涂
CNC 加工	3~5 轴	插补 + 前瞻，微秒级	数控铣床、车床

1.2 Darra 运动控制架构

Darra 运动控制严格遵循 PLCopen Motion Control 标准（IEC 61131-3 扩展部分），并兼容 CiA 402（CANopen/EtherCAT 驱动配置文件）标准。

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                    IDE (工程师电脑)                     │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐│
│  │ 轴配置向导    │  │ 电子凸轮编辑器│  │ 示波器/调试  ││
│  └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────┘│
└──────────────────────┬──────────────────────────────┘
                       │ DarraLink 18821
┌──────────────────────▼──────────────────────────────┐
│              Darra.PLC.Service (现场永驻)               │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐│
│  │ PLCopen MC   │  │ 轨迹规划器   │  │ 电子凸轮引擎 ││
│  │ 功能块运行时  │  │ (T/S 曲线)   │  │ (CAM 表)     ││
│  └──────┬───────┘  └──────┬───────┘  └──────┬───────┘│
└──────────┼─────────────────┼─────────────────┼───────┘
           │ GlobalIO Section (零拷贝)
┌──────────▼─────────────────▼─────────────────▼───────┐
│           DarraRT_PLC.sys (1ms 实时周期)                │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐│
│  │ 位置环       │  │ 插补器       │  │ 同步管理器   ││
│  │ (PID + 前馈) │  │ (直线/圆弧)  │  │ (齿轮/凸轮)  ││
│  └──────┬───────┘  └──────┬───────┘  └──────┬───────┘│
└──────────┼─────────────────┼─────────────────┼───────┘
           │ EtherCAT
┌──────────▼─────────────────▼─────────────────▼───────┐
│                  伺服驱动器 / 步进驱动器                   │
│  松下 MINAS A6B  │  台达 ASDA-A3  │  汇川 IS620N      │
└───────────────────────────────────────────────────────┘

三层分工:

层	组件	职责	实时性
策略层	PLC 程序（SCL）	调用 MC_* 功能块，编排运动逻辑	非实时 (PLC 周期)
规划层	Service 轨迹规划器	生成位置/速度/力矩曲线，CAM 查表	1ms 周期
执行层	RT 内核 + 驱动器	位置环闭环，电流环控制，编码器反馈	50μs~250μs

1.3 轴类型

Darra 支持三种轴类型：

轴类型	驱动方式	定位精度	典型应用	成本
虚拟轴 (Virtual Axis)	纯软件计算，无物理电机	无限	主轴同步、CAM 主编码器、仿真	免费
伺服轴 (Servo Axis)	伺服驱动器 + 编码器闭环	±0.01mm	精密定位、插补、力矩控制	高
步进轴 (Stepper Axis)	步进驱动器 + 脉冲方向	±0.05mm	低成本定位、点胶、小型平台	低

选型口诀: 要精度选伺服，要成本选步进，做同步用虚拟轴。

// 轴类型在轴配置中定义，程序中通过轴引用变量使用
VAR
    // 伺服轴
    ServoX : AXIS_REF;
    // 步进轴
    StepperY : AXIS_REF;
    // 虚拟轴（作为主轴）
    MasterEncoder : AXIS_REF;
END_VAR

1.4 轴组

轴组 (Group) 将多个轴组合成一个逻辑单元，用于多轴协调运动：

轴组类型	包含轴数	用途	运动学
单轴组	1 轴	独立轴控制	无
多轴插补组	2~6 轴	XY 工作台、XYZ 平台	直线/圆弧插补
机器人组	4~6 轴	关节机器人	正/逆运动学
CNC 通道	3~5 轴	数控加工	G 代码解析 + 前瞻

1.5 坐标系

Darra 运动控制涉及三种坐标系：

   工件坐标系 (WCS)             笛卡尔坐标系 (MCS)           轴坐标系
  ┌──────────────┐           ┌──────────────┐           ┌──────────────┐
  │ 相对于工件    │           │ 相对于机器    │           │ 各轴独立角度  │
  │ 的编程坐标    │           │ 基座标系      │           │ 或位置       │
  │              │           │              │           │              │
  │ 工件原点偏移  │  ───→    │ 机器原点      │  ───→    │ J1=30°       │
  │ 工件旋转      │ 变换     │ X=100,Y=200  │ 逆运动学 │ J2=-15°      │
  │              │           │ Z=50         │           │ J3=120°      │
  └──────────────┘           └──────────────┘           └──────────────┘

坐标系	说明	编程方式
轴坐标系 (Axis)	各轴独立的位置/角度值	MC_MoveAbsolute 直接设 Position
笛卡尔坐标系 (MCS)	机器基座中心的 X/Y/Z 直角坐标	MC_MoveLinear 走直线
工件坐标系 (WCS)	相对工件原点的编程坐标	MC_SetCartesianTransform 偏移

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2. 轴配置

2.1 轴参数

在 Darra IDE 中配置轴参数，每个轴有一组统一的参数表：

┌─ 轴配置 ───────────────────────────────────────────────┐
│ 轴名称:     Axis_X                                      │
│ 轴类型:     [伺服] 步进  虚拟                            │
│                                                     │
│ ── 基本参数 ──                                          │
│ 驱动器品牌:  [松下 MINAS A6B] 台达  汇川  自定义        │
│ 驱动器站号:  3  (EtherCAT 从站号)                      │
│ 编码器类型:  [增量式] 绝对值  SSI  BiSS  Endat         │
│ 编码器分辨率: 8388608  (23 位绝对值)                   │
│                                                     │
│ ── 运动参数 ──                                          │
│ 最大速度:    500.0  mm/s                              │
│ 最大加速度:  5000.0  mm/s²                            │
│ 最大减速度:  5000.0  mm/s²                            │
│ 最大跃度:    50000.0  mm/s³                           │
│ 软限位正:    500.0  mm                               │
│ 软限位负:    -500.0  mm                              │
│ 急停减速度:  10000.0  mm/s²                           │
│                                                     │
│ ── 回零参数 ──                                          │
│ 回零方式:    [7: 限位开关 + Z 脉冲]                    │
│ 回零速度:    50.0  mm/s                               │
│ 回零逼近速度: 10.0  mm/s                               │
│ 回零偏移:    0.5  mm                                 │
│                                                     │
│ ── 单位换算 ──                                          │
│ 每转脉冲数:  8388608                                  │
│ 丝杠螺距:    10.0  mm                                │
│ 减速比:      1:1                                      │
│ 显示单位:    [mm]  度  脉冲                            │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

关键参数说明:

参数	说明	设置建议
最大速度	轴允许的最高运行速度	不超过驱动器额定转速的 80%
最大加速度	轴允许的最大加速度	由负载惯量决定，过大导致机械振动
最大跃度 (Jerk)	加速度变化率	限制启停冲击，通常为加速度的 5~10 倍
软限位	软件位置限制，比硬限位早触发	硬限位向内 1~5mm
急停减速度	紧急停止时的减速度	通常是最大加速度的 2~3 倍

2.2 编码器类型

编码器类型	分辨率	特点	适用场景
增量式	1000~5000 PPR	断电丢失位置，需回零	步进电机、低端伺服
绝对值单圈	12~17 位	单圈内可知位置	旋转台、分度盘
绝对值多圈	16/23 位 + 4096 圈	断电保留位置，无需回零	精密伺服，推荐
SSI	12~25 位	同步串行接口，抗干扰强	远距离编码器
BiSS	12~26 位	开放协议，高速实时	高端伺服、机器人
Endat	12~29 位	Heidenhain 专有，高精度	数控机床、光栅尺

推荐配置: 新项目统一使用绝对值多圈编码器（23 位 + 4096 圈），断电不丢位置，生产时无需每次回零。

2.3 驱动器配置

Darra 已预置主流伺服驱动器的参数模板，无需手动配置每个参数：

品牌	型号	通讯协议	支持模式	推荐场景
松下	MINAS A6B	EtherCAT	pp, pv, pt, hm, csp, csv, cst	通用，性价比高
松下	MINAS A6N	EtherCAT	pp, pv, hm, csp	标准定位
台达	ASDA-A3	EtherCAT	pp, pv, pt, hm, csp, csv, cst	高性能
台达	ASDA-B3	EtherCAT	pp, pv, hm, csp	经济型
汇川	IS620N	EtherCAT	pp, pv, pt, hm, csp, csv, cst	国产高性能
汇川	SV660N	EtherCAT	pp, pv, hm, csp	标准伺服
西门子	V90	PROFINET	pp, pv, hm, csp	西门子生态
三菱	MR-J4/JE	CC-Link IE	pp, pv, hm, csp	三菱生态

// 在 IDE 中配置好驱动器后，程序中直接使用轴引用
// 无需再写驱动器初始化代码
// 轴参数自动通过 EtherCAT CoE 下装到驱动器

2.4 回零方式

回零（Homing）是让轴找到机械原点的过程。Darra 支持 10 种 PLCopen 标准回零模式：

模式	编号	描述	传感器	适用场景
不回零	0	当前位置设为原点	无	绝对值编码器
负限位+Z	1	找负限位→反向找 Z 脉冲	负限位+Z 脉冲	常用
正限位+Z	2	找正限位→反向找 Z 脉冲	正限位+Z 脉冲	常用
原点开关+Z	3	找原点开关→继续找 Z 脉冲	原点开关+Z 脉冲	推荐
正限位+原点+Z	4	正限位→原点开关→Z 脉冲	正限位+原点+Z	闭环
负限位+原点+Z	5	负限位→原点开关→Z 脉冲	负限位+原点+Z	闭环
限位-挡块	6	碰限位挡块回弹	限位挡块	低成本
限位+Z-挡块	7	碰挡块+找 Z 脉冲	挡块+Z 脉冲	常用
直接设原点	8	当前位置直接设为 0	无	调试阶段
距离测量	9	从触发点移动固定距离	原点开关	特殊

推荐配置:

// 推荐方式 3: 原点开关 + Z 脉冲（最准确）
// 适用于大多数伺服轴
HomeCmd(
    Axis := Axis1,
    Execute := TRUE,
    HomeMode := 3,          // 模式 3: 原点开关 + Z 脉冲
    Position := 0.0,        // 原点位置
    Velocity := 50.0,       // 快速寻找速度
    Acceleration := 500.0,  // 加速度
    HomeSwitchVelocity := 10.0  // 逼近速度（碰到开关后减速）
);

回零过程图解（模式 3: 原点开关 + Z 脉冲）:

速度 ↑
     │
     │ 快速正向 (50mm/s)       减速
     │  ┌────────────────→  ←──────┐
     │                      逼近 (10mm/s)
     │                       ──────→┐
     │                              │ 找 Z 脉冲
     │                              │   → │
     │                              │    Z│──→ 停止
     │                              ←────┘
     │                                    │
     └────────────────────────────────────┴──────→ 位置
                                  原点偏移 0.5mm
                                  ↑
                                 原点位置

常见错误:

错误现象	原因	解决
回零超时	限位开关/原点开关故障	检查传感器接线和 IO 状态
回零方向反	回零方向参数设置错	检查 HomeDirection 参数
Z 脉冲找不到	编码器信号弱或干扰	检查编码器线缆和屏蔽接地
回零位置不准	回零偏移参数错误	重新测量并设置偏移量

2.5 单位换算

Darra 自动处理单位换算，但理解原理有助于排查问题：

    脉冲数         电机旋转圈数          直线位移
  ┌───────────┐   ┌───────────┐   ┌───────────┐
  │ 8388608   │ → │ 1 圈      │ → │ 10 mm     │
  │ 脉冲      │   │ 编码器    │   │ 丝杠螺距  │
  └───────────┘   └───────────┘   └───────────┘

  位置 [mm] = 脉冲数 ÷ 编码器分辨率 × 螺距 ÷ 减速比

  示例:
  脉冲数 = 5000000
  编码器分辨率 = 8388608 (23 位)
  螺距 = 10 mm
  减速比 = 1:1

  位置 = 5000000 / 8388608 × 10 / 1 = 5.96 mm

配置示例:

机械结构	编码器分辨率	螺距/转	减速比	单位换算
丝杠直连	8388608	10 mm	1:1	1.19 脉冲/μm
丝杠+减速器	8388608	10 mm	3:1	3.58 脉冲/μm
旋转台	8388608	360°	10:1	0.00043°/脉冲
同步带	8388608	100 mm/圈	2:1	0.024 μm/脉冲

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3. 单轴运动

单轴运动是运动控制的基础。Darra 提供完整的 PLCopen 单轴功能块集。

3.1 MC_Power — 伺服使能/断电

功能: 控制伺服驱动器的使能状态。使用轴之前必须先使能。

参数表:

参数	类型	说明
Axis	AXIS_REF	轴引用
Enable	BOOL	TRUE=使能，FALSE=断电
Status	BOOL	使能状态
Busy	BOOL	正在执行
Error	BOOL	错误标志
ErrorID	UINT	错误码

时序图:

Enable  ──┐  ┌─────────────────────────
          │  │
          └──┘
Status      ┌─────────────────────────
        ────┘
          ↑          ↑
        使能中     使能完成
        (约 50ms)

SCL 示例:

PROGRAM AxisPowerCtrl
VAR
    // 功能块实例
    PowerX : MC_Power;
    PowerY : MC_Power;
    
    // 控制信号
    bEnable : BOOL := TRUE;
    bAllReady : BOOL;
END_VAR

// 使能 X 轴
PowerX(
    Axis := Axis_X,
    Enable := bEnable
);

// 使能 Y 轴
PowerY(
    Axis := Axis_Y,
    Enable := bEnable
);

// 两个轴都使能完成才返回 Ready
IF PowerX.Status AND PowerY.Status THEN
    bAllReady := TRUE;
ELSE
    bAllReady := FALSE;
END_IF;

注意事项:

• 使能需要时间（约 50~200ms），不要立即发运动指令
• 使能失败检查：急停回路、安全门、驱动器报警
• 断电前必须先 MC_Stop 停止运动

3.2 MC_Home — 回原点

功能: 执行回零操作，建立坐标系的参考点。

参数表:

参数	类型	说明
Axis	AXIS_REF	轴引用
Execute	BOOL	上升沿触发
Position	REAL	回零后设置的位置值
Mode	INT	回零模式 (0~9)
Velocity	REAL	高速寻找速度
Acceleration	REAL	加速度
HomeSwitchVelocity	REAL	逼近速度（碰到开关后）
Done	BOOL	完成标志
Busy	BOOL	正在执行
CommandAborted	BOOL	被中止
Error	BOOL	错误标志
ErrorID	UINT	错误码

SCL 示例:

PROGRAM HomeSequence
VAR
    HomeX : MC_Home;
    bHomeCmd : BOOL;
    bHomed : BOOL;
    step : INT := 0;
END_VAR

// 边沿触发
IF bHomeCmd AND NOT bHomeCmd_Old THEN
    bHomeCmd := TRUE;
END_IF;
bHomeCmd_Old := bHomeCmd;

CASE step OF
    0: // 等待回零指令
        IF bHomeCmd THEN
            step := 1;
        END_IF;
    
    1: // 执行回零
        HomeX(
            Axis := Axis_X,
            Execute := TRUE,
            Mode := 3,              // 模式 3: 原点开关 + Z 脉冲
            Position := 0.0,        // 原点位置设为 0
            Velocity := 50.0,       // 50 mm/s
            Acceleration := 500.0,
            HomeSwitchVelocity := 10.0  // 10 mm/s 逼近
        );
        
        IF HomeX.Done THEN
            HomeX(Execute := FALSE);
            bHomed := TRUE;
            step := 0;
        END_IF;
        
        IF HomeX.Error THEN
            // 处理错误
            bHomed := FALSE;
            step := 0;
        END_IF;
END_CASE;

回零轨迹图（模式 3）:

          原点开关
        ───┐───
            │
    ────────┘────────            位置
            ↑
            │
            │
  50mm/s ──→│  10mm/s ──→
            │            │
            │            │→ Z 脉冲 → 原点偏移 0.5mm

3.3 MC_MoveAbsolute — 绝对定位

功能: 将轴移动到指定的绝对位置。不管当前位置在哪，都是相对于坐标系原点的位置。

参数表:

参数	类型	说明
Axis	AXIS_REF	轴引用
Execute	BOOL	上升沿触发
Position	REAL	目标位置（单位: mm, 度, 脉冲）
Velocity	REAL	最大速度
Acceleration	REAL	加速度
Deceleration	REAL	减速度（默认为 Acceleration）
Jerk	REAL	跃度（默认为 0=不使用）
Direction	INT	方向（0=最短路径, 1=正, 2=负）
BufferMode	INT	运动衔接模式
Done	BOOL	到达目标位置
Busy	BOOL	正在执行
Active	BOOL	已被调度器接收
CommandAborted	BOOL	被中止
Error	BOOL	错误标志
ErrorID	UINT	错误码

运动轨迹图:

位置 ↑
     │                  ╱╲
     │                 ╱  ╲
     │                ╱    ╲
     │               ╱      ╲
     │              ╱        ╲
     │             ╱          ╲
     │            ╱            ╲
     │ 当前位置  ╱              ╲  目标位置 100mm
     │   0mm    ╱                ╲
     └─────────┴──────────────────┴──────→ 时间
               ↑                 ↑
             加速段             减速段
            (T 曲线)          (S 曲线)

SCL 示例:

PROGRAM SingleAxisMove
VAR
    MoveAbs : MC_MoveAbsolute;
    bMoveCmd : BOOL;
    bArrived : BOOL;
END_VAR

// 绝对定位到 100mm 位置
MoveAbs(
    Axis := Axis_X,
    Execute := bMoveCmd,
    Position := 100.0,          // 目标位置 100mm
    Velocity := 100.0,          // 最大速度 100mm/s
    Acceleration := 1000.0,     // 加速度 1000mm/s²
    Deceleration := 1000.0,     // 减速度 1000mm/s²
    Jerk := 5000.0             // 跃度 5000mm/s³
);

// 到达后复位命令
IF MoveAbs.Done THEN
    bArrived := TRUE;
    bMoveCmd := FALSE;  // 注意: Execute 必须下降沿
END_IF;

常见错误:

错误	原因	纠正
目标位置超出软限位	Position 在软限位外	检查 Position 范围
轴不动	轴未使能	先调 MC_Power
运动被中止	新指令中断了当前运动	检查 BufferMode
到达后过冲	减速度不够	增大减速度或减小负载惯量

3.4 MC_MoveRelative — 相对定位

功能: 从当前位置移动指定的距离。正数正向，负数反向。

运动轨迹图:

位置 ↑
     │                    ╱╲
     │                   ╱  ╲
     │                  ╱    ╲
     │                 ╱      ╲
     │                ╱        ╲
     │               ╱          ╲
     │ 当前位置    ╱            ╲  Distance=50mm
     │   ────────╱              ╲───────
     └──────────────────────────────────→ 时间
     ←── Distance=50mm ──→

SCL 示例:

PROGRAM RelativeMove
VAR
    MoveRel : MC_MoveRelative;
    iCount : INT := 0;
END_VAR

// 每次触发正向移动 10mm
IF bTrigger THEN
    MoveRel(
        Axis := Axis_X,
        Execute := TRUE,
        Distance := 10.0,       // 每次移动 10mm
        Velocity := 50.0,
        Acceleration := 500.0
    );
END_IF;

// 如果已经移动了 100mm，改为反向
IF MoveRel.Done THEN
    iCount := iCount + 1;
    IF iCount >= 10 THEN
        // 反向移动
        MoveRel(
            Axis := Axis_X,
            Execute := TRUE,
            Distance := -10.0,  // 负值表示反向
            Velocity := 50.0,
            Acceleration := 500.0
        );
        iCount := 0;
    END_IF;
END_IF;

3.5 MC_MoveVelocity — 速度模式

功能: 控制轴以指定速度持续运行，直到被其他指令停止。

运动轨迹图:

速度 ↑
     │         ╱────────────────────
     │        ╱
     │       ╱
     │      ╱
     │     ╱
     └────┴─────────────────────────→ 时间
          ↑
         加速到目标速度

SCL 示例:

PROGRAM VelocityCtrl
VAR
    MoveVel : MC_MoveVelocity;
    bForward : BOOL;
    bBackward : BOOL;
END_VAR

// 正向运行
IF bForward THEN
    MoveVel(
        Axis := Axis_X,
        Execute := TRUE,
        Velocity := 100.0,       // 100 mm/s 正向
        Acceleration := 500.0,
        Direction := 1           // 正向
    );
END_IF;

// 停止速度模式（用 Halt）
IF bStop THEN
    // 停止速度模式运行
END_IF;

// 读取当前速度
// 实际速度 = MoveVel.ActualVelocity

3.6 MC_Halt — 暂停

功能: 让轴减速停止，停下来后处于 Standstill 状态，可接收后续运动指令。

与 MC_Stop 的区别:

特性	MC_Halt	MC_Stop
停止后状态	Standstill（可继续运动）	ErrorStop（需 Reset）
减速度	使用正常减速度	使用急停减速度
适用场景	正常暂停、换料	紧急停止、安全门打开
恢复方式	直接发新指令	先 Reset 再发指令

SCL 示例:

PROGRAM HaltExample
VAR
    HaltCmd : MC_Halt;
    StopCmd : MC_Stop;
    ResetCmd : MC_Reset;
    bEStop : BOOL;
END_VAR

// 正常暂停
IF bPause THEN
    HaltCmd(
        Axis := Axis_X,
        Execute := TRUE,
        Deceleration := 1000.0   // 正常减速度
    );
END_IF;

// 急停
IF bEStop THEN
    StopCmd(
        Axis := Axis_X,
        Execute := TRUE
    );
END_IF;

// 急停后必须复位
IF StopCmd.Done AND NOT bEStop THEN
    ResetCmd(
        Axis := Axis_X,
        Execute := TRUE
    );
END_IF;

3.7 MC_Stop — 急停

功能: 立即减速停止，轴进入 ErrorStop 状态，需要 MC_Reset 清除后才能继续运动。

SCL 示例:

PROGRAM EmergencyStop
VAR
    StopCmd : MC_Stop;
    ResetCmd : MC_Reset;
    bEStop : BOOL;          // 外部急停信号
    bResetReq : BOOL;       // 复位请求
END_VAR

// 急停
StopCmd(
    Axis := Axis_X,
    Execute := bEStop OR bEStop_Group,
    Deceleration := 5000.0   // 急停减速度，大加速度
);

// 急停后必须复位
IF StopCmd.Done AND bResetReq THEN
    ResetCmd(
        Axis := Axis_X,
        Execute := TRUE
    );
END_IF;

3.8 MC_ReadStatus — 轴状态读取

功能: 读取轴的当前状态（状态机）。

参数表:

参数	类型	说明
Axis	AXIS_REF	轴引用
Valid	BOOL	数据有效
Busy	BOOL	正在执行
Error	BOOL	错误标志
ErrorID	UINT	错误码
Disabled	BOOL	轴未使能
Stopping	BOOL	正在停止
StandStill	BOOL	轴静止就绪
Moving	BOOL	正在运动
Accelerating	BOOL	正在加速
Decelerating	BOOL	正在减速
ConstantVelocity	BOOL	匀速
ErrorStop	BOOL	错误停止

SCL 示例:

PROGRAM ReadAxisStatus
VAR
    ReadStatus : MC_ReadStatus;
    sAxisState : STRING;
END_VAR

// 读取轴状态
ReadStatus(Axis := Axis_X);

// 根据状态显示文字
IF ReadStatus.Disabled THEN
    sAxisState := '未使能';
ELSIF ReadStatus.ErrorStop THEN
    sAxisState := '错误停止';
ELSIF ReadStatus.Stopping THEN
    sAxisState := '减速中';
ELSIF ReadStatus.Moving THEN
    sAxisState := '运动中';
ELSIF ReadStatus.StandStill THEN
    sAxisState := '就绪';
ELSE
    sAxisState := '未知';
END_IF;

// 输出到 HMI 显示
// HMI_State := sAxisState;

3.9 MC_ReadAxisError — 轴错误读取

功能: 读取轴的详细错误信息。

SCL 示例:

PROGRAM ReadAxisError
VAR
    ReadErr : MC_ReadAxisError;
    sErrorMsg : STRING;
END_VAR

// 读取错误
ReadErr(Axis := Axis_X);

IF ReadErr.Error THEN
    // 根据 ErrorID 显示错误描述
    CASE ReadErr.ErrorID OF
        16#1001: sErrorMsg := '参数无效';
        16#2001: sErrorMsg := '状态机不允许';
        16#3001: sErrorMsg := '位置超限';
        16#4001: sErrorMsg := 'EtherCAT 通讯中断';
        16#5001: sErrorMsg := '安全门打开';
        16#6001: sErrorMsg := '驱动器报警';
        16#6002: sErrorMsg := '过流';
        16#6003: sErrorMsg := '过压';
        16#6004: sErrorMsg := '编码器故障';
    ELSE
        sErrorMsg := '未知错误: ' + UINT_TO_STRING(ReadErr.ErrorID);
    END_CASE;
END_IF;

3.10 MC_Reset — 轴故障复位

功能: 清除轴的错误状态，使轴从 ErrorStop 回到 Standstill。

SCL 示例:

PROGRAM AxisReset
VAR
    ResetCmd : MC_Reset;
    bResetBtn : BOOL;
END_VAR

// 故障复位
ResetCmd(
    Axis := Axis_X,
    Execute := bResetBtn
);

// 复位成功
IF ResetCmd.Done THEN
    // 可以继续运动
END_IF;

// 复位失败（可能驱动器还有报警）
IF ResetCmd.Error THEN
    // 需要先清除驱动器报警
END_IF;

单轴运动完整示例：传送带定位

PROGRAM ConveyorAxisCtrl
VAR
    // 功能块实例
    Power    : MC_Power;
    Home     : MC_Home;
    MoveAbs  : MC_MoveAbsolute;
    MoveRel  : MC_MoveRelative;
    HaltCmd  : MC_Halt;
    ReadStat : MC_ReadStatus;
    ResetCmd : MC_Reset;
    
    // 状态机
    State    : INT := 0;
    bHomed   : BOOL := FALSE;
    CycleCnt : INT := 0;
    
    // 位置参数（从全局 DB 读取）
    PosPick  : REAL := 100.0;   // 取料位置
    PosPlace : REAL := 500.0;   // 放料位置
    Speed    : REAL := 200.0;   // 运行速度
    Accel    : REAL := 2000.0;  // 加速度
END_VAR

// ====== 主程序 ======

// 1. 始终使能
Power(Axis := ConveyorAxis, Enable := TRUE);

// 2. 读取状态
ReadStat(Axis := ConveyorAxis);

// 3. 错误处理
IF ReadStat.ErrorStop THEN
    // 显示错误到 HMI
    // HMI_Error := ReadStat.ErrorID;
    
    // 如果复位按钮按下
    IF bResetBtn THEN
        ResetCmd(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE);
        IF ResetCmd.Done THEN
            State := 0;
        END_IF;
    END_IF;
    RETURN;  // 错误状态不执行后续逻辑
END_IF;

// 4. 状态机
IF NOT Power.Status THEN
    State := 0;
    RETURN;
END_IF;

CASE State OF
    0: // 回零
        IF NOT bHomed THEN
            Home(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
                 Mode := 3, Position := 0.0,
                 Velocity := 50.0, Acceleration := Accel);
            IF Home.Done THEN
                Home(Execute := FALSE);
                bHomed := TRUE;
                State := 10;
            END_IF;
        ELSE
            State := 10;
        END_IF;
    
    10: // 等待取料信号
        IF DI[1] = TRUE THEN  // 工件到位传感器
            State := 20;
        END_IF;
    
    20: // 移动到取料位置
        MoveAbs(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
                Position := PosPick, Velocity := Speed,
                Acceleration := Accel, Deceleration := Accel);
        IF MoveAbs.Done THEN
            MoveAbs(Execute := FALSE);
            State := 30;
        END_IF;
    
    30: // 等待取料完成
        WAIT DI[2] = TRUE, Timeout := 2.0;  // 等待夹爪到位
        DELAY 0.5;  // 等待夹紧
        State := 40;
    
    40: // 移动到放料位置
        MoveAbs(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
                Position := PosPlace, Velocity := Speed,
                Acceleration := Accel, Deceleration := Accel);
        IF MoveAbs.Done THEN
            MoveAbs(Execute := FALSE);
            State := 50;
        END_IF;
    
    50: // 等待放料完成
        DELAY 0.3;
        CycleCnt := CycleCnt + 1;
        State := 10;  // 回到等待
END_CASE;

---

4. 多轴插补

多轴插补让多个轴协调运动，实现复杂的轨迹。

4.1 MC_MoveLinear — 直线插补 (2D/3D)

功能: 多个轴同时运动，使工具中心点（TCP）沿直线从起点到终点。

参数表:

参数	类型	说明
AxisGroup	AXIS_GROUP_REF	轴组引用
Execute	BOOL	上升沿触发
EndPoint	ARRAY[1..n] OF REAL	终点坐标（各轴分量）
Velocity	REAL	轨迹速度 (mm/s 或 deg/s)
Acceleration	REAL	轨迹加速度
Deceleration	REAL	轨迹减速度
Jerk	REAL	轨迹跃度
CoordSystem	INT	坐标系 (0=轴系, 1=笛卡尔)
BufferMode	INT	运动衔接模式
Done	BOOL	完成标志
Busy	BOOL	正在执行
Active	BOOL	已被接收
CommandAborted	BOOL	被中止
Error	BOOL	错误标志
ErrorID	UINT	错误码

2D 直线插补轨迹图:

Y ↑
  │                    ╱ 终点 (100, 80)
  │                   ╱
  │                  ╱
  │                 ╱
  │                ╱
  │               ╱
  │              ╱
  │             ╱
  │            ╱
  │ 起点     ╱
  │ (0,0)   ╱
  └────────┴──────────────────────→ X

3D 直线插补轨迹图:

Z ↑
  │          ╱ 终点 (80, 60, 50)
  │         ╱
  │        ╱
  │       ╱
  │      ╱
  │     ╱
  │    ╱
  │   ╱
  │  ╱
  │ ╱
  │╱ 起点 (0,0,0)
  └───────────────→ Y
  ╲
   ╲ X

SCL 示例:

PROGRAM LinearInterpolation
VAR
    // 轴组引用（在轴配置中定义的 2 轴组）
    XY_Group : AXIS_GROUP_REF;
    
    // 功能块
    MoveLin : MC_MoveLinear;
    MoveLin2 : MC_MoveLinear;
    
    // 状态机
    State : INT := 0;
END_VAR

CASE State OF
    0: // 使能轴组
        // 先使能组内所有轴
        PowerX(Axis := Axis_X, Enable := TRUE);
        PowerY(Axis := Axis_Y, Enable := TRUE);
        IF PowerX.Status AND PowerY.Status THEN
            State := 10;
        END_IF;
    
    10: // 回零
        // 回零代码...
        State := 20;
    
    20: // 直线插补到点 (100, 80)
        MoveLin(
            AxisGroup := XY_Group,
            Execute := TRUE,
            EndPoint := [100.0, 80.0],  // X=100, Y=80
            Velocity := 100.0,           // 轨迹速度 100mm/s
            Acceleration := 1000.0,
            Deceleration := 1000.0,
            BufferMode := mcBlendingLow  // 平滑过渡
        );
        
        IF MoveLin.Done THEN
            MoveLin(Execute := FALSE);
            State := 30;
        END_IF;
    
    30: // 继续直线插补到点 (200, 0)
        MoveLin2(
            AxisGroup := XY_Group,
            Execute := TRUE,
            EndPoint := [200.0, 0.0],
            Velocity := 100.0,
            Acceleration := 1000.0,
            Deceleration := 1000.0,
            BufferMode := mcBlendingLow
        );
        
        IF MoveLin2.Done THEN
            MoveLin2(Execute := FALSE);
            State := 20;  // 循环
        END_IF;
END_CASE;

4.2 MC_MoveCircular — 圆弧插补

功能: 多个轴沿圆弧运动。支持两种方式：中心点方式和三点方式。

圆弧插补轨迹图:

Y ↑
  │
  │     起点 (100, 0)
  │     ●───────────────○
  │      ╲             ╱
  │       ╲   圆心    ╱
  │        ╲ (0,0)  ╱
  │         ╲      ╱
  │          ╲    ╱
  │           ╲  ╱
  │            ╲╱
  │             ●
  │     终点 (0, -100)
  └──────────────────────→ X

中心点方式:

// 圆弧插补 - 中心点方式
// 圆心: (0, 0), 起点: (100, 0), 终点: (0, -100)
MoveCirc_Center(
    AxisGroup := XY_Group,
    Execute := TRUE,
    EndPoint := [0.0, -100.0],         // 终点
    AuxPoint := [0.0, 0.0],            // 圆心 (CenterPoint)
    PathChoice := 0,                   // 0=顺时针, 1=逆时针
    Velocity := 100.0,
    Acceleration := 1000.0,
    Deceleration := 1000.0
);

三点方式:

// 圆弧插补 - 三点方式
// 起点: (100, 0), 中间点: (0, 100), 终点: (-100, 0)
MoveCirc_Point(
    AxisGroup := XY_Group,
    Execute := TRUE,
    EndPoint := [-100.0, 0.0],         // 终点
    AuxPoint := [0.0, 100.0],          // 圆弧上中间点
    PathChoice := 0,
    Velocity := 100.0,
    Acceleration := 1000.0
);

4.3 MC_MoveDirectAbsolute — 多轴独立绝对定位

功能: 组内各轴独立运动到各自的目标位置，各轴不需要同步到达。

SCL 示例:

// 多轴独立绝对定位
// X 轴到 200mm，Y 轴到 150mm，各轴独立运动
MoveDirectAbs(
    AxisGroup := XY_Group,
    Execute := TRUE,
    Position := [200.0, 150.0],    // 各轴独立目标
    Velocity := [100.0, 80.0],     // 各轴独立速度
    Acceleration := [1000.0, 1000.0],
    Deceleration := [1000.0, 1000.0]
);

4.4 插补精度与速度控制

参数	影响	设置建议
插补周期	精度越高，CPU 负载越高	默认 1ms，高速时 0.5ms
速度波动	大加速度导致速度波动	使用 S 曲线，设 Jerk 参数
轮廓误差	圆弧插补的弦高误差	自动计算，最大 0.01mm
速度前瞻	连续轨迹的平滑度	默认 10 段，可调至 50 段

---

5. 电子齿轮与电子凸轮

5.1 MC_GearIn — 电子齿轮啮合

功能: 从轴跟随主轴运动，保持固定比例关系。

原理图:

主轴 (Master)  ──────┬────── 速度 Vm
                     │
                     │  GearIn (比例 = 2:1)
                     │
                     ▼
从轴 (Slave)   ──────┬────── 速度 Vs = Vm × Ratio

参数表:

参数	类型	说明
Master	AXIS_REF	主轴（通常为虚拟轴或编码器）
Slave	AXIS_REF	从轴
Execute	BOOL	上升沿触发
RatioNumerator	DINT	比例分子（从轴脉冲数）
RatioDenominator	DINT	比例分母（主轴脉冲数）
Acceleration	REAL	啮合加速度
Deceleration	REAL	脱开减速度
InGear	BOOL	已啮合标志
Busy	BOOL	正在执行
Error	BOOL	错误标志

SCL 示例:

PROGRAM GearControl
VAR
    GearIn : MC_GearIn;
    GearOut : MC_GearOut;
    bEngage : BOOL;
    bDisengage : BOOL;
END_VAR

// 啮合: 从轴跟随主轴，比例 2:1
// 即主轴每转 1 圈，从轴转 2 圈
IF bEngage THEN
    GearIn(
        Master := MasterAxis,
        Slave := SlaveAxis,
        Execute := TRUE,
        RatioNumerator := 2,      // 分子
        RatioDenominator := 1,    // 分母
        Acceleration := 1000.0
    );
END_IF;

// 脱开
IF bDisengage THEN
    GearOut(
        Master := MasterAxis,
        Slave := SlaveAxis,
        Execute := TRUE
    );
END_IF;

// 读取状态
IF GearIn.InGear THEN
    // 已啮合，从轴同步跟随主轴
END_IF;

齿轮比计算示例:

场景	主轴速度	从轴速度	比例	RatioNumerator	RatioDenominator
相同速度	1000 rpm	1000 rpm	1:1	1	1
减速	1500 rpm	500 rpm	1:3	1	3
增速	500 rpm	2000 rpm	4:1	4	1
精确比例	2 圈	5 圈	5:2	5	2

5.2 MC_GearOut — 电子齿轮脱开

功能: 解除从轴与主轴之间的齿轮关系，从轴恢复独立运动。

SCL 示例:

GearOut(
    Master := MasterAxis,
    Slave := SlaveAxis,
    Execute := TRUE,
    Deceleration := 1000.0  // 脱开时的减速度
);

5.3 MC_CamIn — 电子凸轮啮合

功能: 从轴跟随主轴运动，但不是简单的比例关系，而是按照 CAM 曲线定义的非线性关系运动。

原理图:

主轴位置 ↑
         │                 ╱
         │                ╱
         │               ╱
         │              ╱
         │             ╱
         │            ╱
         │           ╱
         │          ╱
         │         ╱
         │        ╱
         │       ╱
         │      ╱
         │     ╱
         │    ╱
         │   ╱
         │  ╱
         │ ╱
         │╱
         └───────────────────────────→ 从轴位置

CAM 曲线示例——飞剪同步曲线:

从轴位置 ↑
         │        ┌──────────────┐
         │       ╱                ╲
         │      ╱                  ╲
         │     ╱                    ╲
         │    ╱                      ╲
         │   ╱                        ╲
         │  ╱                          ╲
         │ ╱                            ╲
         │╱                              ╲
         └──────────────────────────────────→ 主轴位置
          ↑ 同步区            ↑ 回程区
         (剪切过程)          (等待下一刀)

SCL 示例:

PROGRAM CamControl
VAR
    CamIn : MC_CamIn;
    CamOut : MC_CamOut;
    CamTable : MC_CamTableSelect;
    bEngage : BOOL;
    bDisengage : BOOL;
END_VAR

// 1. 选择凸轮表
CamTable(
    CamTable := 1,          // 凸轮表编号（在 IDE 中编辑）
    Execute := TRUE
);

// 2. 啮合凸轮
IF bEngage THEN
    CamIn(
        Master := MasterAxis,
        Slave := SlaveAxis,
        Execute := TRUE,
        CamTable := 1,
        MasterStartPos := 0.0,     // 主轴起始位置
        MasterEndPos := 360.0,     // 主轴结束位置
        SlaveStartPos := 0.0,      // 从轴起始位置
        SlaveEndPos := 100.0,      // 从轴结束位置
        MasterScaling := 1,        // 主轴缩放
        SlaveScaling := 1,         // 从轴缩放
        StartMode := 0             // 0=当前位置开始
    );
END_IF;

// 3. 脱开凸轮
IF bDisengage THEN
    CamOut(
        Master := MasterAxis,
        Slave := SlaveAxis,
        Execute := TRUE
    );
END_IF;

5.4 CAM 曲线定义

在 Darra IDE 的凸轮编辑器中，可以直观地编辑 CAM 曲线：

┌─ 凸轮编辑器 ─────────────────────────────────────────┐
│                                                        │
│  从轴位置 ↑                                            │
│  100      │  ┌──────────┐                              │
│           │ ╱            ╲                             │
│   80      │╱              ╲                            │
│           │                ╲                           │
│   60      │                 ╲                          │
│           │                  ╲                         │
│   40      │                   ╲                        │
│           │                    ╲                       │
│   20      │                     ╲                      │
│           │                      ╲                     │
│    0      └──────────────────────┴──────────────────→  │
│           0    72    144   216   288   360              │
│                      主轴位置 (度)                      │
│                                                        │
│  曲线类型: [多项式 5 次]   同步区间: 60°~180°          │
│  最大速度: 150 mm/s        最大加速度: 5000 mm/s²      │
│                                                        │
│  插入点: 修改点: 删除点:                               │
│                                                        │
│  ┌─ 曲线参数 ─────────────────────────────────┐       │
│  │ 点 1: (0, 0)  | 点 2: (60, 20) | 点 3: ... │       │
│  │ 多项式: 5 次  | 插值: 样条     | 速度: 0  │       │
│  └─────────────────────────────────────────────┘       │
└────────────────────────────────────────────────────────┘

CAM 曲线类型:

曲线类型	特点	适用场景
多项式 3 次	速度连续，加速度有跳变	低速凸轮
多项式 5 次	速度和加速度都连续，平滑	通用推荐
多项式 7 次	速度和加速度二阶导数连续	高速凸轮，振动敏感
样条 (Spline)	通过所有控制点，完全平滑	复杂曲线
修正正弦	修正正弦加速度曲线	飞剪、追剪
自定义	自由绘制	特殊运动需求

飞剪凸轮曲线示例 (5 次多项式):

// 飞剪凸轮曲线参数
// 主轴周期: 360° (一圈)
// 从轴行程: 0~100mm (剪切行程)
// 同步区: 60°~180° (与材料速度同步)
// 回程区: 180°~360° (快速返回，准备下一刀)

CamTableParams := [[0, 0], [60, 20], [180, 100], [200, 95], [360, 0]];

5.5 实际应用：飞剪

飞剪是电子凸轮最经典的应用——旋转刀在材料运动时同步跟随，切断后快速返回：

材料运动方向 ────────────────→
                      ┌───────────────┐
                      │  旋转刀       │
                      │  ┌─────────┐  │
      ════════════    │  │  刀片   │  │    ════════════
                      │  └─────────┘  │
                      └───────────────┘
                        ↑ 同步区剪切
                        
从轴位置/速度
    ↑
    │  ┌──────────┐
    │ ╱            ╲          速度曲线
    │╱              ╲
    │                ╲
    │                 ╲
    └──────────────────┴──────────→
    
    ↑ 同步 (剪切)   ↑ 回程 (快速返回)

SCL 完整示例:

PROGRAM FlyingShear
VAR
    // 轴
    MaterialAxis : AXIS_REF;  // 材料主轴（虚拟轴，跟随编码器）
    CutterAxis : AXIS_REF;    // 刀具从轴
    
    // 功能块
    PowerCutter : MC_Power;
    CamIn : MC_CamIn;
    CamOut : MC_CamOut;
    CutCmd : BOOL;
    bInSync : BOOL;
    nCutCount : INT := 0;
END_VAR

// 使能刀具轴
PowerCutter(Axis := CutterAxis, Enable := TRUE);

// 主循环
IF PowerCutter.Status AND NOT CamIn.InGear THEN
    // 啮合凸轮
    CamIn(
        Master := MaterialAxis,
        Slave := CutterAxis,
        Execute := TRUE,
        CamTable := 1,
        MasterStartPos := 0.0,
        MasterEndPos := 360.0,
        SlaveStartPos := 0.0,
        SlaveEndPos := 100.0
    );
END_IF;

// 凸轮已啮合
bInSync := CamIn.InGear;

// 剪切完成计数（在同步区末端触发）
IF bInSync AND CamIn.SlavePosition >= 99.0 THEN
    nCutCount := nCutCount + 1;
    CutCmd := TRUE;
    // 输出剪切信号
    DO[1] := TRUE;
    DELAY 0.05;
    DO[1] := FALSE;
END_IF;

---

6. 位置控制模式

Darra 伺服驱动器支持 CiA 402 标准定义的所有控制模式：

6.1 模式总览

模式	缩写	代码	描述	适用场景
轮廓位置模式	pp	1	驱动器内部完成位置曲线规划	点到点定位
轮廓速度模式	pv	3	驱动器内部完成速度曲线规划	传送带恒速
轮廓力矩模式	pt	4	驱动器内部完成力矩曲线规划	压合、拧紧
回零模式	hm	6	驱动器执行回零	回原点
插补位置模式	ip	7	上位机逐周期发位置指令	多轴插补（推荐）
循环同步位置	csp	8	上位机每周期发目标位置	通用模式（推荐）
循环同步速度	csv	9	上位机每周期发目标速度	速度同步
循环同步力矩	cst	10	上位机每周期发目标力矩	力矩控制

6.2 模式选择指南

6.3 csp 模式（推荐）

csp 模式（Cyclic Synchronous Position）是 Darra 推荐的默认模式。上位机每个周期（1ms）发送目标位置，驱动器完成速度和电流环。

PLC 周期 (1ms)      驱动器周期 (62.5μs)
     │                    │
     │ 目标位置 ────────→ 位置环
     │                    │
     │                    │ 速度环
     │                    │
     │                    │ 电流环
     │                    │
     │ 编码器反馈 ←───────│
     │                    │
     └────────────────────┘

配置方式：在轴配置页面选择"csp 模式"，或通过 SDO 设置：

// 通过 SDO 设置控制模式为 csp (8)
// 在轴配置时自动完成，一般不需要手动写
// 如果需要切换：
SDO_Write( SlaveID := 3, Index := 16#6060, SubIndex := 0, Value := 8 );

6.4 pp 模式

轮廓位置模式：上机位只发目标位置，驱动器内部完成加减速规划（T 曲线或 S 曲线）。

上位机: 发目标位置 (100mm)
                 │
                 ▼
驱动器: 内部规划速度曲线
    ┌────────────────────────┐
    │ 100mm ────────────────→│
    │ 加速 → 匀速 → 减速    │
    └────────────────────────┘
                 │
                 ▼
           电机到达 100mm

优点: 减少上位机通讯负担 缺点: 驱动器之间的同步精度不如 csp

---

7. 轴组与坐标系

7.1 轴组定义

轴组 (Group) 将多个物理轴组合成一个逻辑单元，实现多轴协调运动。

轴组配置示例:

轴组: XY_Table
  ├── Axis_X: 伺服轴 (松下 MINAS A6B, 站号 3)
  ├── Axis_Y: 伺服轴 (松下 MINAS A6B, 站号 4)
  └── Kinematics: 2D 直角坐标
        ├── 正解: (X, Y) = (J1, J2)
        └── 逆解: (J1, J2) = (X, Y)

SCL 中引用轴组:

VAR
    // 在轴配置中定义好的轴组
    XY_Group : AXIS_GROUP_REF;
    
    // 轴组功能块
    GrpEnable : MC_GroupEnable;
    GrpDisable : MC_GroupDisable;
    GrpHome : MC_GroupHome;
    GrpStop : MC_GroupStop;
    GrpReset : MC_GroupReset;
    GrpReadStatus : MC_GroupReadStatus;
END_VAR

// 使能轴组
GrpEnable(AxisGroup := XY_Group, Enable := TRUE);

7.2 正运动学 (FK): 关节→笛卡尔

正运动学：已知各关节角度，求 TCP 在笛卡尔空间的位置。

2 轴直角坐标:

正解: X = J1
       Y = J2

6 轴关节机器人:

正解: 使用 DH 参数表
       [X, Y, Z, Rx, Ry, Rz] = FK(J1, J2, J3, J4, J5, J6)

7.3 逆运动学 (IK): 笛卡尔→关节

逆运动学：已知 TCP 在笛卡尔空间的目标位置，求各关节角度。

2 轴直角坐标:

逆解: J1 = X
       J2 = Y

2 轴平面关节:

             ┌──────────────────────────────┐
             │ 逆解公式:                      │
             │ J2 = arccos((X² + Y² - L1² - L2²) / (2 × L1 × L2)) │
             │ J1 = arctan(Y/X) - arctan(L2 × sin(J2) / (L1 + L2 × cos(J2))) │
             └──────────────────────────────┘

7.4 工具坐标系 (TCP)

工具坐标系 (TCP, Tool Center Point) 定义工具末端相对机器人法兰的位置和姿态。

配置:

TCP 位置:
    X = 0.0 mm    (相对法兰中心)
    Y = 0.0 mm
    Z = 150.0 mm  (工具长度 150mm)
    
TCP 姿态:
    Rx = 0.0°     (绕 X 轴旋转)
    Ry = 0.0°     (绕 Y 轴旋转)
    Rz = 0.0°     (绕 Z 轴旋转)

标定方法:

1. 四点法: 移动机器人到同一参考点，变换 4 个不同姿态
2. 六点法: 更精确，变换 6 个姿态
3. 外部测量: 使用激光跟踪仪或 3D 测量

7.5 工件坐标系 (WCS)

工件坐标系相对机器基座坐标系偏移，编程时坐标直接以工件为参考：

机器基座坐标系 (MCS)        工件坐标系 (WCS)
    ┌─────┐                  ┌─────┐
    │     │  X=200,Y=100     │     │
    │     │  Z=0,Rz=30°      │     │
    │     │  ───────────→    │     │
    │     │  平移 + 旋转     │     │
    └─────┘                  └─────┘

SCL 设置:

// 设置工件坐标系
MC_SetCartesianTransform(
    AxisGroup := Robot1,
    Execute := TRUE,
    Coordinate := WCS,             // 工件坐标系
    Translation := [200.0, 100.0, 0.0],  // 平移
    Rotation := [0.0, 0.0, 30.0]         // 旋转 (Z 轴 30°)
);

---

8. CNC 与 G 代码 (P5 预留)

当前状态: P5 预留，正在开发中，预计下一版本可用。

8.1 CNC 架构概述

G 代码文件 ──→ 解析器 ──→ 路径缓存 ──→ 前瞻模块 ──→ 速度规划 ──→ 插补器 ──→ 轴
                 │           │           │            │           │
                 │  G01      │  10 段    │  自动减速  │  S 曲线   │  1ms
                 │  G02      │           │  拐角处理  │           │
                 │  G03      │           │            │           │

8.2 G 代码示例

% 加工一个矩形
G21          ; 单位 mm
G90          ; 绝对坐标
G17          ; XY 平面
M03 S1000    ; 主轴 1000 rpm

G00 Z5.0     ; 快速移动到安全高度
G00 X0 Y0    ; 快速移动到起点

G01 Z-1.0 F100 ; 下刀 1mm, 进给 100mm/min
G01 X100 Y0    ; 直线到 (100,0)
G01 X100 Y100  ; 直线到 (100,100)
G01 X0 Y100    ; 直线到 (0,100)
G01 X0 Y0      ; 回到起点
G00 Z5.0       ; 抬刀

M05             ; 主轴停止
M30             ; 程序结束

8.3 当前可实现方案

虽然 CNC 功能模块在 P5 阶段，但您可以使用 MC_MoveLinear + MC_MoveCircular 组合实现基本的数控功能：

// 用 PLCopen 功能块实现 G 代码等效
// 加工矩形轮廓

// G00 Z5.0
MoveAbs(Axis := Z, Position := 5.0, Velocity := 500.0);
// G00 X0 Y0
MoveLin(Group := XY_Group, EndPoint := [0.0, 0.0], Velocity := 500.0);
// G01 Z-1.0 F100
MoveAbs(Axis := Z, Position := -1.0, Velocity := 10.0);
// G01 X100
MoveLin(Group := XY_Group, EndPoint := [100.0, 0.0], Velocity := 50.0);
// G01 X100 Y100
MoveLin(Group := XY_Group, EndPoint := [100.0, 100.0], Velocity := 50.0);
// G01 X0 Y100
MoveLin(Group := XY_Group, EndPoint := [0.0, 100.0], Velocity := 50.0);
// G01 X0 Y0
MoveLin(Group := XY_Group, EndPoint := [0.0, 0.0], Velocity := 50.0);
// G00 Z5.0
MoveAbs(Axis := Z, Position := 5.0, Velocity := 500.0);

---

9. 实际应用示例

9.1 单轴定位搬运（伺服电机控制）

场景: 传送带上的工件需要从取料位移动到放料位。

设备:

• 1 台伺服电机（松下 MINAS A6B）
• 丝杠模组，行程 500mm
• 到位传感器 × 2

SCL 程序:

PROGRAM SingleAxisTransfer
VAR
    // 功能块
    Power   : MC_Power;
    Home    : MC_Home;
    MoveAbs : MC_MoveAbsolute;
    ReadSt  : MC_ReadStatus;
    Reset   : MC_Reset;
    
    // 状态机
    State      : INT := 0;
    bInitialized : BOOL := FALSE;
    nCycle       : INT := 0;
    
    // 位置参数
    cPickPos  : REAL := 50.0;     // 取料位 50mm
    cPlacePos : REAL := 450.0;    // 放料位 450mm
    cSpeed    : REAL := 300.0;    // 速度 300mm/s
    cAccel    : REAL := 3000.0;   // 加速度 3000mm/s²
END_VAR

// === 主循环 ===

// 1. 使能轴
Power(Axis := ConveyorAxis, Enable := TRUE);

// 2. 读状态
ReadSt(Axis := ConveyorAxis);

// 3. 错误处理
IF ReadSt.ErrorStop THEN
    Reset(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE);
    IF Reset.Done THEN
        Reset(Execute := FALSE);
        State := 0;
    END_IF;
    RETURN;
END_IF;

// 4. 轴就绪才能运行
IF NOT Power.Status THEN
    State := 0;
    RETURN;
END_IF;

// 5. 状态机
CASE State OF
    0: // 初始化 - 回零
        IF NOT bInitialized THEN
            Home(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
                 Mode := 3, Position := 0.0,
                 Velocity := 50.0, Acceleration := cAccel);
            IF Home.Done THEN
                Home(Execute := FALSE);
                bInitialized := TRUE;
                State := 10;
            END_IF;
        ELSE
            State := 10;
        END_IF;
    
    10: // 等待取料信号
        IF DI[1] = TRUE THEN   // 工件到位传感器
            State := 20;
        END_IF;
    
    20: // 移动到取料位
        MoveAbs(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
                Position := cPickPos, Velocity := cSpeed,
                Acceleration := cAccel, Deceleration := cAccel);
        IF MoveAbs.Done THEN
            MoveAbs(Execute := FALSE);
            DO[1] := TRUE;     // 夹爪闭合
            DELAY 0.3;
            State := 30;
        END_IF;
    
    30: // 移动到放料位
        MoveAbs(Axis := ConveyorAxis, Execute := TRUE,
                Position := cPlacePos, Velocity := cSpeed,
                Acceleration := cAccel, Deceleration := cAccel);
        IF MoveAbs.Done THEN
            MoveAbs(Execute := FALSE);
            DO[1] := FALSE;     // 夹爪打开
            DELAY 0.3;
            nCycle := nCycle + 1;
            State := 10;        // 回到等待
        END_IF;
END_CASE;

9.2 两轴直线插补（XY 工作台）

场景: 点胶机 XY 工作台沿直线路径点胶。

SCL 程序:

PROGRAM XYGluePath
VAR
    // 轴组
    XY_Group : AXIS_GROUP_REF;
    
    // 功能块
    GrpEnable : MC_GroupEnable;
    MoveLin1  : MC_MoveLinear;
    MoveLin2  : MC_MoveLinear;
    MoveLin3  : MC_MoveLinear;
    MoveLin4  : MC_MoveLinear;
    
    // 状态机
    State : INT := 0;
    bGlueOn : BOOL;
END_VAR

// 使能轴组
GrpEnable(AxisGroup := XY_Group, Enable := TRUE);

IF NOT GrpEnable.Status THEN
    RETURN;
END_IF;

// 点胶路径: 矩形 + 对角线
CASE State OF
    0: // 移动到起点上方
        MoveLin1(AxisGroup := XY_Group, Execute := TRUE,
                 EndPoint := [10.0, 10.0],   // X=10, Y=10
                 Velocity := 200.0, Acceleration := 2000.0,
                 BufferMode := mcAborting);
        IF MoveLin1.Done THEN
            MoveLin1(Execute := FALSE);
            State := 10;
        END_IF;
    
    10: // 开始点胶
        bGlueOn := TRUE;  // 打开点胶阀
        DELAY 0.1;
        State := 20;
    
    20: // 直线到 (90, 10)
        MoveLin2(AxisGroup := XY_Group, Execute := TRUE,
                 EndPoint := [90.0, 10.0],
                 Velocity := 50.0, Acceleration := 1000.0,
                 BufferMode := mcBlendingLow);
        IF MoveLin2.Done THEN
            MoveLin2(Execute := FALSE);
            State := 30;
        END_IF;
    
    30: // 直线到 (90, 90)
        MoveLin3(AxisGroup := XY_Group, Execute := TRUE,
                 EndPoint := [90.0, 90.0],
                 Velocity := 50.0, Acceleration := 1000.0);
        IF MoveLin3.Done THEN
            MoveLin3(Execute := FALSE);
            State := 40;
        END_IF;
    
    40: // 直线到 (10, 90)
        MoveLin4(AxisGroup := XY_Group, Execute := TRUE,
                 EndPoint := [10.0, 90.0],
                 Velocity := 50.0, Acceleration := 1000.0);
        IF MoveLin4.Done THEN
            MoveLin4(Execute := FALSE);
            bGlueOn := FALSE;  // 关闭点胶阀
            State := 50;
        END_IF;
    
    50: // 回到起点
        MoveLin1(AxisGroup := XY_Group, Execute := TRUE,
                 EndPoint := [10.0, 10.0],
                 Velocity := 200.0, Acceleration := 2000.0);
        IF MoveLin1.Done THEN
            MoveLin1(Execute := FALSE);
            State := 0;  // 完成一个循环
        END_IF;
END_CASE;

点胶路径图:

Y ↑
90│  ┌─────────────────┐
   │  │                 │
   │  │   点胶路径      │
   │  │    (针头沿直线)  │
   │  │                 │
   │  │                 │
10│  └─────────────────┘
   │
   └──┴─────────────────┴──→ X
      10                 90

9.3 电子齿轮同步（印刷机从轴跟随主轴）

场景: 印刷机中，印刷辊（从轴）必须跟随材料（主轴）同步运动。

SCL 程序:

PROGRAM PrintingPressSync
VAR
    // 轴
    MaterialAxis : AXIS_REF;  // 材料主轴（虚拟轴，跟随编码器）
    PrintRoller  : AXIS_REF;  // 印刷辊
    
    // 功能块
    PowerRoller : MC_Power;
    GearIn : MC_GearIn;
    GearOut : MC_GearOut;
    bRunning : BOOL;
    bError : BOOL;
END_VAR

// 使能印刷辊
PowerRoller(Axis := PrintRoller, Enable := bRunning);

// 控制逻辑
IF bRunning THEN
    // 啮合齿轮: 印刷辊与材料同步
    // 比例: 材料走 100mm，印刷辊转 1 圈
    GearIn(
        Master := MaterialAxis,
        Slave := PrintRoller,
        Execute := TRUE,
        RatioNumerator := 1,        // 从轴转 1 圈
        RatioDenominator := 100,    // 材料走 100mm
        Acceleration := 500.0
    );
    
    // 监控同步状态
    IF GearIn.InGear THEN
        // 同步正常
        bError := FALSE;
    END_IF;
    
    // 同步丢失处理
    IF GearIn.Error THEN
        bError := TRUE;
        // 报警输出
    END_IF;
ELSE
    // 脱开齿轮
    GearOut(
        Master := MaterialAxis,
        Slave := PrintRoller,
        Execute := TRUE
    );
END_IF;

9.4 电子凸轮飞剪（旋转刀剪切）

场景: 连续运动的材料上，旋转刀在材料运动过程中同步剪切，然后快速返回。

PROGRAM FlyingShearFull
VAR
    // 轴
    Material    : AXIS_REF;  // 材料主轴（编码器）
    CutterMotor : AXIS_REF;  // 旋转刀伺服
    
    // 功能块
    PowerCutter : MC_Power;
    CamIn       : MC_CamIn;
    CamOut      : MC_CamOut;
    CamTableSel : MC_CamTableSelect;
    
    // 控制
    bCutCycle   : BOOL := TRUE;
    nCutCount   : INT := 0;
    bCutOutput  : BOOL;
END_VAR

// 使能
PowerCutter(Axis := CutterMotor, Enable := TRUE);

// 选择凸轮表
CamTableSel(CamTable := 1, Execute := TRUE);

// 主循环
IF PowerCutter.Status AND bCutCycle THEN
    // 凸轮啮合
    IF NOT CamIn.InGear THEN
        CamIn(
            Master := Material,
            Slave := CutterMotor,
            Execute := TRUE,
            CamTable := 1,
            MasterStartPos := 0.0,
            MasterEndPos := 360.0,
            SlaveStartPos := 0.0,
            SlaveEndPos := 360.0,
            StartMode := 0
        );
    END_IF;
    
    // 在同步区触发剪切（由 CAM 曲线保证刀具速度 = 材料速度）
    // 检测刀具位置，在同步区末端输出剪切信号
    IF CamIn.InGear AND CamIn.SlavePosition >= 180.0 
       AND CamIn.SlavePosition < 182.0 THEN
        bCutOutput := TRUE;
        nCutCount := nCutCount + 1;
    ELSE
        bCutOutput := FALSE;
    END_IF;
END_IF;

9.5 3 轴点胶路径规划

场景: 3 轴点胶机，沿三维路径点胶。

PROGRAM ThreeAxisGlue
VAR
    // 三轴组
    XYZ_Group : AXIS_GROUP_REF;
    
    // 功能块
    GrpEnable : MC_GroupEnable;
    MoveL1 : MC_MoveLinear;
    MoveL2 : MC_MoveLinear;
    MoveL3 : MC_MoveLinear;
    MoveL4 : MC_MoveLinear;
    
    State : INT := 0;
    bGlue : BOOL;
    bDone : BOOL;
END_VAR

// 使能
GrpEnable(AxisGroup := XYZ_Group, Enable := TRUE);
IF NOT GrpEnable.Status THEN RETURN; END_IF;

CASE State OF
    0: // 快速移动到起点上方
        MoveL1(AxisGroup := XYZ_Group, Execute := TRUE,
               EndPoint := [10.0, 10.0, 10.0],
               Velocity := 200.0, Acceleration := 2000.0);
        IF MoveL1.Done THEN MoveL1(Execute := FALSE); State := 10; END_IF;
    
    10: // 下刀到点胶高度
        MoveL2(AxisGroup := XYZ_Group, Execute := TRUE,
               EndPoint := [10.0, 10.0, 0.5],
               Velocity := 20.0, Acceleration := 1000.0);
        IF MoveL2.Done THEN MoveL2(Execute := FALSE); bGlue := TRUE; State := 20; END_IF;
    
    20: // 沿 X 方向点胶
        MoveL3(AxisGroup := XYZ_Group, Execute := TRUE,
               EndPoint := [90.0, 10.0, 0.5],
               Velocity := 30.0, Acceleration := 500.0);
        IF MoveL3.Done THEN MoveL3(Execute := FALSE); bGlue := FALSE; State := 30; END_IF;
    
    30: // 抬刀
        MoveL4(AxisGroup := XYZ_Group, Execute := TRUE,
               EndPoint := [90.0, 10.0, 10.0],
               Velocity := 50.0, Acceleration := 1000.0);
        IF MoveL4.Done THEN MoveL4(Execute := FALSE); bDone := TRUE; END_IF;
END_CASE;

9.6 龙门同步控制（双驱防扭）

场景: 大型龙门 XY 平台，X 轴由两个电机同步驱动，防止龙门扭转。

结构图:

           ┌──────────────────────────────────┐
           │            横梁 (Gantry)          │
           │                                  │
    Motor_L ─────────────────────────────── Motor_R
           │     │                    │
           │     │                    │
           │  丝杠 L               丝杠 R
           │     │                    │
           └─────┴────────────────────┴──────┘

控制策略:

1. 主从模式: Motor_L 是主，Motor_R 是从，跟随主位置
2. 跟随误差监控: 两个电机的位置差超过阈值 → 报警停止
3. 防扭控制: 实时检测位置差，微调补偿

SCL 程序:

PROGRAM GantrySync
VAR
    // 轴
    Gantry_Master : AXIS_REF;  // 主电机
    Gantry_Slave  : AXIS_REF;  // 从电机
    
    // 功能块
    PowerM : MC_Power;
    PowerS : MC_Power;
    GearIn : MC_GearIn;
    MoveAbs : MC_MoveAbsolute;
    
    // 防扭监控
    ReadStatusM : MC_ReadStatus;
    ReadStatusS : MC_ReadStatus;
    fDiffLimit : REAL := 0.1;     // 位置差阈值 (mm)
    fPositionDiff : REAL;
    bTorsionAlarm : BOOL;
END_VAR

// 使能两个电机
PowerM(Axis := Gantry_Master, Enable := TRUE);
PowerS(Axis := Gantry_Slave, Enable := TRUE);

// 从电机跟随主电机（齿轮比 1:1）
IF PowerM.Status AND PowerS.Status THEN
    GearIn(
        Master := Gantry_Master,
        Slave := Gantry_Slave,
        Execute := TRUE,
        RatioNumerator := 1,       // 1:1 同步
        RatioDenominator := 1,
        Acceleration := 2000.0
    );
END_IF;

// 绝对定位（只需发指令给主电机，从电机自动跟随）
IF bMoveCmd THEN
    MoveAbs(
        Axis := Gantry_Master,
        Execute := TRUE,
        Position := 300.0,
        Velocity := 100.0,
        Acceleration := 1000.0
    );
END_IF;

// 防扭监控：实时比较两个电机位置
ReadStatusM(Axis := Gantry_Master);
ReadStatusS(Axis := Gantry_Slave);
fPositionDiff := ABS(ReadStatusM.ActualPosition - ReadStatusS.ActualPosition);

IF fPositionDiff > fDiffLimit THEN
    bTorsionAlarm := TRUE;
    // 停止所有运动
    // 输出报警
END_IF;

---

10. 调试与优化

10.1 轴调试工具

Darra IDE 提供以下运动控制调试工具：

工具	位置	功能
Jog 面板	工具 → 轴调试 → Jog	手动点动、回零、使能/断电
示波器	工具 → 轴调试 → 示波器	实时采集位置/速度/力矩曲线
参数整定	工具 → 轴调试 → 参数整定	自动/手动整定伺服增益
状态监控	在线监控 → 轴状态	实时显示轴状态和错误码
跟随误差	在线监控 → 跟随误差	实时显示位置偏差

10.2 伺服增益整定

伺服驱动器的三个闭环：

位置环 ──→ 速度环 ──→ 电流环 ──→ 电机
   ↑                      │
   └──────────────────────┘
  编码器反馈

增益参数:

参数	名称	作用	增大效果	减小效果
Kp	位置环比例增益	位置跟随刚度	跟随误差减小，可能振动	跟随误差增大，更稳定
Kv	速度环比例增益	速度响应	响应更快，可能超调	响应变慢，更稳定
Ki	速度环积分增益	稳态误差消除	消除稳态误差，可能振荡	可能有稳态误差
Kvff	速度前馈	减小跟随误差	跟随误差大幅减小	跟随误差增大
Kaff	加速度前馈	补偿加速段误差	加速段跟随误差减小	加速段误差增大

整定步骤 (推荐顺序):

第 1 步: 调电流环（通常不动，驱动器默认已调好）
第 2 步: 调速度环 (Kv, Ki)
    ├── 低速时，增大 Kv 直到轻微振动，然后回调 80%
    └── 用示波器观察阶跃响应，无超调为佳
第 3 步: 调位置环 (Kp)
    ├── 从低到高增加 Kp
    └── 观察跟随误差，目标 < 1 脉冲
第 4 步: 加前馈 (Kvff, Kaff)
    ├── 逐步增加 Kvff 使跟随误差趋近 0
    └── 注意: 前馈过大可能导致过冲

10.3 加减速优化

S 曲线 vs T 曲线:

速度 ↑              速度 ↑
     │    ┌──┐           │   ╱╲
     │   ╱    ╲          │  ╱  ╲
     │  ╱      ╲         │ ╱    ╲
     │ ╱        ╲        │╱      ╲
     └────────────→      └────────────→
      T 曲线 (有冲击)       S 曲线 (平滑)

曲线	特点	适用场景
T 曲线	加速度突变，有冲击	低速、大惯性
S 曲线	加速度连续，无冲击	通用推荐
修正 S 曲线	加速度和跃度都连续	高速、精密定位

加速时间计算:

给定:
  Vmax = 100 mm/s (最大速度)
  Accel = 1000 mm/s² (加速度)
  Jerk = 5000 mm/s³ (跃度)

S 曲线加速时间:
  T_accel = Vmax/Accel + Accel/Jerk
          = 100/1000 + 1000/5000
          = 0.1 + 0.2
          = 0.3 秒

加速段位移:
  S_accel = 0.5 × Vmax × T_accel
          = 0.5 × 100 × 0.3
          = 15 mm

10.4 跟随误差分析

什么是跟随误差?

位置目标 ────→ 位置实际 ───→ 差值 = 跟随误差
                     ↑
                     └─ 编码器反馈

正常跟随误差范围:

控制模式	典型跟随误差	备注
pp 模式	0	驱动器内部闭环，误差为 0
csp 模式	±0.01~0.1mm	取决于通讯周期和增益
pv 模式	±0.5~2mm	速度模式下跟随误差较大
高速 (500mm/s+)	±0.05~0.2mm	需要前馈补偿

跟随误差过大:

原因	现象	解决
增益太低	加速段误差大，匀速段误差小	增大 Kp, Kv
前馈不够	全程误差大	增大 Kvff, Kaff
加速度太大	高速运行误差大	减小加速度或增加 Jerk
机械间隙	方向切换时误差突变	加背隙补偿或换机械
通讯延迟	周期性误差波动	检查 EtherCAT 周期

10.5 振动抑制

常见振动类型:

共振 ────╱╲────╱╲────    频率: 5~50 Hz
         ╱  ╲  ╱  ╲
        ╱    ╲╱    ╲

抖动 ────╱╲╱╲╱╲╱╲╱╲    频率: 50~200 Hz
         ╱╲╱╲╱╲╱╲╱╲
        ╱╲╱╲╱╲╱╲╱╲

爬行 ────╱╲╱╲╱╲╱╲╱╲    低速时的摩擦导致
         ╱╲╱╲╱╲╱╲╱╲
        ╱╲╱╲╱╲╱╲╱╲

振动抑制方法:

方法	原理	适用场景
陷波滤波器	滤除共振频率	机械共振
低通滤波器	衰减高频噪声	编码器噪声
增益降低	降低系统响应	顽固振动
阶跃变 S 曲线	减小加速度冲击	启停振动
加速度前馈	补偿惯性力	加减速段振动

10.6 常见问题排错

问题	可能原因	排查步骤	解决方案
轴使能不上	急停/安全门/驱动器报警	1. 检查安全回路 2. 读驱动器报警码 3. 检查 EtherCAT 通讯	按急停复位 → 清除驱动器报警 → 重新使能
轴运动抖动	增益过高/机械共振	1. 用示波器看速度曲线 2. 降低增益 3. 增加陷波滤波器	降低 Kp 20% → 检查效果 → 逐步调整
定位不准	背隙/编码器故障/丝杠磨损	1. 测量往返误差 2. 检查编码器 3. 检查机械	增加背隙补偿 → 更换磨损部件
回零失败	传感器故障/参数错误	1. 检查传感器 IO 状态 2. 核对回零参数 3. 手动试回零	修复传感器 → 核对参数
跟随误差大	增益低/前馈不够/负载重	1. 读跟随误差值 2. 增大增益 3. 加前馈	逐步增大 Kp, Kv, 加 Kvff
电子齿轮滑脱	主轴丢失脉冲/通讯中断	1. 检查主轴编码器 2. 检查 EtherCAT 通讯 3. 看 InGear 状态	检查编码器接线 → 检查通讯线
紧急停止后轴动不了	处于 ErrorStop 状态	1. 读状态 2. 确认急停已复位 3. 执行 MC_Reset	先 MC_Reset → 再重新运动
多轴插补轨迹偏离	轴间同步误差/机械问题	1. 看各轴跟随误差 2. 检查机械传动 3. 检查插补参数	调整各轴增益一致 → 改善机械
凸轮运动异常	CAM 曲线设计错误	1. 检查 CAM 曲线 2. 检查主轴位置 3. 看 InGear 状态	重新设计 CAM 曲线
驱动器过流报警	电机堵转/短路/加减速过大	1. 检查电机是否卡住 2. 降低加速度 3. 检查电机线	排除机械卡死 → 降低加速度

---

附录

A. 运动控制功能块速查表

功能块	类别	功能	是否常用
MC_Power	管理	使能/断电	⭐⭐⭐
MC_Home	管理	回零	⭐⭐⭐
MC_Stop	管理	急停	⭐⭐⭐
MC_Halt	管理	暂停	⭐⭐⭐
MC_Reset	管理	复位	⭐⭐⭐
MC_ReadStatus	管理	读状态	⭐⭐⭐
MC_ReadAxisError	管理	读错误	⭐⭐
MC_MoveAbsolute	单轴	绝对定位	⭐⭐⭐
MC_MoveRelative	单轴	相对定位	⭐⭐⭐
MC_MoveVelocity	单轴	速度模式	⭐⭐
MC_MoveAdditive	单轴	追加运动	⭐
MC_Jog	单轴	点动	⭐⭐
MC_MoveLinear	多轴	直线插补	⭐⭐⭐
MC_MoveCircular	多轴	圆弧插补	⭐⭐
MC_MoveDirectAbsolute	多轴	独立绝对	⭐⭐
MC_GearIn	同步	齿轮啮合	⭐⭐
MC_GearOut	同步	齿轮脱开	⭐⭐
MC_CamIn	同步	凸轮啮合	⭐⭐
MC_CamOut	同步	凸轮脱开	⭐⭐
MC_CamTableSelect	同步	选凸轮表	⭐⭐
MC_GroupEnable	轴组	组使能	⭐⭐⭐
MC_GroupDisable	轴组	组断电	⭐⭐
MC_GroupHome	轴组	组回零	⭐⭐
MC_GroupStop	轴组	组急停	⭐⭐
MC_GroupReset	轴组	组复位	⭐⭐
MC_GroupReadStatus	轴组	组状态	⭐⭐
MC_SetCartesianTransform	坐标系	设坐标系变换	⭐⭐

B. 轴状态机状态码

状态码	名称	说明
0	Disabled	轴未使能，不响应任何指令
1	ErrorStop	错误停止，需要 Reset
2	Standstill	已使能，静止，可接收指令
3	DiscreteMotion	点对点运动（MC_MoveAbsolute/Relative）
4	ContinuousMotion	连续运动（MC_MoveVelocity）
5	Homing	回零中
6	SynchronizedMotion	同步运动（齿轮/凸轮）

C. 关键参数推荐值

应用场景	加速度	跃度	速度环增益	位置环增益	速度前馈
传送带定位	2000 mm/s²	10000 mm/s³	20 Hz	30 1/s	80%
XY 工作台	3000 mm/s²	15000 mm/s³	30 Hz	50 1/s	90%
点胶机	1000 mm/s²	5000 mm/s³	15 Hz	25 1/s	70%
飞剪	5000 mm/s²	25000 mm/s³	40 Hz	60 1/s	100%
龙门同步	2000 mm/s²	10000 mm/s³	25 Hz	40 1/s	85%
机器人	5000 mm/s²	25000 mm/s³	50 Hz	80 1/s	100%

D. 学习路径

第 1 步: 读完本节 → 理解概念
第 2 步: 跑单轴示例 → 实践 MC_Power, MC_MoveAbsolute, MC_Home
第 3 步: 跑双轴插补示例 → 实践 MC_MoveLinear
第 4 步: 跑电子齿轮示例 → 实践 MC_GearIn
第 5 步: 跑电子凸轮示例 → 实践 MC_CamIn
第 6 步: 独立设计一个完整项目

E. 相关文档

• PLCopen MC 功能块参考 — 功能块详细参数
• 机器人运动指令 — MOVJ/MOVL/MOVC 指令
• 机器人使能与急停 — 安全操作流程
• 步进电机定位案例 — 完整项目案例
• 6 轴机器人取放案例 — 深度案例
• EtherCAT 通讯 — 驱动通讯配置
• 性能优化 — 实时性调优