运动控制器轴回零的配置与实现

01轴回零

一、回零说明

在高精度自动化设备上都有自己的参考坐标系，工件的运动可以定义为在坐标系上

的运动，坐标系的原点即为运动的起始位置，各种加工数据都是以原点为参考点计算的。

所以后动控制器执行运动指令之前，设备都要进行回零操作，到设定的参考坐标

系原点,若不进行问零操作,会导致后续运动轨迹错误C

正运动控制器提供了多种回零方式，通过DATUM单轴回零指令设置，不同模式值选

择不同的回零方式，各轴按照设置回零的方式自动回零。

DATUM指令为单轴回零指令，每次作用在一个轴上，多轴回零时，需要对每个轴都

使用DATUM指令回零。

回零时机台需要接入原点开关（指示原点的位置的到位传感器）和正负限位开关（均

为传感器，传感器检测到信号后，表示有输入信号，传给控制器处理）。

单轴找原点时，原点开关通过DATUM」N设置，正负限位开关分别通过FWD」N和

REV」N设置。控制器正/负限位信号生效后，会立即停止轴，停止减速度为FASTDEC。

设备回零方式有控制器回零和伺服参数回零。控制器回零是把零点位置传感器连接到运

动控制器上，控制器通过搜索零点传感器位置回零点,本文主要介绍控制器提供的回零

模式。伺服参数回零是将零点传感器连接到伺服驱动器上，控制器通过发送命令给伺服

驱动器，伺服驱动器进行回零的操作。驱动器自身的同零模式请参考下篇。二、回零

相关指令

运动控制器同零常用的相关指令如卜表所示。

命令1含义|说明|

DATUM回原点指令单轴找原点运动

DATUM_IN映射原点开关信号通用输入口设置为原点开关信号，-1无效

SPEED运动速度找原点开关的速度

CREEP反向爬行速度轴回零时的反向爬行速度

HOMEWAIT回零反找延时回原点运动，当反找时要等待一定时间

FWD_IN映射正限位输入正向限位开关，限制轴的行程范围

REV_IN映射英限位输入负向限位开关，限制轴的行程范围

INVERT_IN输入信号电平反转根据实际的光电开关常开常闭确定

AXISSTATUS轴状态查看轴当前的状态

1.回零指令DATUM

DATUM是运动控制器的回零指令，相关PI零搜索模式很多，根据当前轴所处的位置或效

率要求选择合适的模式，DATUM指令指令后轴开始运动，搜寻原点信号，遇到原点信号

后自行停止，将当前的位置清零，回零成功，详情参见下节说明。语法：DATLM（模式）

2.映射原点输入DATUM_IN

运动控制器原点开关的设置，对应输入口IN信号。

语法：DATUMIN=输入口编号，-1取消映射

对于ZYC系列的控制器，由于输入OFF时认为有信号输入（ECI系列控制器与之相反）,

原点和正负限位开关等特殊信号映射完成需要INVERT」区反转输入信号。

3.回零速度SPEED>CREEP

回零运动中为了更精确的找到零点，会使用爬行速度CREEP和轴运行速度SPEED来

进行原点搜寻，SPEED设置相对大一些，用于快速搜寻原点开关的位置，CREEP一般为

较小值，爬行到原点开关处停止，问零成功。

语法：SPEED=数值

语法：CREEP二数值

4.正负限位FWD_IN、REV_IN

REVJNRS.LIMITFS.LIMITFWDJN

负向阳位开关负向软眼位正面软眼位正向限&弁关

工作危圉

允许运动的危困

硬限位开关是限制轴的最大“允许行进范围”的限位开关。硬限位开关是物理开关元件，

硬限位开关由指令映射到相应输入开关信号上，根据开关信号是常开还是常闭确定是否要对

信号进行翻转，设置完成后，碰到硬限位开关，对应轴立即停止运动，停止减速度为FASTDECo

软限位开关将限制轴的“工作范围”，由指令直接设置限位位置，轴走到设置位置后立

即采用减速度FASTDEC停止运动，它们应位于机床限制行进范围的相关硬限位开关的内侧.

由于软限位开关的位置较为灵活，因此可根据当前的运行轨迹和具体要求调整轴的工作范围。

工作台碰到限位开关或者规划位置超越软限位时，运动控制器紧急停止工作

台的运动。限位触发以后，轴无法继续运动，此时需要调整轴的位置，使其远离

限位位置才能重新开始运动。

轴在碰到限位的时候才会产生停止信号，此时由于减速需要一定的时间，实际轴的位置

会越过限位一定距离，假设停止时SPEED速度是V。，快减速FASTDEC为a,计算公式：

(vt),-(v0)=2as

带入下方数据:0-1002=2*(-1000)*S,得出减速的距离S=5,由此可得,增大FASTDEC和减

小SPEED都能达到减小减速距离的目的，以防止过冲。

语法：

FWDJN=输入口编号，-1取消映射

RRV.IN=输入口编号,-1取消映射

5.回零反找延时HOMEWAIT

对脉冲方式的伺服驱动器，部分回零模式碰到原点信号之后停止，由于找原点SPEED速

度较快产生过冲，停止之后需延时之后在CREEP速度反向找原点，控制器默认值为延时

2mso需要运行更平稳的场合可适当增加反找延时。语法：HOMEWAIT二数值(毫秒单位)

6.轴状态AXISSTATUS

查看轴当前的状态，可以查询控制器是否处于回零状态，遇到限位开关或软件限

位将会产生报警提示。AXISSTATUS的值对应的说明如下，同时发生多种错误，

用组合值表示。

位说明打印值

1随动误差超限告警22h

2与远程轴通讯出错44h

3远程驱动器报错88h

4正向硬限位1610h

5反向硬限位3220h

6找原点中6440h

7HOLD速度保持信号输入12880h

8随动误差超限出错256lOOh

9超过正向软限位512200h

10超过负向软限位1024400h

11CANCEL执行中2048800h

12脉冲频率超过MAX_SPEED限制.需要修改降速或修改MAX_SPEED4096lOOOh

14机械手指令坐标错误163844000h

18电源异常26214440000h

19精准输出缓冲溢出52428880000h

21运动中触发特殊运动指令失败2097152200000h

22告警信号输入4194304400000h

23轴进入了暂停状态8388608800000h

打印信息如下：表示在轴0回零过程中碰到正向限位开关后停止轴运动，并打印轴状态

报警提示，解除报警可以将轴反向运动，离开限位开关即可。

Axis:OAXISSTATUS:50h,FM）如下图，可通过轴状态窗口实时的监控AXISSTATUS。

轴参数斗□

轴选择参数选择

轴0轴1，轴2

COMMENT

ATYPE100

UNITS111

ACCEL100001000010000

DECEL000

SPEED10010001000

CREEP10100100

LSPEED000

MERGE000

SRAMP000

DPOS67000

MPOS67000

ENDMOVE67000

FS_LIMH200000000200000000200000000

RS_LIMH-200000000-200000000-200000000

DATUM_IN5-1-1

FWD」N0-1-1

RfcVJN1-1-1

IDLE-1-1-1

LOADED-1-1-1

MSPEED000

MTYPE000

NTYPE000

REMAIN000

VECTOR.BUFFERED000

VP.SPEED000

AXISSTATUSlOhOhOh

MOVE_MARK200

MOVE_CURMARK-1-1-1

AXIS_STOPREASONlOhOhOhv

<>

轴参数帮助|属性

三、回零模式详解

语法：DATUM（模式）

|描述

模

式

0清除所有轴的错误状态

1轴以CREEP速度正向运行直到Z信号出现,碰到限位开关会直接停止,DPOS值重置为0同时纠正MP0So

2轴以CREEP速度反向运行直到Z信号出现,碰到限位开关会直接停止,DPOS值重置为0同时纠正MP0So

3轴以SPEED速度正向运行，直到碰到原点开关，然后轴以CREEP速度反向运动直到离开原点开关。找

原点阶段碰到正限位开关会直接停止，爬行阶段碰到负限位开关会直接停止,DPOS值重置为0同时纠

正MPOS,

4轴以SPEED速度反向运行，直到碰到原点开关，然后轴以CREEP速度正向运动直到离开原点开关。找

原点阶段碰到负限位开关会直接停止，爬行阶段碰到正限位开关会直接停止。DP0S值重置为0同时纠

正MPOSo

5轴以SPEED速度正向运行，直到碰到原点开关，然后轴以CREEP速度反向运动直到离开原点开关，然

后再继续以爬行速度反转直到碰到Z信号。碰到限位开关会直接停止，

DP0S值重置为0同时纠正MPOSo

6轴以SPEED速度反向运行，直到碰到原点开关，然后轴以CREEP速度正向运动直到离开原点兀美，然

后再继续以爬行速度正转直到碰到Z信号。碰到限位开关会直接停止。

DP0S值重置为0同时纠正MP0S

8轴以SPEED速度正向运行，直到碰到原点开关，碰到限位开关会直接停止。

9轴以SPEED速度反向运行，直到碰到原点开关，碰到限位开关会直接停止。

21使用EtherCAT驱动器回零功能，此时mode2有效。

设置驱动器回零方式(6098h),缺省0表示使用飘动器当前的回零方式。会使用轴的SPEED,CREEP,

ACCEL,DECEL,乘以UNITS后自动设置驱动器的6099h,609Ah

动作时序：6098叵零方式-6099速度-609A加速度一6060切换当前模式。

表的模式+10(10+n)表示碰到限位后反找，不会碰到限位停止，例如DATUMQ3)二

DATUM(3+10),使用DATUM(13)的回零方式,碰到正限位后不停止,而是反向运行,多用

于原点在正中间的情况。表的模式+100(模式100+n和110+n分别对应n和10+n),表

示回零成功之后，自动清零MPOS,例如DATUM(103).DATUM(113),适用于ATYPE=4,接

入编码器后可以自动清零MPOS(仅限4系列)，其他的模式白动清零DPOS,MPOS需要手

动清零。

02控制器回零模式、.面以上表最基础的几种模式展开详细讲解。纵轴v为运动速度,

横轴s为相对运动起始点的距离。

1.回零模式1

DATUM(l)轴以CREEP速度正向运行，直到Z信号出现后开始减速，停止后所处位置为零

点，此时将DP0S值重置为0,回零途中若碰到限位开关会直接停止。

回零模式2与模式1找原点运动方向相反。

VT

2.回零模式3

DATUM(3)轴以SPEED速度快速正向运行，直到碰到原点开关后开始减速，减速到0之后

再反向以CREEP速度找原点，再次碰到原点之后减速停止，轴停止之后将DPOS值重置

为0,当前所处位置为零点，回零途中若碰到限位开关会直接停止。回零模式4与模式

3找原点运动方向相反。

3.回零模式5

DATUM(5)轴以SPEED速度快速正向运行，直到碰到原点开关后开始减速，减速到0之后

再反向以CREEP速度运动，直到Z信号出现之后减速停止，遇到Z信号立即减速停止,

停止的位置为零点，将DP0S值重置为0,回零途中若碰到限位开关会宜接停止。

回零模式6与模式5找原点运动方向相反。

4.同零模式8

DATUM(8)轴以SPEED速度快速正向运行，直到碰到原点开关后开始减速，减速到0

之后便将DPOS值重置为0,停止后所处位置为零点，回零途中若碰到限位开关会直接停

止。

5.回零模式13DATUM(13)轴以SPEED速度快速正向运行,若先碰到限位开关，不会报警

停止，以SPEED速度反向找原点，遇到原点信号后减速为CREEP直到离开原点开关立即

停止，回零成功，位置清零；若先碰到原点信号，则与模式3相同。

回零模式14与模式13找原点运动方向相反。

03控制器回零方式

1.模式3单轴回零示例：

BASE(0)DPOS=0ATYPE=1SPEED=100'找原点速度CREEP=10，找到原点后反向爬行速

度ACCEL=1000DECEL=1000SRAMP=100'加减速平滑DATUM」N=0'输入工N0作为原点

开美INVERT_IN(0,ON)'反转IN0电平信号，常开信号进行反转TRIGGER'自动触发示波

器DATUM(3)'模式3回零方式

运行效果如下图：

正在找原点时轴状态AXISSTATUS显示40h,回零成功变为Oh。

ZB4Ucl.bas-ZDevdopV3.10.04-D:\Dcktof\W9V91s

文*F)控和》<c)MI(E)«®v)in目(P)MAD)«n(w)»r<H)

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文件g2BASKO)融送行］裳敖

DPOS=0

Basel.—3」抑

4ATYPE11轴1A

5SPEED=100，嘱薪金向虐行速度SRAFF1000

6CREEP=10DPO515920

7ACCEL=1000MPOS1S9S0

8DBCEL=1000&CMO吒15990

9SRA1E100

FSJJMTT200000000200X0(X0

DATUI_II=O入INO作在原点开关

'覆徒电并铮，常开行反特RSJ.IMTT

IBVKRTII001IHOtSMiS2000000W200000X0

TRIGGER1DATUMJN0-1

,'模爵式避凝不方式逮

DATO1(3)3FWJN-1-1

«VJN-1-1

uxe0•1

lOAoeo-1•I

MSPEH)1000

MBPE120

PCTYPE00

文件祝图」REMAIN00

g8_pUHWH>00

命令与检出3□e.SPCED0

DowntoControllerRanSuccess.2022-02-2214:18:45.ElapsedtitDe:1656ms.AXISSTATUSOh

l*KJ^_rV*CA.u

MO\t_CURMAaK0-1

AXIS.$TOWASONOhOh

MO曰EFF8H)00v

在线冬令：I发送Im质I清除I

。令与e出I♦找结果I辕参与I辅助I*性I

行:19.巩0.字料•387tt»:0.0.涓息:1ZMC4121»2.1€

如下图，轴0以SPEED=100的速度正向运行，直到碰到原点开关信号IN(0),然后以

CREEP=10的速度反向运动，直到再次离开原点开关的位置时停下，此时回零完成，轴

的DPOS自动置0,若中途碰到限位开关，轴立即停止。

2.DATUM。3)模式，对比DAT【JM(3),碰到限位开关轴不停止，而是反向找原点，如下示

例：

BASE(0)DPOS=0ATYPE=1SPEED=100'找原点速度CREEP=10'找到原点后反向爬行速

度ACCEL=1000DECEL=1000SRAMP=100，加减速平滑DATUM」N=0'输入IN0作为原点

开关FWD」N=1'输入INI作为正限位开关工NVERT_IN[0,ON)'反转工N0电平信号，常开

信号进行反转INVERT_IN(1,ON)'反转IN1电平信号，常开信号进行反转TRIGGER'自动

触发示波器DATUM(13)'模式3回零方式

运行效果如下图：

正在找原点时轴状态AXISSTATUS显示40h,回零成功变为Oh,原点开关和限位开

关的映射也可在轴参数窗口查看。

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文件视图BMCl.bM珀参数Q□

文件名］自动送行BASE0)怆选择|整数送修

DPOS0

BwKibasItto1<ffil

ATYPK1

SPEED=100藕籍善反问电行速度CR£EP10100

5CREEP=10LSPCS)00

6ACCEL=1000XRGE00

7DECEL1000

'加濡速平滑SRAMP1000

8SRAIP100DPOS

'愤入IH0作为原点开3s310

9DATUI_IM=01ypos

10FfD_Il=l5S540

11IIVERTIN001ENCHOit35380

12IIVERT.IIl.OH，反拷nn电丰金FSJJMH200000X)020X)00000

13TRIGGKRRSJIMITCT200UXKXX)

14DATUK13)DATUMJN-1

15FWDJN-1

16EID

REVJN-1-1