Configuración de homing

1. Descripción general

Homing establece el origen cero de las coordenadas máquina G53. Los límites suaves se definen en relación con el origen de la máquina. Los límites suaves automáticamente desaceleran y detienen los ejes antes de que toquen los interruptores de límites. Una máquina configurada y funcionando correctamente no se moverá más allá de los límites suaves (software) y tendrá el origen de la máquina configurado tan repetible como lo permita el mecanismo de interruptor/índice de casa. Linuxcnc puede ser llevado a casa a ojo (marcas de alineación), con interruptores, con interruptores e índice de codificador, o utilizando codificadores absolutos. El recorrido de homing parece bastante simple: simplemente mueve cada articulación a una ubicación conocida, y establece las variables internas de LinuxCNC en consecuencia. Sin embargo, diferentes máquinas tienen diferentes requisitos, y el recorrido de homing es realmente bastante complicado.

Nota	Si bien es posible usar LinuxCNC sin interruptores, procedimientos de homing o interruptores de límite, la seguridad adicional de los límites suaves no es suficiente.

2. Prerrequisitos

Homing se basa en algunos supuestos fundamentales de la máquina.

Las direcciones negativa y positiva se basan en Movimientos de la herramienta que puede ser diferentes del movimiento real de la máquina. Es decir, en una fresadora, la mesa se mueve en lugar de la herramienta.
Todo está referenciado desde el origen G53, cero de la máquina. El origen puede estar en cualquier lugar (incluso fuera de donde puede moverse)
El origen cero de la máquina G53 está típicamente dentro del área de límites suaves, pero no necesariamente.
El offset del interruptor de casa establece dónde está el origen, pero incluso esto se referencia desde el origen.
Cuando se usa homing de índice de codificador, el offset del interruptor de casa se calcula a partir de la posición de referencia del codificador, después de que el interruptor de casa ha sido activado.
Los límites suaves (software) negativos son lo máximo que puede mover en la dirección negativa después de homing. (pero pueden no ser negativos en sentido absoluto)
Los límites suaves (software) positivos son lo máximo que se puede mover en la dirección positiva después de homing. (pero podrían no ser positivos en sentido absoluto, aunque es habitual establecerlo como un número positivo)
Los límites suaves (software) están dentro del área de interruptores de límite.
La posición de casa (final) esta dentro del área de límite suave
Si se utiliza homing basado en interruptores, los interruptores de homing utilizan los interruptores de límite (interruptor de casa / límite compartido), o cuando se usa un interruptor de casa separado, están dentro del área de interruptores de límite.
Si usa un interruptor de casa independiente, es posible que se comience homing en el lado equivocado del interruptor, lo que combinado con la opción HOME_IGNORE_LIMITS, provocará un choque fuerte. Se puede evitar esto haciendo que el interruptor de casa conmute su estado cuando el disparador está en un lado en particular hasta que vuelva a pasar el punto nuevamente. Dicho de otra manera, el estado del interruptor de casa debe representar la posición del disparador con respecto al interruptor (es decir, antes o después del interruptor), y debe permanecer así incluso si el disparador pasa por el interruptor en la misma dirección.

Nota	Aunque es posible usar LinuxCNC con el origen de máquina G53 fuera de los límites suaves de máquina, si se usa G28 o G30 sin configurar los parámetros, se va al origen predeterminadamente. Esto activará los interruptores de límite antes de alcanzar la posición.

3. Ejemplo de disposición de interruptor de casa separado

Este ejemplo muestra los interruptores de límite mínimo y máximo con un interruptor de casa separado.

Ejemplo de disposición de interruptor de homing — Figura 1. Disposición demostrativa de interruptor separado

A es el límite suave negativo
B es el origen de las coordenadas de máquina G53
C es el punto de disparo del interruptor de casa
D es el límite suave positivo
H es la posición de casa final (HOME) = 0 unidades
-L y +L son los puntos de disparo de los interruptores de límite
A<->B son los límites suaves negativos (MIN_LIMITS) = -3 unidades
B<->C es el home_offset (HOME_OFFSET) = -2.3 unidades
B<->D son los límites suaves positivos (MAX_LIMITS) = 7 unidades
A<->D es la carrera total = 10 unidades
La distancia entre los interruptores de límite y los límites suaves (-L<->A y D<-+L) se amplía en este ejemplo
Tenga en cuenta que hay una distancia entre los interruptores de límite y el contacto físico duro de arribo después de que el amplificador esté desactivado.

Nota

Homing establece el sistema de coordenadas G53, mientras que el origen de la máquina (punto cero) puede estar en cualquier lugar, establecer el punto cero en el límite suave negativo hace que todas las coordenadas G53 sean positivas, lo cual es probablemente mas fácil de recordar. Haga esto configurando MIN_LIMIT = 0 y asegúrese de que MAX_LIMIT sea positivo.

4. Ejemplo de disposición de interruptor de límite/casa compartido

Este ejemplo muestra un interruptor de límite máximo con un interruptor combinado de límite mínimo/casa.

A es el límite suave negativo.
B es la coordenada Origen de máquina G53.
C es el punto de disparo del interruptor de casa compartido con (-L) límite mínimo.
D es el límite suave positivo.
H es la posición final (HOME) = 3 unidades.
-L y +L son los puntos de disparo del interruptor de límite.
A<->B son los límites suaves negativos (MIN_LIMITS) = 0 unidades.
B<->C es el home_offset (HOME_OFFSET) = -0.7 unidades.
B<->D son los límites suaves positivos (MAX_LIMITS) 10 unidades.
A<->D es el recorrido total = 10 unidades.
La distancia entre los interruptores de límite y los límites suaves (-L<->A y D<->+L) se amplía en este ejemplo.
Tenga en cuenta que hay una distancia entre los interruptores de límite y el contacto físico duro de arribo después de que el amplificador esté desactivado.

5. Secuencia de homing

Hay cuatro posibles secuencias homing definidas por el signo de HOME_SEARCH_VEL y HOME_LATCH_VEL, junto con los parámetros de configuración asociados como se muestra en la siguiente tabla. Existen dos condiciones básicas, HOME_SEARCH_VEL y HOME_LATCH_VEL son del mismo signo o son signos opuestos. Para una descripción detallada de lo que hace cada parámetro de configuración, ver la sección siguiente.

6. Configuración

Lo siguiente determina exactamente cómo se comporta la secuencia homing. Se definen en una sección [JOINT_n] del archivo INI.

Tipo de homing	HOME_SEARCH_VEL	HOME_LATCH_VEL	HOME_USE_INDEX
Inmediato	0	0	NO
Solo índice	0	no-cero	SI
Solo interruptor	no-cero	no-cero	NO
Interruptor e índice	no-cero	no-cero	SI

Nota	Cualquier otra combinación puede provocar un error.

6.1. HOME_SEARCH_VEL

Esta variable tiene unidades de unidades máquina por segundo.

El valor predeterminado es cero. Un valor de cero hace que LinuxCNC asuma que no hay interruptor de casa; se omite la etapa de búsqueda de home.

Si HOME_SEARCH_VEL no es cero, entonces LinuxCNC supone que hay un interruptor de casa. Comienza comprobando si el interruptor de casa ya está activado. Si lo está, retrocede desde el interruptor a HOME_SEARCH_VEL. La dirección del retroceso es opuesta al signo de HOME_SEARCH_VEL. Después busca el interruptor de casa moviéndose en la dirección especificada por el signo de HOME_SEARCH_VEL, a una velocidad determinada por su valor absoluto. Cuando se detecta el interruptor de casa, la articulación se detendrá tan rápido posible, pero siempre habrá un exceso. La cantidad de exceso depende de la velocidad. Si es demasiado alto, la articulación podría sobrepasar lo suficiente para alcanzar un interruptor de límite o chocar contra el final de carrera. Por otro lado, si HOME_SEARCH_VEL es demasiado bajo, el homing puede tomar mucho tiempo.

6.2. HOME_LATCH_VEL

Esta variable tiene unidades de unidades máquina por segundo.

Especifica la velocidad y dirección que utiliza LinuxCNC cuando realiza su determinación final precisa del interruptor de casa (si está presente) y de la ubicación del pulso índice (si está presente). Por lo general, será más lento que la velocidad de búsqueda para maximizar la precisión. Si HOME_SEARCH_VEL y HOME_LATCH_VEL tienen el mismo signo, entonces la fase de enclavamiento se realiza mientras se mueve en la misma dirección que la fase de búsqueda (en ese caso, LinuxCNC primero retrocede desde el interruptor, antes de moverse hacia él nuevamente a la velocidad de enclavamiento). Si HOME_SEARCH_VEL y HOME_LATCH_VEL tienen signos opuestos, la fase de enclavamiento se realiza mientras se mueve en la dirección opuesta a la fase de búsqueda. Eso significa que LinuxCNC enclavará el primer pulso después de que salga del interruptor. Si HOME_SEARCH_VEL es cero (lo que significa que no hay un interruptor de casa), y este parámetro no es cero, LinuxCNC pasa a buscar el pulso de índice. Si HOME_SEARCH_VEL no es cero y este parámetro es cero, es un error y la operación de búsqueda fallará. El valor predeterminado es cero.

6.3. HOME_FINAL_VEL

Esta variable tiene unidades de unidades máquina por segundo.

Especifica la velocidad que utiliza LinuxCNC cuando realiza su movimiento desde HOME_OFFSET a la posición HOME. Si falta HOME_FINAL_VEL en el archivo INI, se usa la velocidad máxima de articulación para hacer este movimiento. El valor debe ser un número positivo.

6.4. HOME_IGNORE_LIMITS

Puede contener los valores YES / NO. El valor predeterminado para este parámetro es NO. Este indicador determina si LinuxCNC ignorará la entrada del interruptor de límite para esta articulación mientras hace homing. Esta configuración no ignorará las entradas de límite para otras articulaciones. Si no se tiene un interruptor de casa separado, configurarlo en YES y conectar la señal del interruptor de límite a la entrada del interruptor de casa de la articulación en HAL. LinuxCNC ignorará la entrada del interruptor de límite para esta articulación durante homing. Para usar solo una entrada para todo homing y límites, se tendrán que bloquear en HAL las señales de límite de las articulaciones que no están haciendo homing, y mandar a casa una articulación a la vez.

6.5. HOME_USE_INDEX

Especifica si hay o no un pulso de índice. Si la bandera es verdadera (HOME_USE_INDEX = YES), LinuxCNC se enclavará en el flanco ascendente del pulso índice. Si es falso, LinuxCNC enclavará en el flanco ascendente o descendente del interruptor de casa (dependiendo de los signos de HOME_SEARCH_VEL y HOME_LATCH_VEL). El valor predeterminado es NO.

Nota	HOME_USE_INDEX requiere conexiones en su archivo HAL para `joint.n.index-enable` desde `encoder.n.index-enable`.

6.6. HOME_INDEX_NO_ENCODER_RESET

El valor predeterminado es NO. Utilizar YES si el codificador utilizado para esta articulación no restablece su contador cuando se detecta un pulso de índice después de la aserción del pin HAL de la articulación index_enable. Aplicable solo si HOME_USE_INDEX = YES.

6.7. HOME_OFFSET

Esto define la ubicación del punto cero de origen del sistema de coordenadas G53 de la máquina. Es la distancia (offset), en unidades articulares, desde el origen de la máquina hasta el punto de disparo del interruptor de casa o pulso índice. Después de detectar el punto de disparo del interruptor/pulso de índice, LinuxCNC establece la posición de la coordenada a HOME_OFFSET, definiendo así el origen, desde el cual hace referencia el limite suave. El valor por predeterminado es cero.

Nota	La ubicación del interruptor de casa, como lo indica la variable HOME_OFFSET, puede estar dentro o fuera de los límites suaves. Se compartirán con o dentro de los interruptores de límite duro.

6.8. HOME

La posición a la que irá la articulación al finalizar la secuencia homing. Después de detectar el interruptor de casa o el interruptor de casa y luego el pulso de índice (según la configuración) y establecer la coordenada de ese punto en HOME_OFFSET, LinuxCNC se traslada a HOME como el paso final del proceso de homing. El valor predeterminado es cero. Tener en cuenta que incluso si este parámetro es igual que HOME_OFFSET, la articulación sobrepasará ligeramente la posición enclavada mientras para. Por lo tanto, siempre habrá un pequeño movimiento en este momento (a menos que HOME_SEARCH_VEL sea cero, y se omita toda la etapa de búsqueda/enclavamiento). Este movimiento final se realizará a la velocidad máxima de la articulación a menos que HOME_FINAL_VEL tenga valor.

Nota	La distinción entre HOME_OFFSET y HOME es que HOME_OFFSET establece primero la ubicación de origen y la escala en la máquina aplicando el valor HOME_OFFSET a la ubicación donde se encontró casa, y luego HOME dice dónde debe moverse la articulación a esa escala.

6.9. HOME_IS_SHARED

Si no hay una entrada de interruptor de casa separada para esta articulación, sino un número de interruptores momentáneos conectados al mismo pin, establecer este valor en 1 para evitar que el homing se inicie si uno de los interruptores compartidos ya está cerrado. Establecer este valor en 0 para permitir homing incluso si el interruptor ya está cerrado.

6.10. HOME_ABSOLUTE_ENCODER

Usado con codificadores absolutos. Cuando se solicita llevar a a casa la articulación, la posición actual se establece en el valor [JOINT_n]HOME_OFFSET.

El movimiento final a la posición [JOINT_n]HOME es opcional según a la configuración HOME_ABSOLUTE_ENCODER:

HOME_ABSOLUTE_ENCODER = 0 (predeterminado) la articulación no usa un codificador absoluto
HOME_ABSOLUTE_ENCODER = 1 Codificador absoluto, movimiento final a [JOINT_n]HOME
HOME_ABSOLUTE_ENCODER = 2 Codificador absoluto, SIN movimiento final a [JOINT_n]HOME

Nota	Una configuración HOME_IS_SHARED se ignora silenciosamente.

Nota	Una solicitud para volver a llevar a casa la articulación se ignora silenciosamente.

6.11. HOME_SEQUENCE

Se usa para definir una secuencia homing de múltiples articulaciones HOME ALL y aplicar un orden de referencia (p. ej., Z no puede llevarse a casa si X aún no lo está). Una articulación puede ser llevada a casa después de que todas las articulaciones con un valor más bajo (en valor absoluto) de HOME_SEQUENCE ya han sido llevadas a casa y están en HOME_OFFSET. Si dos articulaciones tienen la misma HOME_SEQUENCE, pueden ser llevadas a casa al mismo tiempo.

Nota	Si HOME_SEQUENCE no se especifica, la articulación no será llevada a casa por la secuencia HOME ALL (pero si individualmente con comandos homing de la articulación).

El número inicial de HOME_SEQUENCE puede ser 0, 1 (o -1). El valor absoluto de los números de secuencia debe incrementarse en uno; saltar números de secuencia no está permitido. Si un número de secuencia se omite, HOME ALL se detendrá al finalizar el ultimo número de secuencia válido.

Los valores de HOME_SEQUENCE negativos indican que las articulaciones en la secuencia debería sincronizar el movimiento final a [JOINT_n]HOME esperando hasta que todas las articulaciones en la secuencia estén listas. Si alguna articulación tiene un HOME_SEQUENCE negativo, todas las articulaciones con el mismo valor absoluto (positivo o negativo) del valor del elemento HOME_SEQUENCE se sincronizarán en el movimiento final.

Un HOME_SEQUENCE negativo también se aplica a los comandos para llevar a casa una sola articulación. Si el valor de HOME_SEQUENCE es negativo, todas las articulaciones que tengan el mismo valor absoluto de esa HOME_SEQUENCE serán llevadas a casa juntas con un movimiento final sincronizado. Si el valor de HOME_SEQUENCE es cero o positivo, un comando para llevar a casa la articulación solo afectará a la articulación especificada.

El trote en modo articulación de articulaciones con HOME_SEQUENCE negativa no está permitido. En aplicaciones de pórtico comunes, tal trote puede conducir a la desalineación. Hay que tener en cuenta que el trote convencional en coordenadas mundiales siempre está disponible una vez que la máquina este en casa.

Ejemplos para un sistema de 3 articulaciones

Dos secuencias (0,1), sin sincronización

[JOINT_0]HOME_SEQUENCE = 0
[JOINT_1]HOME_SEQUENCE = 1
[JOINT_2]HOME_SEQUENCE = 1

Dos secuencias, articulaciones 1 y 2 sincronizadas

[JOINT_0]HOME_SEQUENCE =  0
[JOINT_1]HOME_SEQUENCE = -1
[JOINT_2]HOME_SEQUENCE = -1

Con valores mixtos positivos y negativos, las articulaciones 1 y 2 sincronizadas

[JOINT_0]HOME_SEQUENCE =  0
[JOINT_1]HOME_SEQUENCE = -1
[JOINT_2]HOME_SEQUENCE =  1

Una secuencia, sin sincronización

[JOINT_0]HOME_SEQUENCE = 0
[JOINT_1]HOME_SEQUENCE = 0
[JOINT_2]HOME_SEQUENCE = 0

Una secuencia, todas las articulaciones sincronizadas

[JOINT_0]HOME_SEQUENCE = -1
[JOINT_1]HOME_SEQUENCE = -1
[JOINT_2]HOME_SEQUENCE = -1

6.12. VOLATILE_HOME

Si esta configuración es verdadera, esta articulacion queda fuera casa cada vez que la máquina pasa al estado OFF. Esto es apropiado para cualquier articulación que no mantenga la posición cuando el controlador de la articulación está apagado. Algunos controladores de pasos, especialmente los de micropasos, pueden necesitar esto.

6.13. LOCKING_INDEXER

Si esta articulación es un indexador rotativo con bloqueo, se desbloqueará antes de ir a casa y se bloqueará después.

6.14. Homing inmediato

Si una articulación no tiene interruptores de casa o no tiene una posición de casa lógica, como una articulación rotativa, y se desea que la casa de esa articulación sea la posición actual cuando se presione el botón "Home All" en la GUI AXIS, se necesitan las siguientes entradas INI para esa articulación.

HOME_SEARCH_VEL = 0
HOME_LATCH_VEL = 0
HOME_USE_INDEX = NO
HOME_OFFSET = 0 (o el offset de la posición de casa (HOME))
HOME_SEQUENCE = 0 (u otro número de secuencia válido)

Nota

Los valores predeterminados para HOME_SEARCH_VEL, HOME_LATCH_VEL, HOME_USE_INDEX, HOME y HOME_OFFSET son cero, por lo que pueden ser omitidos cuando se solicita homing inmediato. Normalmente debería incluirse un número válido de HOME_SEQUENCE ya que omitir una HOME_SEQUENCE elimina la articulación del HOME ALL como se indicó anteriormente.

6.15. Inhibiendo homing

Se proporciona un pin HAL (motion.homing-inhibit) para no permitir iniciación de homing tanto para "Home todos" como para articulación individual.

Algunos sistemas aprovechan las disposiciones para sincronizar movimientos finales de homing articulares controlados por elementos negativos [JOINT_N]HOME_SEQUENCE = del archivo INI. Predeterminadamente, las disposiciones de sincronización no permiten trote de articulación antes de homing con el fin de evitar trotes de articulación que podrían desalinear la máquina (perpendicularidad de pórtico, por ejemplo).

El integrador del sistema puede permitir trote articular antes de homing con lógica HAL que cambie los elementos [JOINT_N]HOME_SEQUENCE. Esta lógica también debe evaluar el pin motion.homing-inhibit para garantizar que el homing no se inicie inadvertidamente cuando el trote articular está habilitado.

Ejemplo: articulaciones sincronizadas 0,1 utilizando una secuencia negativa (-1) para homing sincronizado con un interruptor (allow_jjog) que selecciona una secuencia positiva (1) para trote articular individual antes de homing (código HAL parcial):

loadrt mux2           names=home_sequence_mux
loadrt conv_float_s32 names=home_sequence_s32
setp home_sequence_mux.in0 -1
setp home_sequence_mux.in1  1
addf home_sequence_mux servo-thread
addf home_sequence_s32 servo-thread
...
net home_seq_float <= home_sequence_mux.out
net home_seq_float => home_sequence_s32.in
net home_seq_s32   <= home_sequence_s32.out
net home_seq_s32   => ini.0.home_sequence
net home_seq_s32   => ini.1.home_sequence
...
# allow_jjog: pin creado por un panel virtual o interruptor hardware
net hsequence_select <= allow_jjog
net hsequence_select => home_sequence_mux.sel
net hsequence_select => motion.homing-inhibit

Nota	Los pines HAL INI (como ini.N.home_sequence) no están disponibles hasta que milltask comienza, por lo que la ejecución de los comandos HAL anteriores debe ser diferida utilizando un archivo HAL postgui o un script [APLICACIÓN] APP= retrasado.

Nota	La sincronización en tiempo real del trote articular para múltiples articulaciones requiere conexiones HAL adicionales para pines de tipo de trote del generador de pulso manual (MPG) (`joint.N.enable`, `joint.N.scale`, `joint.N.counts`).

Un ejemplo de simulación de configuración (gantry_jjog.ini) que demuestra el trote articular cuando se utilizan secuencias de casa negativas se encuentra en el directorio: configs/sim/axis/gantry/.