同起同停的齒輪同步功能，常用于如下圖所示的龍門吊、多軸提升機構等應用場景。這類應用場景都是在設備停止狀態下標定好各個單軸的位置關系，然后同時啟動各個單軸，運動時軸和軸之間的速度和位置按照預定的比例關系同步進行。例如圖1中龍門吊水平方向移動的軸X和X1，運動時X和X1需要同步運行。

圖1：齒輪同步應用場景

S7-200 SMART V2.7固件的CPU支持2D/3D直線插補運動，該插補運動為基于單軸發送PTO（脈沖串輸出）的開環運動控制。

插補運動可實現按照定義好的路徑運動，也可以使用指令GRP0_2D/3D_MOVELINEAR實現空間中點到點的直線運動。

本應用案例將講解如何基于直線插補運動指令GRP0_2D_MOVELINEAR實現2軸同起同停的齒輪同步功能。如果想實現3軸同步功能，可參考本文思路，通過3軸插補指令GRP0_3D_MOVELINEAR實現。

小貼士

硬件及軟件需求

1. 硬件要求

S7-200 SMART CPU控制器

SIMATIC S7-200 SMART V2.7產品家族

2. 軟件要求

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.7

S7-200 SMART CPU編程

1. 運動控制向導

要使用直線插補運動指令GRP0_2D_MOVELINEAR來實現2軸同步功能。

在“運動控制向導”中需要組態“軸0”和“軸1”，并在“軸組設置”中使能“2D直線插補”，如圖2所示。

運動控制向導配置完成后，會自動生成GRP0_2D_MOVELINEAR等指令。

圖2：運動控制向導

2. 控制程序

本例程主要使用子例程指令AXISx_CTRL和GRP0_2D/3D_MOVELINEAR完成，例程僅作簡單功能講解，不能直接用于實際項目。

AXISx_CTRL

S7-200 SMART沒有提供軸組的初始化指令，因此用戶在調用直線運動指令之前，需要依次將對應的單軸進行初始化操作。

單軸執行環境初始化調用的指令為AXISx_CTRL。軸組中的每個單軸，都需要調用AXISx_CTRL。

GRP0_2D/3D_MOVELINEAR

GRP0_2D/3D_MOVELINEAR子例程命令將組態為直線插補的軸組從TCP（工具零點）的當前位置運動到目標juedui位置或相對位置。

當運動控制向導中啟用的是2D直線插補，則子例程為GPR0_2D_MOVELINEAR；若運動控制向導中啟用的是3D直線插補，則子例程為GPR0_3D_MOVELINEAR。

本例程使用GPR0_2D_MOVELINEAR子例程指令的“相對位置”模式，來滿足2軸同步的應用需求。

下面簡單介紹一下圖3所示GPR0_2D_MOVELINEAR指令：

程序塊

圖3：GPR0_2D_MOVELINEAR指令

程序塊引腳

示例程序

初始化軸X

初始化軸Y

停止信號為OFF時系統準備好運行。

停止信號為ON時準備好信號被復位。

Mode模式設置為“1”（相對運動），Start信號上升沿觸發直線插補運動指令，則軸0和軸1將會在當前位置的基礎上，同步移動設定好的距離。

例如Pos_X和Pos_Y都設為1000.0mm，則軸0和軸1將會按照相同的速度運行1000.0mm，實現2軸同步功能。

注意事項

在上一小節中介紹的是通過GPR0_2D_MOVELINEAR實現兩軸同步，若想實現3軸同步，則要使用GPR0_3D_MOVELINEAR。使用3軸同步時，需要注意數字量輸出點Q0.3的分配問題。如果軸1的“相”（Phase）組態為“兩相（2個輸出）”（Two-phase（2 output））或“AB正交相（2個輸出）”（AB quadrature phase（2 output）），則P1組態為Q0.3。如果Q0.3被軸1使用，則軸2將無法使用Q0.3這個點，無法使用3軸同步功能。

因為本應用的軸都是進行的開環運動控制，所以實際應用中，建議有相應的反饋機制來保護設備。例如，通過扭矩傳感器，位置傳感器等監視兩個軸之間的扭矩或者位置偏差。

本案例測試驗證基于兩軸的電子齒輪比為1:1，兩軸的同步性能良好，不存在同步誤差。其他電子齒輪比，未進行系統性測試，為避免在工程應用中出現問題，需自行測試。