TwinCAT NC PTP 实用教程 MC2 V1.06

BECKHOFFGUANGZHOUTwinCATNCPTP实用教程LizzyChen2/6/2013Version1.05BasedonmotioncontrollibraryTcMc.libandTcMc2.libTwinCATVersion2.11Build2224Chapter6-11aretobeupdatedrecentlysincethehardwarehadbeenchangedfrom2010.前言进入2000年代，中国作为世界制造基地的地位日益确立和稳固，产业机械迅猛发展。随着人力成本的不断升高，提高产业机械自动化程度成为业界的共识。因为伺服驱动系统相对于传统机械中大量使用的气缸、变频电机和步进电机驱动，具有精度高、动态性能好的优点，可以大幅提升整机的生产效率，越来越多的产业机械在关键工序采用伺服驱动。对于国内的工业自动化工程师而言，控制伺服驱动器和电机，成为一门不可回避的必修课。控制伺服驱动器和电机，通常有3种方式，A：使用伺服驱动器的厂家的软件工具；B：使用独立于伺服驱动器的第三方运动控制系统；可控制任意伺服驱动器和电机C：使用PLC厂家的运动控制系统。以控制PLC厂家的驱动器为主方式B可控制任意伺服驱动器和电机，A、B两种方式都会不同程度地涉及到运动控制系统和PLC的通讯，方式C不存在通讯问题，但是用户往往受限于使用PLC厂家的伺服驱动器和电机。TwinCATNC是德国BECKHOFF公司推出的基于PC的运动控制软件，结合了方式B和C的优势，不但实现了NC与PLC的无缝集成，而且支持几乎所有的伺服驱动器接口：脉冲、模拟量、现场总线和以太网，这意味着用户可以在伺服驱动器和电机的选择上拥有更多的自由。TwinCATNC的另一个优势在于，即使在脱离伺服驱动器和电机的条件下，开发人员也可以在任意计算机上模拟调试自己的PLC和NC程序。辅以BECKHOFF公司提供的示波器软件ScopeView，用户可以观察任意变量的曲线。本书的作者在BECKHOFF公司长期从事技术和培训工作，支持了大量的客户和不同的应用，在此将相关的经验和体会整理发布。书中不仅系统阐述了TwinCATNC软件的工作原理、软件模型，而且将工作中遇到的各种应用的知识要点、操作步骤汇集成册，随书光盘中还按章节配有相关例程的源代码和使用说明。TwinCATNC软件开发版及ScopeView工具都可以从BECKHOFF公司网站免费下载。本书将使您在运动控制编程方面打下坚实的基础，并带给您编程的自由和乐趣。0．1本书读者对象本书的目的是教您如何尽可能快捷地运用TwinCATNCPTP编写有用的程序，并假定您已经熟练掌握了TwinCATPLC编程。为了照顾到初次使用TwinCAT的读者，本书的最后一章简单介绍了TwinCAT基本操作和调试组态画面的编辑。如果需要更深入的PLC编程知识，请到Beckhoff官方网站下载相关技术文档。本书适合于以下情况：对于运动控制的初学者。他们选择从TwinCATNCPTP开始学起，这是一个很好的选择！TwinCATNCPTP不仅容易学易用，而且功能强大。尤其对于大专院校的学生和暂无实际项目需求的工程师，TwinCATNC模拟运行调试无需硬件，软件可免费获得，另一方面，TwinCATNC完全兼容PLCOpen国际标准化组织的运动控制指令，因此，选择TwinCATNCPTP来学习运动控制，不仅节约投资，而且适用面极为广泛。对于曾使用其它运动控制系统，但第一次使用TwinCATNC的初学者。运动控制系统开发过程中常用的功能，在此书中均有详尽的说明。本书将带领着您从最基本的TwinCATNC轴的配置、调试界面，循序渐进，直到TwinCATNC控制程序的编写、调试。曾经使用TwinCATNC及其它运动控制系统的有经验的工程师。软件方面，不仅介绍了基本的运动控制指令，还详细介绍了从文件装载凸轮表、动态修改凸轮表关键点、位置补偿、收放卷及张力控制、位置外部设定值发生器（Externalsetvaluegeneration）等某些特定机械设备常用的功能。硬件方面，本书除了通用的TwinCATNC软件和AX5000伺服驱动器带BECKHOFF电机的操作之外，还详细介绍AX5000带第三方同步及异步伺服电机的调试步骤，以及TwinCATNC带EtherCAT、CanOpen（DS402）、KL2531/2541步进电机端子、发脉冲控制、模拟量控制等5种硬件接口类型的伺服轴的所需要的特别设置和操作步骤。上述软硬件功能，不是每个项目都会全部用到的。因此，即使是有经验的运动控制工程师，针对特定的软件功能或者硬件接口，也可以从此书获得帮助。0．2本书主要内容第1章，TwinCATNCPTP的系统概述。第2-3章，TwinCATSystemManager中独立于硬件的Axis配置和调试界面。第4-5章，TwinCATPLCControl中独立于硬件的单轴及多轴运动控制程序的编写。第6-7章，TwinCATNC带AX5000驱动器的调试步骤，含第三方同步、异步伺服电机。第8章，TwinCATNC带BECKHOFF公司的KL2531/2541步进电机端子的调试步骤。第9-11章，TwinCATNC带第三方伺服驱动器的3种接口类型：脉冲、模拟量和现场总线。第12章，TwinCAT基本操作以及集成组态工具TwinCATHMI的使用0．3版本说明本书所提供的操作截图、程序代码都基于TwinCAT2.11。所述部分例程基于TcMc.Lib，该库兼容于PLCOpenMotionControlVersion1.1。部分例程基于TcMc2.Lib，该库兼容于PLCOpenMotionControlVersion2.0。由于两个版本的库文件的功能块常有重名，当重名的功能块接口类似时，直接描述TcMc.Lib。TcMc2.Lib新增的功能块以及重名功能块有新增参数的情况，则单独描述。截至目前，由于BECKHOFF公司的TwinCAT软件仍然会持续升级和更新，我们不排除后续版本的操作界面会发生变化，而例程中的代码也有可能不适用于后续版本。开发及模拟调试TwinCATNCPTP程序需要WindowsNT/2000/XP/Win7操作系统。0．4勘误表尽管我们竭尽所能来确保在正文和代码中没有错误，但也难免会发生错误。如果您在本书中发现了错误（例如拼写错误或者代码错误），我们将非常感谢您的反馈。发送勘误表将节省其它读者的时间，同时也会帮助我们提供更高质量的信息。请发邮件至[e-mail]，该邮箱由作者本人查收，我会检查您的反馈信息。如果是正确的，将在本书的后续版本中使用。0．5感谢用户的需求是我们成长的动力，在此感谢以下长期给予我们学习动力的客户：中国科学院西安光学精密机械研究所哈尔滨工业大学多智能体与机器人研究中心震德塑料机械有限公司研发中心深圳华强智能股份有限公司中国科学院顺德工业与信息技术育成中心广东乳源东阳光铝业股份有限公司本书的编写得到BECKHOFF中国运动控制中心及工程应用部门同事的大力支持，在此特别感谢运动控制中心经理王建成，以及倍福德国总部驱动事业部工程师刁岩斌。同时非常感谢倍福广州分公司我的同事万文博和郭禅禅，没有你们的帮助，我不可能完成这本书。本书的出版受到ETG中国代表范斌和倍福技术部经理周耀刚的努力推动，文字校对由倍福市场部程玲完成，作者和读者都应感谢各位的尽心尽力。最后，希望有更多工程师，用TwinCAT这个强大的工具，开发出更先进的机器，生产更多更优质的产品。科技，让生活更美好！作者2013-02-06于广州目录1TwinCATNCPTP系统概述.....................................................................................................41.1TwinCATNCPTP与TwinCATPLC的关系........................................................................51.2TwinCATNCPTP控制的轴的类型和数量..........................................................................61.3TwinCATNCPTP的控制周期.............................................................................................71.4TwinCATNCPTP的配置、编程、调试..............................................................................72TwinCATNC轴的配置............................................................................................................92.1添加一个Axis........................................................................................................................92.2NC轴的参数设置................................................................................................................122.2.1Enc编码器设置................................................................................................................122.2.2Drive驱动器设置.............................................................................................................162.2.3Ctrl控制参数设置............................................................................................................192.2.4NC轴参数的ADS信息...................................................................................................232.3NC轴与PLC程序的对应...................................................................................................243TwinCATNC轴的调试..........................................................................................................263.1Axis调试界面......................................................................................................................263.1.1General....................................