【图文】BECKHOFF技术_TwinCat的特点_百度文库
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BECKHOFF技术_TwinCat的特点
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自动化新技术TwinCAT NC 运动控制详解毕孚自动化设备贸易（上海）有限公司广州分公司 技术支持 陈利君2010 年 6 月本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc目 1录23TwinCAT NC PTP 系统概述....................................................................................................5 1.1 TwinCAT NC PTP 与 TwinCAT PLC 的关系..............................................................6 1.2 TwinCAT NC PTP 控制的轴的类型和数量................................................................7 1.3 TwinCAT NC PTP 的控制周期....................................................................................8 1.4 TwinCAT NC PTP 的配置、编程、调试....................................................................8 TwinCAT NC 轴的配置.........................................................................................................10 2.1 添加一个 Axis ............................................................................................................10 2.2 NC 轴的参数设置 ......................................................................................................12 2.2.1 Enc 编码器设置..............................................................................................12 2.2.2 Drive 驱动器设置...........................................................................................16 2.2.3 Ctrl 控制参数设置..........................................................................................18 2.2.4 NC 轴参数的 ADS 信息 ................................................................................20 2.3 NC 轴与 PLC 程序的对应.........................................................................................21 2.4 NC 轴的导出和导入 ..................................................................................................22 2.5 虚拟编码器轴 Encoder Axis .....................................................................................22 2.6 时间轴 Time Generator .............................................................................................23 TwinCAT NC 轴的调试.........................................................................................................24 3.1 Axis 调试界面 ............................................................................................................24 3.1.1 General ............................................................................................................24 3.1.2 Settings............................................................................................................25 3.1.3 Parameter ........................................................................................................26 3.1.4 Dynamic ..........................................................................................................29 3.1.5 Online..............................................................................................................30 3.1.6 Functions.........................................................................................................30 3.1.7 Coupling..........................................................................................................31 3.1.8 Compensation..................................................................................................31 3.2 使能和点动.................................................................................................................32 3.2.1 准备工作.........................................................................................................32 3.2.2 使能.................................................................................................................32 3.2.3 点动.................................................................................................................33 3.3 Function 测试 .............................................................................................................34 3.4 调试动态性能 Dynamics............................................................................................35 3.5 齿轮联动.....................................................................................................................36 3.6 凸轮联动.....................................................................................................................37 3.6.1 Cam Table 示例 ..............................................................................................37 3.6.2 安装 Cam Design Tool....................................................................................37 3.6.3 编辑 Cam Table 表 .........................................................................................37 3.6.4 设置并下载 Cam Table 表..............................................................................43 3.6.5 运行 Cam Table 表 .........................................................................................44 3.6.6 在 Scope View 中观察 Cam 运行情况 ..........................................................44 3.7 位置补偿.....................................................................................................................47 3.8 其它联动方式.............................................................................................................48 3.8.1 飞剪（准备中）.............................................................................................48第 1 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。
TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc456编写 NC 单轴控制的 PLC 程序...........................................................................................49 4.1 准备工作.....................................................................................................................49 4.1.1 引用引用 TcMc.lib .........................................................................................49 4.1.2 声明 PLC_TO_NC 及 NC_TO_PLC 类型的变量.........................................49 4.1.3 写 PLC 程序 ...................................................................................................50 4.2 轴的管理.....................................................................................................................51 4.2.1 使能 MC_Power ............................................................................................51 4.2.2 复位 MC_Reset..............................................................................................52 4.2.3 读取当前位置 MC_ReadActualPosition.......................................................52 4.2.4 设置当前位置 MC_SetActualPosition..........................................................52 4.3 轴的动作.....................................................................................................................53 4.3.1 匀速运动 MC_MoveVelocity .........................................................................53 4.3.2 绝对定位 MC_MoveAbsolute........................................................................53 4.3.3 相对定位 MC_MoveRelative .........................................................................53 4.3.4 点动 MC_Jog ..................................................................................................54 4.3.5 停止 MC_Stop ................................................................................................54 4.3.6 模长内定位 MC_MoveModulo......................................................................55 4.4 寻参 MC_Home.........................................................................................................56 4.4.1 可选的寻参方式.............................................................................................56 4.4.2 寻参过程.........................................................................................................56 4.4.3 几种寻参方式的比较.....................................................................................58 4.4.4 寻参功能块 MC_Home..................................................................................60 4.4.5 寻参的速度.....................................................................................................60 4.4.6 参考点的位置.................................................................................................60 4.5 位置外部设定值发生器（External set value generation）.......................................61 4.5.1 MC_ExtSetPointGenEnable............................................................................61 4.5.2 MC_ExtSetPointGenDisable...........................................................................62 4.5.3 MC_ExtSetPointGenFeed ...............................................................................62 4.6 位置补偿.....................................................................................................................63 4.6.1 位置补偿原理.................................................................................................63 4.6.2 MC_MoveSuperImposedExt...........................................................................63 4.7 TwinCAT NC 全闭环控制..........................................................................................65 4.8 从 PLC 程序修改 NC 轴的参数设置 ........................................................................66 编写 NC 多轴联动程序 ........................................................................................................68 5.1 电子齿轮.....................................................................................................................68 5.2 电子凸轮.....................................................................................................................68 5.2.1 凸轮表 Cam Table .........................................................................................68 5.2.2 凸轮表的耦合与解耦.....................................................................................69 5.2.3 从文件装载凸轮表.........................................................................................70 5.2.4 修改凸轮表的关键点.....................................................................................70 5.3 收放卷及张力控制（准备中）.................................................................................72 5.4 飞剪 （*准备中*）...................................................................................................74 5.5 FIFO （*准备中*） ..................................................................................................74 TwinCAT NC 控制 AX5000..................................................................................................75第 2 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc789AX5000 功能介绍 ......................................................................................................75 AX5000 接线说明 ......................................................................................................75 在 System Manager 中配置和调试 AX5000 .............................................................76 6.3.1 安装 AX5000 配置工具 .................................................................................76 6.3.2 更新 Firmware ................................................................................................76 6.3.3 扫描 AX5000 ..................................................................................................77 6.3.4 配置 AX5000， ..............................................................................................79 6.3.5 配置 TwinCAT NC 轴。.................................................................................80 6.3.6 AX5000 的工作模式 OP Mode......................................................................83 6.3.7 AX5000 的 Process Data ................................................................................85 6.4 从 PLC 程序中访问 AX5000 的参数........................................................................85 6.5 从 PLC 程序控制 AX5000 硬件动作。....................................................................85 6.6 AX5000 的 PID 参数调整。......................................................................................86 6.7 AX5000 带第三方电机 ..............................................................................................86 TwinCAT NC 通过 KL2531/KL2541 端子模块控制步进电机 ...........................................87 7.1 KL2531/KL2541 功能介绍 ........................................................................................87 7.2 使用 TwinCAT NC 控制之前的准备工作.................................................................88 7.2.1 KL2531/KL2541 的接线 ................................................................................88 7.2.2 参数设置.........................................................................................................88 7.3 脱离 PLC 及 NC 测试硬件........................................................................................92 7.4 在 System Manager 中配置 KL 类型的轴................................................93 7.4.1 TwinCAT NC Axis 设置 .................................................................................93 7.5 使用 TwinCAT NC 控制步进电机轴.........................................................................97 7.6 从 PLC 程序访问 KL 的参数 ...................................................................97 7.6.1 KL2531/KL2541 的 Process Data ..................................................................97 7.6.2 功能块 FB_RegisterComKL25xx...................................................................97 7.7 专用功能块 MC_PowerStepper .................................................................................98 第三方驱动：经脉冲输出模块 KL2521.............................................................................100 8.1 KL2521 功能介绍 ....................................................................................................100 8.2 硬件准备...................................................................................................................100 8.3 KL2521 参数设置 ....................................................................................................101 8.4 驱动器参数设置.......................................................................................................102 8.5 调节驱动器的速度环 PID .......................................................................................102 8.6 在 System Manager 中配置 KL2521 类型的轴.......................................................103 8.6.1 编码器设置...................................................................................................103 8.6.2 驱动器设置...................................................................................................103 8.6.3 NC 轴参数设置 ............................................................................................104 8.7 使用 TwinCAT NC 通过脉冲输出模块控制第三方伺服.......................................104 8.8 KL2521 的参数化 ....................................................................................................104 第三方驱动：CanOpen（DS402）.....................................................................................105 9.1 CanOpen(DS402)介绍..............................................................................................105 9.2 硬件准备...................................................................................................................105 9.3 驱动器参数设置.......................................................................................................105 9.4 在 System Manager 中配置 CanOpen(DS402)类型的轴 ........................................106 6.1 6.2 6.3第 3 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc9.4.1 轴的类型设置...............................................................................................106 9.4.2 扫描或添加 CanOpen 主站及从站..............................................................107 9.4.3 在线设置参数...............................................................................................107 9.4.4 过程变量设置...............................................................................................107 9.4.5 SDO 初始化参数..........................................................................................109 9.4.6 TwinCAT NC 参数设置................................................................................109 9.5 CanOpen(DS402)型驱动器的参数化 ......................................................................109 9.5.1 CanOpen 驱动器的参数化...........................................................................109 9.5.2 CanOpen Over EtherCAT 驱动器的参数化.................................................110 10 第三方驱动：经模拟量输出模块............................................................................... 111 10.1 硬件要求............................................................................................................... 111 10.2 驱动器参数设置................................................................................................... 111 10.3 在 System Manager 中配置和调试......................................................................112 10.4 调节驱动器的速度环 PID ...................................................................................115 10.5 使用 TwinCAT NC 通过模拟量控制第三方伺服...............................................115第 4 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc1 TwinCAT NC PTP 系统概述TwinCAT NC PTP 是 Beckhoff 公司的运动控制软件的名称， 从字面来看， TwinCAT 是 “The Windows Control and Automation Technology”的缩写，即基于 Windows 操作系统的自动化控制技术， 而 NC PTP 是“Numerical Control Point To Point”的缩写，实际上，NC（Numerical Control） 是自控领域的一个专业术语，意思是“运动控制”，NC PTP 就是点对点的运动控制。 TwinCAT NC 是基于 PC 的纯软件的运动控制方式。它实现的功能，与市面上的运动控制模块、运 动控制卡等硬件类似，但比后者更加灵活和强大。 TwinCAT NC 有 PTP 和 NC I 两个级别，PTP 即点对点控制方式，可控制单轴的动作，也可以实现 两轴之间的电子齿轮、电子凸轮同步，在此基础上，Beckhoff 还提供 Dancer Control（张力控 制）、Flying Saw（飞锯）、FIFO（）等双轴联动方式。控制单轴动作时，既可以给定目标位置 和最大速度，由 TwinCAT NC 根据加速度限值等参数来完成路径规划，也可以由用户自己做好路 径规划，在每个 PLC 周期把目标位置发送给 TwinCAT NC 去执行。绝大多数情况下，用户使用前 一种方式，仅当电机转动距离与位置反馈为非线性关系时，才使用后者，比如连杆机构。 而 TwinCAT NC I 除了能够实现 TwinCAT NC PTP 的所有功能之外，还可以实现多轴之间的直线、 圆弧和空间螺旋插补。在本书中仅讨论 TwinCAT NC PTP 的原理和使用。第 5 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc1.1 TwinCAT NC PTP 与 TwinCAT PLC 的关系如图所示：TwinCAT PLC 运动控制程序 与NC的接口 PLC_to_NC 与PLC的接口 TwinCAT NC NC_to_PLC 其它逻辑程序与驱动器接口 Drive Encoder PC，软件 目标位置 与NC控制的接口 伺服驱动器 输出模块 输入模块 当前位置 IO，硬件伺服马达位置反馈说明： TwinCAT PLC 的逻辑程序可以直接控制现场 IO 模块， 但控制伺服驱动器时， 是经过 TwinCAT NC 中转的。换言之，TwinCAT NC 的作用在于执行 PLC 发出的运动控制指令，并翻译给不 同类型的伺服轴。 所谓 TwinCAT NC 执行 PLC 的运动控制指令，就是做路径规划， 例如：PLC 要求伺服轴以某个速度运动到某个绝对位置，NC 接到这个指令后，计算出每个 NC 周期（比如：2ms）伺服轴应该到达的位置。 所谓翻译，就是计算出每个 NC 周期伺服轴应该达到的位置后，根据轴的硬件类型不同和相 应的参数设置，计算出到硬件的输出变量的值。 比如： 总线接口的伺服驱动器， 如果工作在位置模式， 就要给出 Target Position 和 Control NC Word，如果是速度模式，NC 就要给出 Target Velocity 和 Control Word。第 6 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。
TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc如果是以脉冲输出方式控制的第三方伺服驱动器，NC 就要给出脉冲输出模块 KL/EL2521 的 Control Word 和 DataOut。DataOut 为最大值 32767 时伺服轴的速度即为参考速度 （Reference Velocity） ，这与 DataOut 和输出脉冲频率的比例有关（KL2521 内部参数） ，也 与脉冲频率与电机转速度的比例有关（伺服驱动器内部参数） 。控制 KL 步进电机 端子与此类似。 如果是以模拟量（例如：-10V 到+10V）输出控制伺服电机速度，NC 就只需要在每个 NC 周期，给出模拟量输出通道的值。而单位电压对应的电机转速度必须在驱动器内部设置好， 并根据传动比计算出 10V 电压时，伺服轴的速度（单位是：mm/s） ，即参考速度（Reference Velocity） 。 同理， “翻译”也包含位置反馈和状态信息等输入信号的翻译。位置反馈的编码器脉冲当量 （Scaling Factor）也必须与所连接的编码器线数（每圈脉冲数）和传动比相匹配。位置反馈 有不同的类型，可以在 TwinCAT NC Axis 的 Encoder 下设置。具体方法见第 2.1 章。1.2 TwinCAT NC PTP 控制的轴的类型和数量和传统的硬件运动控制器和运动控制卡不同，TwinCAT NC PTP 是纯软件的运动控制。理论 上，最多可以驱动 255 个伺服轴。在实际应用中，一个 PAC 或者 PC 装上 TwinCAT NC PTP 软件能够控制的伺服轴的数量，与 PC 或者 PAC 的 CPU 速度和内存大小、要求达到的 NC 周期有关。随着计算机技术的飞速发展，当前主流 PC 的硬件水平已经足可胜任几乎所有 NC 应用的运算要求。 BECKHOFF 的控制器上运行 TwinCAT NC 的性能对比： NC 任务周期：2ms，轴类型：AX5203, PLC 任务周期：10ms700 670 600 500 400?s300 200 100 0339 244 159 125 112 86 CX1010 24轴 CX1020 12轴 6轴 CX1030 72220第 7 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docTwinCAT NC 支持多种伺服轴类型，下面介绍几种常用类型： 总线接口类型， 比如 Sercos，CanOpen（DS402） ，Lightbus 等。由于协议确定，此类轴的 Drive 和 Encoder 硬件映射可以一次性设置完毕。对于全闭环系统，不使用电机编码器做位置反馈，而是使用 执行机构端的位置检测装置，此时可以单独设置编码器的硬件映射关系。 步进电机类型， 这主要是指 KL 端子控制的步进电机。此类轴的 Drive 和 Encoder 硬件映射也可以 一次性设置完毕或者单独设置编码器映射。特别之处在于，如果步进电机不带编码器，系统 使用 KL 发出的脉冲数量作为位置反馈。 如果步进电机带编码器并接入了 KL2541， 那么可以在 KL2541 的模块参数中设置， 是使用发出脉冲数量还是用外部编码器脉冲做为位 置反馈。当然也可以不使用电机上编码器，而使用执行机构端的位置检测装置，此时必须单 独设置编码器的硬件映射关系。无论使用哪种反馈，都要注意 Scaling Factor 的设置与实际 反馈信号一致。 脉冲串输出和编码器反馈类型， 指高速脉冲输出模块 KL2521 和编码器输入模块 KL5xxx 配合控制一个伺服轴。此类轴的此 类轴的 Drive 和 Encoder 硬件必须分别映射。不用编码器，不用 KL5xxx，也可以将 KL2521 的脉冲输出数量做为编码器反馈信号。此时为开环控制。 模拟量输出和编码器反馈类型， 指模拟量输出模块 KL4xxx 和编码器输入模块 KL5xxx 配合控制一个伺服轴。此类轴的此类 轴的 Drive 和 Encoder 硬件必须分别映射。如果不用编码器，不用 KL5xxx，TwinCAT NC 就 无法控制。1.3 TwinCAT NC PTP 的控制周期通常说的 NC 周期，是指 NC Task SAF 的周期，典型值为 2ms，最小可到 50us。这是路径规 划，设置位置 Setpoint 和刷新 IO 数据的任务周期。当连接硬件运动轴时，以 BECKHOFF 的伺服驱动器 AX5000 为例，位置环周期为 125us，所以 NC 周期最低可以设置成 250us， 而实际上 500us 的 NC 周期已经是很高端的应用了。 另一个 NC 周期，是 NC Task SVB 周期，典型值为 10ms。这是 NC 检测状态、处理故障的 任务周期。 TwinCAT NC 任务的优先级高于 TwinCAT PLC。1.4 TwinCAT NC PTP 的配置、编程、调试在开发 PC 上安装 TwinCAT 时，如果选择 TwinCAT NC PTP 或者 TwinCAT NC I 级别，安 装完成后，运行 TwinCAT System Manager，左边的树形结构中就包含了 TwinCAT NC Configuration 这一项。TwinCAT NC 任务和轴的配置和调试就是在这一项下进行。第 8 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docTwinCAT NC 任务的配置主要是设置任务周期，多数情况下，使用默认值即可。 TwinCAT NC 轴的配置包括：编码器（Enc） 、驱动器（Drive） 、NC 控制器（Ctrl） 、与 PLC 的接口（Inputs 和 Outputs） 。 TwinCAT NC 轴的调试，分为单轴点动、指定方式动作和双轴齿轮或凸轮联动。NC 调试时， 应将 NC 与 IO 映射正确的配置文件下载到目标系统（Activate Configuration） ，并切换到 Runing 模式，确认 PLC 程序没有控制 NC 轴，或者断开 PLC 与 NC 的链接。在左边树形结 构中，选中 NC Configuration 下的要调试的 Axis 的名称，右边主窗体选择 Online 页面，可 见其中按钮文本为彩色显示。若为灰色，请确认上述步骤已完成。 调试要达到以下效果： 给定运动距离与实际运动距离一致，确认 Scaling Factor 设置正确 运动平稳，无过冲，跟随误差（Following Error）应在可接受范围内。确认动态性能 （Dynamic）设置正确，驱动器内部三环参数正确，TwinCAT NC 的 PID 设置正确。 排除机械故障和分析机械特性对控制目标的影响。 需要齿轮联动和凸轮联动时，应在调试阶段确认工艺需要的电子齿轮比或电子凸轮表。 注意：对于多个类似轴的情况，建议先调好一个轴，然后复制参数，微做调整，可节约时间。 编程控制 TwinCAT NC 轴的动作，是在 TwinCAT PLC 中完成的。在程序开发阶段，有可能 硬件并不具备调试条件，但 TwinCAT PLC 编程可以提前进行。此时，只要将 PLC 程序控制 的轴的类型设为虚轴即可。方法是：在 NC Configuration 下新建 NC 任务和 Axis，不对 Axis 做任何设置，即默认为虚轴。使用虚抽调试 PLC 程序的逻辑正确无误。 为安全起见，在 NC 轴硬件调试完成，并 PLC 程序控制虚轴逻辑调试完成后，才能用 PLC 程序控制真正的硬件伺服轴。初时，应将在 PLC 程序中 NC 轴的 Override 设为 30%或以下， 以使 NC 轴低速动作，确认正常后再陆续调高 Override 直到 100%。第 9 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc2 TwinCAT NC 轴的配置2.1 添加一个 Axis第一步：打开 TwinCAT System Manager，鼠标右键单击 NC-Configuration，Append Task：第二步：编辑 Task 名称，点击 OK 可以直接使用默认名称。第三步：右键单击 Axes，选择 Append Axis第 10 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第四步：输入轴的名称，选择轴的类型和数量Continuous：默认类型，连续轴。NC 能连续地闭环控制该轴的动作。 Encoder Axis：编码器轴，NC 只能读取位置，但不能控制该轴的动作。通常用作主轴。 Multiple：添加轴的数量，所有类型轴总共不得超过 255 个。 Time Generator：时间轴，总是以 1mm/s 速度匀速运动，常常用作主轴。 Discrete Axis（Two Speed） ：不常用。 Low Cost Stepper Axis（dig I/O） ：不常用。 第五步：Axis 添加完成。Axis 成功添加后，选中左边的树形结构的 Axis 名称时，右边主窗体轴的调试页面组。此时， 这些页面都是灰色的，因为该配置还没有激活。 当目标系统为 Config mode， Online 页面不可用， 此时， 需要激活配置并切换到 Running 模式，Online 页面才变成彩色，功能按钮可用。 NC 轴添加完成后，就可以设置轴的参数了。第 11 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc2.2 NC 轴的参数设置NC 轴的参数设置，主要是编码器（Enc） 、驱动器（Drive） 、PID（Ctrl）控制器的设置。 对于总线通讯方式的伺服驱动器、KL 步进电机控制器、KL2521 脉冲输出模块， 如果没有附加编码器， 就直接从 Axis 的 Setting 页面设定硬件类型和映射关系。 详见第 3.1.2 节。 对于虚轴，则无需设置任何参数，用户可直接跳过本节。2.2.1 Enc 编码器设置General此页面显示编码器名称和序号，使用默认值即可。第 12 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docNC-Encoder在此面设置编码器种类，并链接到匹配的硬件。 当脉冲输出或者模拟量输出方式控制伺服轴时，位置反馈接到 I/O 端子，才需要配置此页。 而使用总线接口的伺服驱动器或者 KL，不外接位置反馈时，就无需在此配置。 Parameter第 13 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docEncoder Evaluation Invert Encoder Counting Direction：编码器计数方向取反，默认为 False，如果希望电机正向 转动的而位置反馈值减小，就需要置为 True，同时也应将电机极性取反（Axis 下 Drive 的 Parameter 页面 Invert Motor Polority 项） 。 Scaling Factor：每个位置反馈的编码器脉冲对应的距离。比如：电机转动一圈 1048576 个脉 冲，而电机转动一圈对应 360mm，则 Scaling Factor 应为 360/. mm/Inc. 提示： 对于空载调试， 习惯上， 把一圈设置为 60mm， 这样， 1mm/s 的速度就相当于 1 圈/min。 因为电机的额定速度单位是 rpm，调试时以 rpm 为速度单位比较直观。 Position Bias：伺服轴的零位与编码器零位之间的偏移，机械安装固定后，此值就不变。仅 当使用绝对编码器时，才需要设置此项。 Modular Factor：模长。通常指一个工艺周期 Axis 运动的距离。对于不用在一个模长范围内 定位的轴，不用设置。不带负载调试时，常用电机转动一圈的距离模长，比如 360mm。 、 Reference System：参考点坐标系，使用默认值。 Homing： Invert Direction for Calibration Cam：反向寻参。 Invert Direction for Sync Impuls Search：反向等待同步脉冲。 Calibration Value：参考点位置。 Reference Mode：寻参模式。在 4.4 章节 MC_Home 有详细描述各种模式的区别。 Other Settings： Encoder Mode:编码器模式: Pos：编码器只用于计算位置，当位置环在驱动器内时使用。 PosVelo：编码器只用于计算位置和速度，当位置环在 TwinCAT NC 时使用。 PosVeloAcc：编码器用于计算位置、速度和加速度，当速度环在 TwinCAT NC 时使用。 说明：要从 Scope View 监视到加速度，Encoder Mode 必须选择为 PosVeloAcc。 Sercos只有 SERCOS 或者 Sercos Over EtherCAT 的驱动器才有此页。且只有 Sercos 总线状态位于 Phase 3 和 4 相才能 Download 生效。第 14 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc（计算过程和原理待确认，不常用） Time Compensation（参数说明待确认，不常用。 ） Online此页显示当前位置， 转动圈数等信息。 其设置位置， 显示位置等功能都可以在 AXIS 的 Online 页面实现。所以这个页面很少使用。 这个页面可以设置寻参标记，如果机械部分不具备调试条件，而要调试电气部分的话，可以 使用这个功能。第 15 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc2.2.2 Drive 驱动器设置General可读，不可写 NC-Drive在此面设置驱动器种类，并链接到匹配的硬件。 当脉冲输出或者模拟量输出方式控制伺服轴时，位置反馈接到 I/O 端子，才需要配置此页。 而使用总线接口的伺服驱动器或者 KL，不外接 I/O 模块时，就无需在此配置。 Parameter第 16 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docOutput Scaling Ivert Motor Polarity：电机极性取反。当给电机一个正的速度值，电机反向转动时，此值应 为 True。注意，同时也应将编码器方向取反（Axis 下 Enc 的 Parameter 页面 Invert Encoder Counter Direction 项） 。 Reference Velocity：参数速度，即 Drive 的速度变量最大值（32767）时的速度。单位 mm/s。 其余：用默认值即可。 Time Compensation（参数说明待确认，不常用。 ） Sercos第 17 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc只有 SERCOS 或者 Sercos Over EtherCAT 的驱动器才有此页。且只有 Sercos 总线状态位于 Phase 3 和 4 相才能 Download 生效。 （计算过程和原理待确认，不常用）2.2.3 Ctrl 控制参数设置General只读 NC-Controller控制环的 PID 种类： 位置环：驱动器 位置环：TwinCAT NC 速度环：驱动器 驱动器：位置模式 驱动器：速度模式 Position Controller P Position Controller PID（With Ka）理论上，速度环也可以由 TwinCAT NC 完成，每个周期发送目标转矩到驱动器。但实际上这 样使用会大大增加 CPU 和网络的负载，很少有项目会这样使用。第 18 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docParameterMonitoring 选项参考第 3.1.3 节 Position Control Loop：位置环参数，Kv 指比例系数。 NC Controller 选择不同的类型，此处要调节的参数也不同。 各参数的作用原理可以参考下图：摘自 AX5000_shanghai_training.pdf 第 43 页. 其它参数用默认值即可。 Online第 19 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc此处显示跟随误差等参数，可读不可写，页面不常用。这些参数在 Axis 的 Online 页面可以 集中显示。 NC 轴参数设置完成后，就可以激活配置，在 System Manager 的界面对 NC 进行调试了，详 见第 3 章，TwinCAT NC 轴的调试。2.2.4 NC 轴参数的 ADS 信息NC 轴参数不仅可以从 System manager 设置，也可以从 PLC 程序访问，以便最终用户可以 在 HMI 界面上修改。 从 PLC 访问 NC 轴参数是通过 ADS 通讯实现的，NC 轴参数的 ADS 信息可以从 Bekchoff Information System 上查询，也可以直接在 System Manager 调试界面上看到，方法是：选中 目标参数，将光标停留其上 1-2 秒，就会弹出 ADS 信息提示，如图所示：从 PLC 程序访问 NC 轴参数的方法见第 4.8 节。第 20 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。
TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc2.3 NC 轴与 PLC 程序的对应在 TwinCAT NC 轴的调试完成后，准备用 PLC 控制 NC 运动之前，需要将 NC 轴与 PLC 程 序对接。 在 PLC 程序中控制 1 个 NC 轴，必须在 PLC 程序中声明 1 对变量，变量类型分别是 NCTOPLC_AXLESTRUCT 和 PLCTONC_AXLESTRUCT，例如： Axis_IN AT %I*: NCTOPLC_AXLESTRUCT; Axis_Out AT %Q*: PLCTONC_AXLESTRUCT; 在 PLC 程序中控制多个 NC 轴，可以在 PLC 程序中分别声明多对变量，也可以声明为两个 数组，数组类型也是 NCTOPLC_AXLESTRUCT 和 PLCTONC_AXLESTRUCT，例如： Axis_INs AT %I*: ARRAY[1..AxisNum] OF NCTOPLC_AXLESTRUCT; Axis_Outs AT %Q*: ARRAY[1..AxisNum] OF PLCTONC_AXLESTRUCT; 每个 NC 轴下面的 Inputs /AxisName_FromPlc 和 Outputs / AxisName_ToPlc 就是 NC 轴与 PLC 程序的接口， 分别与 PLC 程序中的 NCTOPLC_AXLESTRUCT 和 PLCTONC_AXLESTRUCT 类型变量链接，如图所示：链接完成后，重新 Activate Configuration，并切换到 Running 模式，NC 轴就可以受 PLC 程 序控制了，详见第 4 章，编写 NC 单轴控制的 PLC 程序。第 21 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc2.4 NC 轴的导出和导入对于多个功能接近的 NC 轴，可以先调试好一个轴，再将其导出，然后多次导入并重命名， 就可以生成多个相同参数设置的 NC 轴。如图所示：2.5 虚拟编码器轴 Encoder Axis虚拟编码器轴的特点是，TwinCAT NC 只能读取轴的位置，但不能控制轴的动作。这种轴可 能是 PLC 控制的，也可能是其它系统控制的，也有可能是手动的。通常这种轴用于双轴联 动的主轴，而从轴跟随其位置做齿轮或者凸轮动作。 虚拟编码器轴必须在新建轴时就确定，如图所示：不能修改现成的连续轴（Continuous Axis）成为虚拟编码器轴。第 22 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc2.6 时间轴 Time Generator新建 Axis 时，如果选择 Type：Time Generator，就建立一个时间轴。时间轴不用使能，不能 停止，永远以 1mm/s 的速度匀速运动。但是可以在 Function 中使用按钮 Set Actual Position 或者 PLC 程序中使用 MC_SetActualPosition 设置当前位置。 在实际应用中，常常把时间轴做为主轴，实际轴跟随它做电子凸轮运动（Camming） 。第 23 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3 TwinCAT NC 轴的调试3.1 Axis 调试界面 3.1.1 GeneralName：轴的名称，可写。 Type：轴的类别，在创建轴时即已确定，此处不可修改。 Id：轴的序号，按创建顺序编号，不可修改。 Create symbols：选中此项，外部程序（e.g. scope view）可以通过变量名访问 NC 轴的参数。 Disable：选中此项，NC 轴停止运行。第 24 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.1.2 SettingsUnit 和 Display 设置，尽量使用默认值，以避免速度、位移、加速度不配套导致混淆。 如果不连接硬件，此页不用设置。 如果硬件是模拟量或者脉冲输出型，此页不用设置。 先确定 Axis Type：点击输入框右侧的下拉按钮，从中选择适当的类型：说明： AX5000 虽然是 EtherCAT 接口，但协议层是 Sercos，所以属于 Sercos Drive。 第三方的 EtherCAT 驱动器， 大多数协议层是 CanOpen DS402， 此时应选择 CanOpen DS402。 其它类型按字面意思理解即可。 如果此时，I/O Configuration 中已经配置了相应的硬件，可以点击按钮“Link to” ，系统弹出第 25 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc类型匹配的硬件，选中目标轴，按“OK” 。3.1.3 Parameter在 Axis 调试界面设置轴的参数，设置完成后需要点击“Download”按钮新的参数值才生效。 有的参数随时可以修改，而有的参数在 Enable 状态下不能修改。 保存文件重新激活配置，则所有修改生效。第 26 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docVeloctiy：速度参数Reference Velocity：参数速度，即 Drive 的速度变量最大值（32767）时的速度。单位 mm/s。 Maximum Velocity：最大速度，当调试或者 PLC 控制轴动作时，目标速度不得超过此值。 Manual Velocity（Fast/Slow） ：Jog 点动时，标准快速模式和标准慢速模式的速度。 Calibration Velocity（Towards/off PLC Cam） ：寻参时去向参考点和离开参数点时的速度。 JogIncrement（Forward/Backward） ：正向点动反向点动的位移步长。 Dynamic 项下的参数可以在专门的页面设置，此处不作展开说明。 Limit Switches：软限位参数False：默认禁用软限位功能， Minimum / Maximum Position：最小位置和最大位置。超出时动作停止，NC 报错。第 27 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.docMonitoring：监视功能设置Position Lag Monitoring： 跟随误差监视， True 时监视允许， 为 如果跟随误差超过了 Maximum Position Lag Value，NC 报错。跟随误差（又称 Following Error） ，调试时可在下图的 Lag Distance 中可以在线监视。Position Lag Monitoring 默认为 True，如果是用虚轴做测试，或者不做 PID 调试时，此功能 可以暂时关闭。如果 NC 出现 Following Error 报警，则需要调整上图中的 Kv-Factor，或者 Dynamics 页面动态特性（加/减速度） 。 Position Range Monitor 和 Target Position Monitor：启用位置范围和目标位置监视功能，一旦 实际位置进入设定范围，会将 NC 的相应标记位。调试时可从上图中的 Status（phys.）显示 标记位状态。第 28 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.1.4 Dynamic可以有两种方式设置 NC 轴的动态特性：一是设置加速度到指定速度的时间或者拉动 av 特 性曲线的滑动条，二是直接输入加速度值。 动态特性跟电机的惯量、负载的惯量、额定转矩应该相匹配。在机械和电气特性都能达到的 情况下，加速时间越短，整套系统的速度越快，生产效率越高。第 29 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.1.5 Online此为调试页面， 仅当当前配置文件与目标系统的实际配置文件一致， 且目标系统处于 Runing 模式时才可用。因此，配置好 NC 轴后，应保存，然后登入目标系统并激活配置，切入运行 模式。目标位置 运动标志 跟随误差 速度比例 使能按钮 NC轴的状态 使能状态 控制环P参数 目标位置 参考速度 目标速度 快速反向手动 慢速反向手动 慢速正向手动 快速正向手动 启动 停止 复位 当前位置 当前速度 故障代码 目标速度3.1.6 Functions此为功能调试页面， Online 页面使能 Axis 并点动正常之后， 在 在此页面测试单轴指定动作。第 30 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.1.7 Coupling功能调试页面，在 Online 页面使能 Axis 并点动正常之后，在此页面测试双轴联动。3.1.8 Compensation功能调试页面，在 Function 页面测试各轴指定动作正常之后，在此测试位置补偿。 在 System Manager 的界面对 NC 轴调试完成，就可以设置与 PLC 程序的对接，为下一步由 PLC 程序控制 NC 轴运动做准备。第 31 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。
TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.2 使能和点动 3.2.1 准备工作对于虚轴，无需任何准备。 对于实际的电机轴，在调试前，至少应设置好以下参数： Reference Velocity：Axis 的 Online 页面或者 Parameter 页面。 参数速度，即 Drive 的速度变量最大值（32767）时的速度。单位 mm/s。 Scaling Factor： 编码器参数页面。参考第 2.3.3 每个位置反馈的编码器脉冲对应的距离。比如：电机转动一圈 1048576 个脉冲，而电机 转动一圈对应 360mm，则 Scaling Factor 应为 360/. mm/Inc. 刚开始调试时，要关闭跟随误差检测功能 Lag Monitor，参考第 3.1.3 节 转动电机轴， 如果显示位置变化正确， 就可以继续下一步。 否则， 先检查编码器接线、 Scaling Factor 及 Encoder Counter Direction 设置。3.2.2 使能点击使能按钮“Set” ，弹出以下对话框。第 32 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc说明：此功能在 PLC 程序中通过功能块 MC_Power 实现。 使能之后，如果驱动器正常，Status 的 Ready 标记应为 True，如图：只有 Ready 为 True，才能进行下一部操作。否则，请先检查硬件3.2.3 点动在上图中，把 Kv-Factor 设为 0，并点击旁边的向下箭头，以下载该参数。 然后分别点击界面上的 F1-F9： F1：反向快速点动， F2：反向慢速点动， F3，正向慢速点动， F4，正向快速点动， F5：按指定速度 Target Velocity 运动到指定位置 Targer Position。 F6：停止当前动作。 F8：NC 轴复位。故障发生后，Error 文本框中有错误码代码提示。F8 用于清除报警。 说明：此功能在 PLC 程序中通过功能块 MC_Jog 实现。第 33 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.3 Function 测试Raw Drive Output 直接输出 Reference 速度的百分比，脱离位置发生器。 Set Actual Position 默认把当前位置设为 0，或者任意指定值。 Start ModeAbsolue：指定绝对位置和速度，相当于功能块 MC_MoveAbsolute； Relative：指定相对位置和速度，相当于功能块 MC_MoveRelative； Modulo：在模长内定位。相当于功能块 MC_MoveModulo； Reversing sequence：正反向运动。指定速度、两个绝对位置和停顿时间。测试时最常用。第 34 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.4 调试动态性能 Dynamics在电机能够动作之后，就要调节动态响应的性能了，以使运动轴能快速、平稳、准确地完成 规定动作。 设置最大加减速度启动一个往复运动：第 35 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc改变 Kv-Factor，以减小跟随误差（Lag Distance）3.5 齿轮联动选择主轴和从轴，设置齿轮比。点击 Couple。启动主轴，从轴就会随动。不能在主轴运动 的过程中耦合。启动 Master，可见 Slave 轴也往复运动。用 Scope View 可以看到主从轴的速度和位置曲线。第 36 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。
TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.6 凸轮联动 3.6.1 Cam Table 示例3.6.2 安装 Cam Design Tool需要购买授权，安装路径： BeckhoffDVD_2009\Software\TwinCAT\Supplement\TwinCAT_CAM_Design3.6.3 编辑 Cam Table 表第 37 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第 38 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第 39 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc：增加关键点：删除关键点：关键点移动：以直线或者自动平滑曲线连接关键点：视图缩放，取消缩放，视图平移，第 40 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc显示位置二次曲线（Velocity）同理，可以显示三次曲线（Acceleration） 、四次曲线（Jerk）在线模式，显示在线数据，第 41 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第 42 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.6.4 设置并下载 Cam Table 表第 43 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.6.5 运行 Cam Table 表3.6.6 在 Scope View 中观察 Cam 运行情况Create Sysbles第 44 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第 45 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc说明：此功能在 PLC 程序中通过功能块 MC_CamIn 等实现。第 46 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.7 位置补偿其中，补偿方式有 6 种，如下图所示：可以选择不同的补偿方式，然后在 Scope View 中观察速度、位置曲线，结合第 4.6.节的模式 说明，以理解它们之间的异同。说明：此功能在 PLC 程序中通过功能块 MC_MoveSuperImposedExt 实现。第 47 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc3.8 其它联动方式3.8.1 飞剪（准备中）说明：此功能在 PLC 程序中通过功能块 FlyingSawCoupleOnVelocity， FlyingSawCoupleOnPositon 等实现。第 48 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4 编写 NC 单轴控制的 PLC 程序4.1 准备工作 4.1.1 引用引用 TcMc.lib在 PLC Control 开发环境中，引用 TcMc.lib4.1.2 声明 PLC_TO_NC 及 NC_TO_PLC 类型的变量声明 PLC_TO_NC 及 NC_TO_PLC 结构类型的变量, 有几个轴,就声东击西明几对.最好以数组的方式声明,以便简化程序.第 49 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.1.3 写 PLC 程序在 PLC 程序中，所有的 MC 功能块都是通过一对接口变量来确定要控制的 NC 轴： AxisRefIn : NCTOPLC_AXLESTRUCT; AxisRefOut : PLCTONC_AXLESTRUCT; 调用 MC 功能块时，常常需要给定位置 Position、速度 Velocity、距离 Distance、加速度 Acceleration 等参数，这些参数均为实数，与 TwinCAT System Manager 中设置的参考速 度 （Reference Velocity） 编码器当前位置 、 （Current Velocity） 等使用相同单位体系 （mm、 mm/s、mm/s2） 。 除了使能功能块 MC_Power 的运行条件是 Enable 为 True 外， 其它 MC 功能块绝大多数 都是上升沿触发运行。 MC 功能块执行成功后，通常会有标记 Done 置位。 如果执行过程中退出，会有标记 Aborted 置位。 如果执行过程中出错，会有标记 Error 置位，而根据 ErrID 则可以从查到故障说明。以上适用于 MC 库中的所有功能块，在后面的介绍中不另作说明。第 50 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。
TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.2 轴的管理 4.2.1 使能 MC_Power所有的 NC 轴在能够动作之前，都必须使能。 Enable：使能信号 Enable 信号为持续生效， 必须保持为 True， 直到 NC 轴正常停止。 如果 NC 轴在动作过程中， 使能信号变为 False，NC 立即触发 Error 报警。 连接硬件轴调试时，使能信号应使用变量，而不是常量 True，以便出现意外时能及时停止 轴动作。 Enable_Positive : BOOL; 允许正转 Enable_Negative : BOOL; 允许反转 Override：指速度输出比例。 是 0-100.0 的实数， 100.0 表示 PLC 给定速度为 200mm/s 时， 轴的目标速度也是 200mm/s， NC 如 果 Override 为 80.0 ， PLC 同 样 给 定 速 度 下 ， NC 轴 的 目 标 速 度 只 有 80% ， 即 200mm/s*80%=160 mm/s。 Override 可以在 Enable 保持为 True 期间动态修改，实际输出速度会随之成比例变化。 连接硬件轴调试之初，为安全起见，通常把 Override 设置成小于 50 甚至更小的值，待机械 部分走顺，逻辑都调通之后才逐步加大到 100.0。第 51 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.2.2 复位 MC_ResetNC 报错之后，即使故障触发条件已经排除，Error 信号也不会自动清除。此时，要用复位功 能块 MC_Reset。 MC_Reset 是一个优先级最高的功能块， 如果 NC 轴正在运动中， 触发了 MC_Reset 的 Execute 信号，所有动作都会立即退出。4.2.3 读取当前位置 MC_ReadActualPositionEnable :为 True 时，此功能块会连续读取 NC 轴的当前位置，并放到输出变量 Position 中。.4.2.4 设置当前位置 MC_SetActualPositionExecute 上升沿时，把当前位置设置为 Position（实数）变量的值。第 52 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.3 轴的动作 4.3.1 匀速运动 MC_MoveVelocity在 Execute 上升沿，启动 NC 轴以 Velocity 变量值为速度，匀速运动。4.3.2 绝对定位 MC_MoveAbsolute在 Execute 上升沿，启动 NC 轴以 Velocity 速度，运动至 Position 给定的绝对位置。4.3.3 相对定位 MC_MoveRelative在 Execute 上升沿，启动 NC 轴以 Velocity 速度，以当前位置为起点，运动 Distance 给定的 距离。第 53 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.3.4 点动 MC_Jog在机器到了最终安装现场，示教或者调试阶段，常常要用到点动功能。 MC_JOG 点动功能块可执行正向点动（JogForward）或者反向点动（JogBackward） 。根据不 同的点动模式（Mode） ，可能上升沿生效，或者持续作用。 点动模式有 4 种： MC_JOGMODE_STANDARD_SLOW 标准慢速点动。JogForward 或者 JogBackward 为持续 作用。点动速度是在 TwinCAT System Manager 中设置的，功能块中 Position 等其它输入无 效。 MC_JOGMODE_STANDARD_FAST 标准快速点动。JogForward 或者 JogBackward 为持续 作用。点动速度也是在 TwinCAT System Manager 中设置的，功能块中 Position 等其它输入 无效。 MC_JOGMODE_CONTINOUS 连续点动，JogForward 或者 JogBackward 为持续作用。使 用功能块中的速度、加速度等参数，Position 参数无效。 MC_JOGMODE_INCHING 渐进点动。 JogForward 或者 JogBackward 上升沿触发。 运动的 距离由 Position 给定。轴启动时使用功能块中给定的速度、加速度等参数。4.3.5 停止 MC_Stop在 Execute 上升沿，无论 NC 轴在执行何种动作，立即以减速度为 Deceleration 停止。如果 Deceleration 为 0 或没有赋值， 则直接使用 TwinCAT System Manager 中 Dynamic 页面设置的 加减速特性。 MC_OrientedStop 是 MC_Stop 的一个变体， 区别在于轴不是马上停止， 而是在下一个模长的第 54 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc原点才停止。4.3.6 模长内定位 MC_MoveModulo在 TwinCAT System Manager 中配置 Axis 的编码器参数时，有一个项目 Modular Factor，如 图所示：Modular Factor 是指对于一个伺服轴，重复一个工艺周期所经过的距离。 对于未连接传动机构的电机， 最典型模长时是电机转动一圈的距离。 如果简单地设置一圈为 360mm，那么模长 Modular Factor 就是 360mm。而对于一台印刷机而言，两次重复印刷同 一图案期间主轴所经过的距离，就是一个模长，比如 20mm 或者 30mm。 使用 MC_MoveModulo 的功能块，在 Execute 上升沿，启动 NC 轴以 Velocity 速度，运动至 正负一个模长内 Position 给定的绝对位置。 以电机转动一圈为一个模长 360 为例，如果当前位置是 1000，Position 是 90，那么终点的位 置是 720+90=810，或者 810+360=1170，最终到哪个位置，取决于 Direction 选项： MC_Positive_Direction： 正向 MC_Shortest_Way： 最短距离 反向 电机会正转 170，从 1000 运动到 1170。 电机会正转要 170，反转要 190，取最短距离， 所以电机会正转，从 1000 运动到 1170。 电机会反转 190，从 1000 运动到 810。MC_Negative_Direction：MC_Current_Direction：当前方向， 取决于上一次运动的方向。如果是第一次，则为正向。第 55 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.4 寻参 MC_Home 4.4.1 可选的寻参方式增量式编码器 Increament Encoder 或者旋转变压器 Resolver 作为位置反馈信号时，对于需要 定位运动的伺服轴，开机时必须先经过寻参。寻参的方式是在 TwinCAT System Manager 中 设置 AXIS 的 Encoder 参数时选择的，如图所示：4.4.2 寻参过程第一步：准备参考点开关 (PLC input)GearingPLC:寻参功能块第 56 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第二步：伺服轴向参考点运动参考点开关 (PLC input)Axis 向参考点开关GearingPLC:由execute触发第三步：伺服轴碰到了参考点开关，停止Reference switch (PLC input)到达参考点，停止GearingPLC:Start with execute第 57 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第四步：伺服轴回移，直到寻考点信号恢复为 False，Reference switch (PLC input)回移，直到参考点开关复位GearingPLC:Start with execute4.4.3 几种寻参方式的比较寻参方式:PLC CAMReference switch (PLC input)停止，设定当前位置GearingPLC:Start with execute如果寻参方式选择了 PLC Cam，则此时伺服轴马上停止，并参考点开关信号下降沿的位置 设为 Postion 给定的值。如此例中，参考点位置为 490。若位置设为 0，则此点又称原点。 寻参方式: Hardware Sync pulse 准备中 寻参方式: Hardware Latch Pos 准备中第 58 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc寻参方式: Hardware Latch Neg 准备中 寻参方式: Software Sync pulse 如果寻参方式选择了Software Sync pulse ，则伺服轴继续往回移动，直到TwinCAT NC收到 伺服驱动器发出的“同步信号”才停止，并把收到同步信号时刻的位置设为Position的值。离开参考点开关以后继续回移, TwinCAT NC 收到AX2000发出 “同 步信号” 后停止。 Reference switch (PLC input)GearingStandard settings in the TwinCAT System Manager同步脉冲是由是由AX2000 内部 捕捉 增量式编码器的零位信号 发出来的. 如图所示:因为编码器一经安装完成， 其固定方向上离参考点最近的零位是确定的， 所以这种寻参方式 比其它方式更为精确。第 59 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.4.4 寻参功能块 MC_HomeExecute 信号上升沿触发寻参的动作。 Postion 为参考点位置，如果设置为 0，即为原点。 bCalibrationcam：参考点接近开关4.4.5 寻参的速度寻参的速度在 System Manager 中 Axis 的 Parameter 页面设置。Calibration Veloctiy（towards PLC CAM）指寻参时向参考点移动的速度。 Calibration Veloctiy（off PLC CAM）指寻参时向离开参考点的速度。4.4.6 参考点的位置如果在 MC_Home 的 Position 处输入常数 DEFAULT_HOME_POSITION（TCMC.LIB 库中的全局变量） ，参考点的位置就设为 TwinCAT System Manager 中的设置，否则设为 Position 变量的值：第 60 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.5 位 置 外 部 设 定 值 发 生 器 （ External set value generation）多数情况下，TwinCAT NC 的目标位置是由 NC 信号发生器（即下图的 Setpoint Generator） ， 根据当前位置、目标位置、加速度等产生的，每个轴每个 NC 周期（比如 2ms）产生一个位 置数据。但在特殊情况下，比如，电机转动距离与实际工件运动为非线性关系时，用户需要用到独特 的算法来给定每个 NC 周期的目标位置。此时，可以在 PLC 程序内使用一个独立的位置设 定值发生器。该位置发生器既可以独立工作，也可以和 NC 位置发生器协同工作。这大大增 加了 TwinCAT 轴的灵活性，可以应用于更广泛的场合。 这些新功能可以通过 PLC 功能块 MC_ExtSetPointGenEnable、MC_ExtSetPointGenDisable、 MC_ExtSetPointGenFeed （TcMc.lib）实现。4.5.1 MC_ExtSetPointGenEnable顾名思义，此功能块用于使能外部位置发生器。 注意：输入 Postion 并不是指让 NC 轴运动到该位置，而是到达该位置后，NC 轴标记位 InTargetPostion 置位。该标记可以通过函数 AxisIsAtTargetPosition 获得。第 61 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.5.2 MC_ExtSetPointGenDisable顾名思义，此功能块用于终止外部位置发生器。4.5.3 MC_ExtSetPointGenFeed此功能块用于给定位置发生器的目标位置，把此处给定的参数 fExtSetPos, fExtSetVelo, fExtSetAcc und nExtSetDirection 复制到接口变量 PLCTONC_AXLESTRUCT 中。 例程： 《TwinCAT NC 运动控制详解\配套例程\第四章_编写 NC 单轴程序\外部信号发生器》第 62 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.6 位置补偿 4.6.1 位置补偿原理位置补偿的原理，在 Beckhoff Information System 中有详细的描述。4.6.2 MC_MoveSuperImposedExt无论 NC 轴是主动还是从动的方式，都可以对轴进行补偿。补偿的关键参数是补偿距离和允 许的速度差以及补偿的模式。 补偿模式是一个枚举： TYPE E_SuperpositionMode :第 63 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc( SUPERPOSITIONMODE_VELOREDUCTION_ADDITIVEMOTION := 1, SUPERPOSITIONMODE_VELOREDUCTION_LIMITEDMOTION, SUPERPOSITIONMODE_LENGTHREDUCTION_ADDITIVEMOTION, SUPERPOSITIONMODE_LENGTHREDUCTION_LIMITEDMOTION ); END_TYPE SUPERPOSITIONMODE_VELOREDUCTION_ADDITIVEMOTION: 补偿动作在整个剩下的距离内执行。所以实际的速度差会比较小，因此更平稳。而动作结束 后实际的运动距离是“原目标距离+补偿距离” SUPERPOSITIONMODE_VELOREDUCTION_LIMITEDMOTION: 补偿动作在整个剩下的距离内执行。所以实际的速度差会比较小，因此更平稳。而动作结束 后实际的运动距离是“原目标距离” ，只是时间上提前或者推迟达到目标位置。 SUPERPOSITIONMODE_LENGTHREDUCTION_ADDITIVEMOTION: 补偿动作使用指定的最大速度差， 并在指定的距离内完成。 而动作结束后实际的运动距离是 “原目标距离+补偿距离” SUPERPOSITIONMODE_LENGTHREDUCTION_LIMITEDMOTION: 补偿动作使用指定的最大速度差， 并在指定的距离内完成。 而动作结束后实际的运动距离是 “原目标距离” 例程： 《TwinCAT NC 运动控制详解\配套例程\第四章_编写 NC 单轴程序\位置补偿功能》第 64 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.7 TwinCAT NC 全闭环控制.全闭环时通常使用机械设备上安装的编码器做为位置反馈， 而不是用电机轴上的编码器。 该 编码器根据其类型可以连接到 Beckhoff 的 KL/EL5xxx 端子模块上。 此时只要选择 TwinCAT NC 轴的 Encoder 类型为 KL/EL5101， 并将其 Link 到实际端子模块， 做好 Scaling Factor 设置即可。第 65 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc4.8 从 PLC 程序修改 NC 轴的参数设置如果需要 PLC 程序动态地修改 NC 轴的参数，而不是驱动器参数，有两种方法：用专门的 MC 功能块，或者使用 ADS 通讯。 用 MC 功能修改 NC 轴的参数 MC_ReadParameter, MC_ReadBoolParameter, MC_WriteParameter MC_WriteBoolParameter根据 Beckhoff Infosys 中轴的参数序号 MC_AxisPara 的说明，Maximum Positon Lag Value：的参数号为：1020第 66 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc用 ADSWrite，修改 NC 轴的参数 根据 Beckhoff Infosys 中 TwinCAT ADS Interface NC 的说明，写 Controller Kv-Factor ， Index Group：16#6000+ID；Offset：16#0102 写 AxisMaxPosLagValue， Index Group：16#6000+ID；Offset：16#0012第 67 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc5 编写 NC 多轴联动程序5.1 电子齿轮电子齿轮相关的功能块包括： MC_GearIn：耦合，齿轮比以分子分母的形式给定，不能动态修改。 MC_GearInFloat：耦合，齿轮比以实数形式给定，不能动态修改。 MC_GearInDyn：动态耦合，齿轮比以实数形式给定，可以动态修改。 MC_GearOut：解耦后从轴保持原速继续运动。 MC_GearOutExt：解耦后，从轴按指定的解耦模式停止或者继续运动。 解耦模式分几种： MC_DECOUPLEMODE_STOP, (* 0 Stop 解耦后停止 *) MC_DECOUPLEMODE_ORIENTEDSTOP, (* 1 Oriented stop 解耦后*) MC_DECOUPLEMODE_ENDLESS, (* 2 解耦后原速运动 *) MC_DECOUPLEMODE_ENDLESS_NEWVELO, (* 3 解耦后按指定速度运动 *) MC_DECOUPLEMODE_NEWPOS, (* 4 stop 解耦后在指定位置停止*) MC_DECOUPLEMODE_NEWPOSANDVELO, (* 5 解耦后按指定速度到指定位置*) MC_DECOUPLEMODE_INSTANTANEOUSSTOP (* 6 急停)5.2 电子凸轮使用电子凸轮必须安装 Supplement： E:\BeckhoffDVD_2009\Software\TwinCAT\Supplement\TwinCAT_NC_Camming 在 PLC Control 中开发程序时，除了 TcMc.lib 之外，还必须引用 TcNcCamming.lib5.2.1 凸轮表 Cam Table凸轮表是主轴与从轴的位置对应表。 它可以事先编辑成文件 （.txt 或 .bin） 也可以在 System ， Manager 的 Cam Designer 中编辑。Cam Designer 需要单独安装，详细说明参考第 3.4 节。 凸轮表要装载到 NC 才有效，在 Cam Designer 中编辑的凸轮表在 TSM 文件激活运行时自动 装载，而存在于文件中的凸轮表，必须由 PLC 程序 TableLoad 和 MC_CamTableSelect 来装 载。其后就只要调用 MC_CamIn 和 MC_CamOut 等功能块来耦合或者解耦了。 凸轮表分为描点型和关键点插值型。对于已经装载的关键点插值型凸轮表，还可以由 PLC 程序的 MC_ReadMotionFunctionPoint 和 MC_WriteMotionFunctionPoint 修改其中的关键点。第 68 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。
TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc5.2.2 凸轮表的耦合与解耦用于电子凸轮的耦合的功能块包括： MC_CamIn：耦合，齿轮比以分子分母的形式给定，不能动态修改。 MC_CamInExt：耦合，齿轮比以实数形式给定，不能动态修改。耦合时必须指定凸轮表 ID 号， 主轴、 从轴， 其余可根据实际应用选择性修改。 MC_CamIn 与 相比，MC_CamInExt 增加了激活模式 ActivationMode、激活位置 ActivationPosition、主从轴 的 ScalingMode 选项。 其中激活模式 ActivationMode 包括： MC_CAMACTIVATION_INSTANTANEOUS, (*立即激活*) MC_CAMACTIVATION_ATMASTERCAMPOS, （*在指定主轴凸轮表位置激活*） MC_CAMACTIVATION_ATMASTERAXISPOS, （*在指定的主轴绝对位置激活*） 如果选择的激活模式与位置相关，则 ActivationPosition 处就应该输入指定的位置。 其中缩放模式 ScalingMode 包括： MC_CAMSCALING_USERDEFINED: MC_CAMSCALING_AUTOOFFSET: MC_CAMSCALING_OFF:用户自定义模式。 自动平移模式。 关闭缩放功能。对于已经耦合的电子凸轮，还可以通过 MC_CamScaling 来修改其缩放参数。用于凸轮解耦的功能块是 MC_CamOut。第 69 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc5.2.3 从文件装载凸轮表从文件装载凸轮表的过程包括：把文件读入指定格式的结构（MC_CAM_REF） ，然后把该 结构定义的数据装载到 NC。如图：上图中的功能块 TableLoad 并不包含在标准的 Beckhoff DVD 所提供的 Lib 文件中，但可以 从 Beckhoff Information System 的 NC PTP Example 中解压。如图所示：最简单的方法是导入配套例程中的 Exp 文件: “\配套例程\第五章_\电子凸轮_TableLoad\TableLoad.exp”5.2.4 修改凸轮表的关键点通过功能块 MC_ReadMotionFunctionPoint 和 MC_WriteMotionFunctionPoint 可以动态修改凸 轮表的关键点第 70 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc读入凸轮表的关键点时，是存储到一个 MC_MotionFunctionPoint 类型的结构变量中。反之， 则是把该结构变量指定的参数写到当前凸轮表： 该结构的定义如下： TYPE MC_MotionFunctionPoint : STRUCT PointIndex : MC_MotionFunctionPoint_ID; FunctionType : MC_MotionFunctionT PointType : MC_MotionPointT RelIndexNextPoint : MC_MotionFunctionPoint_ID; MasterPos : LREAL; (* X *) SlavePos : LREAL; (* Y *) SlaveVelo : LREAL; (* Y' *) SlaveAcc : LREAL; (* Y'' *) SlaveJerk : LREAL; (* Y''' *) END_STRUCT END_TYPE 注意：第 1 个点的 PointIndex 是 0，第 2 个点的 PointIndex 是 1。 修改后的凸轮表何时生效取决于 MC_CamActivationMode，详见 Information System：示例程序： “\配套例程\第五章_\电子凸轮_TableLoad\”第 71 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc5.3 收放卷及张力控制（准备中）收放卷及张力控制需要使用 TcPackALv3.0.Lib， 此库需要安装“\BeckhoffDVD_2009\Software\TwinCAT\Supplement\TwinCAT_PackAl\” 结构 DANCER_REF TYPE DANCER_REF: STRUCT Tension_ctl : DINT; GearRatio deltaGear GearOffset : REAL; : REAL; : REAL;fKp fTn fTv fTd Accel_limit END_STRUCT END_TYPE 功能块 FB_DancerControl: REAL; : REAL; : REAL; : REAL; : REAL;目标张力, 为整数,注意与当前张力输入 的单位匹配. 主从轴耦合比例系数,默认为 1.0 PID 输出(-1.0 到+1.0)的放大倍数 必须 0&DeltaGear&1, 耦合比例系数的基准值。 实时的耦合比例 g(t) = deltaGear* PIDout + Gearoffset PID 控制的比例增益(P) PID 控制的积分增益(Tn),单位 s PID 控制的微分增益(Tv),单位 s PID 控制的衍生阻尼时间(Td),单位 s 间接作用于允许最大加速度,此功能块控制从轴跟随 Dancer 耦合的主轴运动。主轴可以是实际的运动轴，也可以是虚拟 轴。功能块通过 Dancer-PID 调节主轴和从轴之间的齿轮比实现从轴到主轴的耦合。 提示 : 此功能块的目的是，依据某一 Dancer 位置，产生一个恒定表面速度（外设速度）相对于主 轴速度的调节量。主轴和从轴之间的张力可以表示为一个位置信号（即 Dancer 位置信号） 。 功能块执行的每个周期都会扫描实际张力值，而其它输入信号则仅在 Enable 信号为 True 的 第一个周期读取。第 72 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc信号曲线例程： “\配套例程\第五章_编写 NC 多轴联动程序\收放卷及张力控制” ，含仿真测试程序。第 73 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc5.4 飞剪 （*准备中*）5.5 FIFO （*准备中*）第 74 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc6 TwinCAT NC 控制 AX5000《AX5000_shanghai_training_1.PPT》6.1 AX5000 功能介绍与其它伺服驱动器不同的是， AX5000 系列只有 EtherCAT 接口，对它的调试都是通过 EtherCAT 接口进行。不支持模拟量 或者其它总线控制方式。 AX5000 的调试界面集成在 TwinCAT System Manager 中，所有参数也保存在 TwinCAT 控制 器而不是 AX5000 里面，所以 AX5000 只能用于 TwinCAT 控制系统。 任意 AX5000 驱动器，都支持从 100-480VAC 的电压，支持几乎所有反馈类型。位置环/速度 环周期为 125us。6.2 AX5000 接线说明说明： 24V DC 的控制电源，Up 和 Us 都应接上 24V。 普通的项目，不必接 8Digital I/Os。 连接单相电源时， L1 端子接火线，L3 端子接零线。 如果使用第三方电机，则驱动器到电机的动力连接器必须单独订购。第 75 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc6.3 在 System Manager 中配置和调试 AX.1 安装 AX5000 配置工具从光盘安装： “\BeckhoffDVD_2009\Software\DriveTechnology\AX5000\” 从 FTP 下载：/Software/DriveTechnology/AX5000/6.3.2 更新 Firmware标准的 Firmare 包含在 TcDriveManager 安装文件中， 所以要从 Beckhoff 的 FTP 服务器上下 载最新版的 TcDriveManager 并安装。在 TwinCAT System Manager 中进入如下页面，点击按 钮“Bootstrap”将 EtherCAT 通讯切换到 boot 状态，如图所示：1, 点 击 BootStrap, 切 换到Boot状态;然后点击 File Access over EhterCAT 项目下的 Download，并在以下路径选择 Firmware 文件。第 76 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc6.3.3 扫描 AX5000准备工作： 控制电压: 24 VDC EtherCAT- 主站连接 TwinCAT 切换到 Config Mode 扫描 I/O 设备和从站：第 77 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc第 78 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc6.3.4 配置 AX5000，关闭缺相检测（可选） 选中 AX5000 的 Configuration 页面：扫描电机 对于 Beckhoff 电机，其电机型号及反馈类型可以直接扫描获取，无需手动选择。 如图所示： 扫描完成后以下位 置显示扫描结果第 79 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc修改其它参数（可选） AX5000 的总线接口协议为 Sercos Over EtherCAT。其内部参数是按照 Sercos 协议中规定的 P 参数、S 参数来组织的。详情请参照： “\BeckhoffDVD_2009\Document\Drives\AX5000_IDN-Description_e.html” 在 AX5000 的 Configuration 页面，确认顶部的红色框中两个按钮按下。分设设置 Channel A 和 Channel B 的参数。 上半窗体显示当前参数值. 下半窗体显示本次修改的项目. 点击 ?Accept All“ 及“OK” ， 接受修改。激活配置 “Activate configuration”，TwinCAT自动切换到Runing 模式。6.3.5 配置 TwinCAT NC 轴。确认 NC 轴的类型与实际一致第 80 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc设置参考速度 Reference Velocity 如果带负载， 就把 Reference Velocity 设置为电机额定转速时负载移动的速度， 单位是 mm/s。 如果在空载调试阶段， 为了符合速度表述的习惯， 建议把电机转动一圈的距离假定为 60mm， 此时，额定转速为 4000rpm 的电机，参考速度为 4000 mm/s。设置位置反馈的脉冲当量 Scaling Factor 以 AX5000 连接 Beckhoff 的 AM3000， Resolver 反馈为例， 电机转动一圈的脉冲数为 1048576。 假定一圈为 60mm，则 Scaling Factor 应为 60/1048576，即 0. mm/inc。如图所示：第 81 页 共 115 页 本文纯属个人经验，非 Beckhoff 公司正式发行，如有疑问，请直接联系作者。TwinCAT NC PTP 运动控制详解 V14.doc关闭跟随误差检测功能 Position Lag Monitoring。 在 PID 参数没有调整之前，可以将 Position Lag Monitoring 设置为 False。带负载调试时，必须调整 PID，该功能应打开。 保存 TSM 文件，并激活