第6頁TTwinCAT3以FeedTable的形式實現(xiàn)NCI插補(bǔ)作者：簡自豪職務(wù)：技術(shù)工程師郵箱：Yosef45545@163.com日期：2023-11-7摘要：筆者作為倍福用戶，在學(xué)習(xí)倍福的過程中發(fā)現(xiàn)虛擬學(xué)院中并沒有文檔是關(guān)于TwinCAT3如何使用FeedTable的形式來實現(xiàn)NCI插補(bǔ)的，因此，借這個客戶投稿的機(jī)會來補(bǔ)充一下TwinCAT3NCI中該功能的一些文檔，本文參考了TwinCAT2以及infosys上的FeedTable資料進(jìn)行了編寫。FeedTable實際上就是使用自定義的點位段表來實現(xiàn)NCI的插補(bǔ)，而非通過執(zhí)行G代碼文件。該形式是非常便于前期調(diào)試NCI時的一種方法，得益于其能夠在程序當(dāng)中直接寫入插補(bǔ)指令來達(dá)到更改插補(bǔ)路徑的效果，從而避免了頻繁的修改系統(tǒng)中的G代碼文件。附件：序號文件名備注1FeedTableNci.tnzip例程歷史版本：免責(zé)聲明：我們已對本文檔描述的內(nèi)容做測試。但是差錯在所難免，無法保證絕對正確并完全滿足您的使用需求。本文檔的內(nèi)容可能隨時更新，如有改動，恕不事先通知，也歡迎您提出改進(jìn)建議。參考信息：目錄1. 軟硬件版本、FeedTable執(zhí)行流程 31.1. 倍福Beckhoff 31.1.1. 控制器硬件 31.1.2. 控制軟件 31.2. FeedTable執(zhí)行流程 32. 指令介紹 42.1. FeedTable相關(guān)指令介紹 42.1.1. 結(jié)構(gòu)體NCI_SingleEntry 42.1.2. 指令準(zhǔn)備功能塊FB_NciFeedTablePreparation 42.1.3. 執(zhí)行段表插補(bǔ)指令FB_NciFeedTable 52.2. NCI插補(bǔ)通道相關(guān)指令介紹 52.2.1. 組合通道CfgBuildExt3DGroup、解散通道CfgReconfigGroup 52.2.2. 插補(bǔ)通道速比ItpSetOverridePercent、插補(bǔ)通道狀態(tài)ItpGetStateInterpreter 62.2.3. 插補(bǔ)指令啟停ItpStartStopEx 63. 例程簡介 63.1. 準(zhǔn)備工作 63.1.1. 庫文件添加 63.1.2. 插補(bǔ)通道硬件配置 63.2. 程序介紹 83.2.1. A_NcPTP 83.2.2. A_NciChannel 83.2.3. A_LineTable 93.3. 邏輯執(zhí)行 113.3.1. HMI 113.3.2. 執(zhí)行NCI插補(bǔ) 14

軟硬件版本、FeedTable執(zhí)行流程倍福Beckhoff控制器硬件編程電腦本地仿真模擬Win10企業(yè)版64位控制軟件TwinCAT3.1Build4024.44版本FeedTable執(zhí)行流程最快理解FeedTable插補(bǔ)流程的方法便是拿其和G代碼插補(bǔ)方式去做對比，我們可以用兩張流程圖來展示，首先是G代碼的形式：可以看到G代碼插補(bǔ)的方式源頭是提前編寫好的G代碼文件，里面包含了直線、圓弧插補(bǔ)以及其他非運(yùn)動指令例如M參數(shù)、道具補(bǔ)償參數(shù)等；接著，通過G代碼功能塊將其預(yù)讀到NCI插補(bǔ)通道的存放區(qū)，最后通過啟停功能塊將其寫入NCI插補(bǔ)通道SAF的緩存區(qū)，同時控制G代碼的執(zhí)行與停止。接著我們再來看下FeedTable方式的流程圖：可以看到FeedTable方式的插補(bǔ)與G代碼最大的區(qū)別在于NCI指令在寫入SAF緩存之前，指令的運(yùn)轉(zhuǎn)全是在PLC程序當(dāng)中，而并沒有NCI插補(bǔ)通道的介入。NCI指令的源頭是PLC程序中的各個數(shù)據(jù)塊，同樣可以包括直線、圓弧插補(bǔ)以及其他非運(yùn)動控制指令；接著通過FeedTable獨(dú)有的指令填充功能塊，將所有的指令存放在一個段表中，這個段表也可以理解為一個預(yù)讀區(qū)，但和G代碼的預(yù)讀取差別在于，F(xiàn)eedTable預(yù)讀的段表是存放在PLC程序中，而G代碼則是NCI插補(bǔ)通道，也正因如此，F(xiàn)eedTable方式的插補(bǔ)，在修改NCI指令上比G代碼形式更加靈活多變；最后通過功能塊將該段表的指令寫入SAF的緩存進(jìn)行執(zhí)行。以上便是兩種插補(bǔ)方式的區(qū)別。指令介紹FeedTable相關(guān)指令介紹在2.1章節(jié)中介紹的指令都可以在infosys中查詢到相關(guān)說明：/content/1033/tcnci/958083979.html?id=5205927589624402180結(jié)構(gòu)體NCI_SingleEntryNCI_SingleEntry是一個自定義的結(jié)構(gòu)體，創(chuàng)建該結(jié)構(gòu)體是為了便于統(tǒng)一直線和圓弧插補(bǔ)的準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，在填充插補(bǔ)指令的過程中總是會從該結(jié)構(gòu)體中提取數(shù)據(jù)。因此，該結(jié)構(gòu)體只是便于填充數(shù)據(jù)而創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)體，而并不是FeedTable中必須使用的一環(huán)。指令準(zhǔn)備功能塊FB_NciFeedTablePreparation該功能塊用于填充插補(bǔ)指令，nEntryType引腳用于定義單次指令的類型。插補(bǔ)指令的類型繁多，但最常用的為兩種，分別是ST_NciGeoLine直線插補(bǔ)、以及ST_NciGeoCirclePlane平面圓弧插補(bǔ)，除此之外，還有些類型在實際使用的過程中也需要注意，分別是ST_NciGeoCircleCIP空間圓弧插補(bǔ)以及通常在首位指令使用的ST_NciGeoStart和ST_NciEndOfTables。引腳則是插補(bǔ)指令的數(shù)據(jù)來源，在本例程中，數(shù)據(jù)的來源便是上文提到的自定義結(jié)構(gòu)體NCI_SingleEntry。而最終數(shù)據(jù)將會填充到指令段表，也就是stFeedGroupTable這個引腳當(dāng)中。需要注意的是，該段表能夠填充的指令數(shù)量并非無限，一張表中最多能夠填充100條指令，若在填充滿后繼續(xù)向表中填寫數(shù)據(jù)，功能塊便會報錯，需新建一張段表或是清空當(dāng)前段表才能繼續(xù)填寫。清空段表則是通過置位bResetTable引腳，其與bResetAll的區(qū)別在于bResetAll還會令一些模態(tài)參數(shù)恢復(fù)默認(rèn)值。執(zhí)行段表插補(bǔ)指令FB_NciFeedTable該功能塊用于執(zhí)行段表中填充的插補(bǔ)指令，觸發(fā)該功能塊后stNciToPlc引腳上鏈接的對應(yīng)插補(bǔ)通道便會開始執(zhí)行stFeedGroupTable段表中的指令。bLogFeederEntries如果置True，則代表功能塊在TwinCAT\Mc\Nci這個路徑下寫入了'PlcItpFeed.log'的日志文件，它包含通過ADS發(fā)送到NC內(nèi)核的所有條目。當(dāng)段表中的所有指令被發(fā)送到NC內(nèi)核時該引腳便會置位，而當(dāng)所有指令被執(zhí)行完成且檢測到段表中的ST_NciEndOfTables類型指令后，bChannelDone引腳便會置位。NCI插補(bǔ)通道相關(guān)指令介紹組合通道CfgBuildExt3DGroup、解散通道CfgReconfigGroup該功能塊若大家經(jīng)常使用NCI插補(bǔ)的話應(yīng)該是再熟悉不過了，通過NC軸的ID將一個個單獨(dú)的PTP軸組合進(jìn)nGroupId引腳對應(yīng)的插補(bǔ)通道當(dāng)中。如需將插補(bǔ)通道的軸重新轉(zhuǎn)換成獨(dú)立的NCPTP軸，則可以使用該功能塊來解散插補(bǔ)通道。插補(bǔ)通道速比ItpSetOverridePercent、插補(bǔ)通道狀態(tài)ItpGetStateInterpreter插補(bǔ)通道同樣也有速比設(shè)置，使用ItpSetOverridePercent這個Function來設(shè)置插補(bǔ)速比，需要注意，該速比必須在插補(bǔ)通道中進(jìn)行配置或是在程序中進(jìn)行定義，系統(tǒng)并不會默認(rèn)設(shè)置插補(bǔ)通道的速比為100%。在軸進(jìn)行插補(bǔ)的過程中往往會需要一些標(biāo)志位來對插補(bǔ)通道的狀態(tài)進(jìn)行判斷，以便于觀察插補(bǔ)邏輯的正常運(yùn)行以及執(zhí)行一些其他的工藝指令，因此，可以通過ItpGetStateInterPreter這個Function來實時獲取插補(bǔ)通道的當(dāng)前狀態(tài)。插補(bǔ)指令啟停ItpStartStopExItpStartStopEx功能塊在使用G代碼文件方式進(jìn)行插補(bǔ)時，是用于啟動/暫停G代碼執(zhí)行的功能塊；而在FeedTable的方式中，啟動插補(bǔ)是通過FB_NciFeedTable功能塊，而ItpStartStopEx的作用僅限于在插補(bǔ)指令執(zhí)行的過程中對其進(jìn)行暫停。例程簡介準(zhǔn)備工作庫文件添加在使用FeedTable前，首先需要在References文件夾中添加需要用到的3個庫文件，詳見下圖。插補(bǔ)通道硬件配置無論是使用G代碼還是FeedTable的形式，都需要先在Motion中創(chuàng)建一根插補(bǔ)通道才能在程序中使用功能塊將軸添加進(jìn)插補(bǔ)軸組。首先，右鍵Motion選項卡，點擊AddNewItem，創(chuàng)建一個NCtask。隨后右鍵Axes，點擊AddNewItem，添加三根插補(bǔ)軸X、Y、Z。最后，右鍵NC-Task1SAF再次點擊添加新項，選擇NCChannel（forInterpolation）創(chuàng)建一根插補(bǔ)通道。上述項目創(chuàng)建完成后我們便完成了插補(bǔ)通道的硬件配置。程序介紹本例程較為簡單，結(jié)合了一個簡單的HMI界面和XYZScope，可以演示FeedTable方式下的直線和圓弧插補(bǔ)，主程序共分成了3個Action。A_NcPTP該Action中的程序非常簡單，用于對所有參與插補(bǔ)的軸進(jìn)行使能。A_NciChannel前文說到，無論是通過G代碼還是FeedTable的形式進(jìn)行插補(bǔ)，都需要提前進(jìn)行插補(bǔ)通道的配置。在完成3.1章節(jié)的硬件配置后，接下來可以通過PLC程序?qū)TP軸加入插補(bǔ)通道，而使用到的便是第2章節(jié)中介紹的幾個功能塊。首先使用兩個獲取ID的Function獲取插補(bǔ)通道的軸組ID以及通道ID，以便后續(xù)使用。獲取ID完成后需要設(shè)定插補(bǔ)通道的速比。設(shè)定完成后，便可以調(diào)用功能塊將所有的PTP軸加入插補(bǔ)通道進(jìn)行使用了。除此之外，為了表現(xiàn)出FeedTable方式的插補(bǔ)與G代碼的不同之處，筆者還監(jiān)控了NCI的通道狀態(tài)。該狀態(tài)在G代碼方式的插補(bǔ)下，會根據(jù)G代碼的裝載、執(zhí)行而變化為不同的狀態(tài)機(jī)，但FeedTable形式并未經(jīng)過此流程，因此，該狀態(tài)機(jī)的值始終為1：A_LineTable此Action是主程序中最重要的一環(huán)，整個FeedTable的流程都將在整個Action中執(zhí)行完畢。首先是NCI插補(bǔ)指令的填寫，程序中聲明了一個名為Nci_Command的變量，其類型是第2章節(jié)中介紹的NCI_SingleEntry的結(jié)構(gòu)體，在該變量中我們可以填寫單次的NCI插補(bǔ)指令：單次的插補(bǔ)指令填寫完成后我們便需要填充到ST_NciFeedGroupTable的指令段表中，這時候我們就需要用到FB_NciFeedTablePreparation功能塊，例程中單次指令只設(shè)定成了兩種常用的形式，分別是直線插補(bǔ)以及平面圓弧插補(bǔ)，通過結(jié)構(gòu)體中的iPlane的值來進(jìn)行區(qū)分：填充的過程中有兩行與隊列相關(guān)的程序是用來在HMI中便于觀察填寫的指令段表：在所有的指令編寫完成后，便可以調(diào)用并觸發(fā)FB_NciFeedTable功能塊將其寫入SAF緩存并執(zhí)行：在段表中的指令執(zhí)行完成后，儲存在段表中的指令并不會自動清除，若段表中上一次的指令仍然保留，再次執(zhí)行該功能塊會重新從段表的首行命令開始執(zhí)行，并不會直接執(zhí)行新寫入的指令。因此，想要NCI繼續(xù)新的插補(bǔ)指令，必須復(fù)位段表：若在填寫指令的過程中發(fā)現(xiàn)指令填寫錯誤，則需要手動清空段表重新填寫：邏輯執(zhí)行HMI在執(zhí)行邏輯之前，我們先來看一下例程中HMI界面的使用，該界面是為了便于寫入插補(bǔ)指令而制作的界面，由兩個子界面構(gòu)成：首先，子頁面的切換由左上方的兩個button來進(jìn)行切換，切換的同時程序會自動判斷寫入的指令是直線插補(bǔ)形式還是平面圓弧插補(bǔ)形式：左上角的ToggleSwitch控件用于軸的使能，使能的同時，所有PTP軸將會被加入到NCI插補(bǔ)通道中，可以通過NCI通道中是否出現(xiàn)三根PTP軸來判斷軸是否加入成功：右側(cè)的XYZ3個TextBlock可以實時觀察三根插補(bǔ)軸所在的ActPos：界面的下半部分便是填寫NCI指令的地方，我們可以通過左側(cè)4個TextBlock填寫單次NCI指令的參數(shù)，隨后點擊Write進(jìn)行寫入，寫入完成后可以看到右側(cè)的指令隊列便會顯示出剛剛填寫的數(shù)據(jù)。在所有的指令填寫完成后，我們便可以點擊ExcuteNci觸發(fā)插補(bǔ)，在插補(bǔ)完成后便可以點擊Clear清空段表：而平面圓弧插補(bǔ)和直線插補(bǔ)的區(qū)別僅在填寫的部分參數(shù)不同，使用流程上并無區(qū)別：執(zhí)行NCI插補(bǔ)現(xiàn)在我們可以激活硬件配置來看一下FeedTable的效果。首先測試直線插補(bǔ)，我們填寫需要執(zhí)行的參數(shù)，同時，使用XYZScope來看一下其執(zhí)行效果。填寫的參數(shù)是一個正方形的4個點：最終的執(zhí)行效果：同時，我們可以通過功能塊中的BlockNo引腳知道當(dāng)前正在執(zhí)行第幾行NCI指令：執(zhí)行完成后，指令便會自動清除，點擊Clear清空HMI中的段表，便可以繼續(xù)填寫后續(xù)需要執(zhí)行的指令。接下來我們再來測試下平面圓弧插補(bǔ)。我們填寫平面圓弧插補(bǔ)指令，讓其在Scope中畫出一個圓形：可以發(fā)現(xiàn)平面圓弧插補(bǔ)執(zhí)行也成功。

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