倍福運動控制技術介紹解析課件

DriveTechnology05.01.2023

1自動化新技術BECKHOFF運動控制產品介紹DriveTechnology27.12.202IPC

嵌入式PC

運動控制器--基于WindowsXP和CE的IPCEPC2IPC運動控制系統基石---現場總線及I/O3運動控制系統基石---現場總線及I/O3DriveTechnology05.01.2023

4數字式緊湊型伺服驅動器AX20xx直線伺服電機ALxxxx同步伺服電機AM2000/AM3xxx數字式緊湊型伺服驅動器AX5xxx適用于高動態(tài)定位任務的驅動系統DriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

5電機反饋：旋轉變壓器晶體管電路電源100VAC…480VAC狀態(tài)顯示，例如軸軸標識符或故障信息電機反饋：Sin/Cos1Vss、TTL、單圈或多圈、EnDat、Hiperface、BiSS24VDC控制和制動電壓8點數字量I/O，例如啟用、限位開關、捕獲輸入、故障信息EtherCAT系統總線直流電源/直流母線可選的接口板用插槽，例如附加反饋制動控制/電機溫度監(jiān)控可選的重啟鎖定用插槽或可選的

TwinSAFE安全卡Navigationstasten電機動力電路執(zhí)行材質鑒定導航鍵（Enter,Up/Down）AX5000|數字式緊湊型伺服驅動器功能特點DriveTechnology27.12.202Beckhoff運動控制—驅動解決方案AX5000支持第三方的伺服電機6Beckhoff運動控制—驅動解決方案AX5000支持第三Beckhoff伺服調試---TcDriveManager7Beckhoff伺服調試---TcDriveManager7DriveTechnology05.01.2023

8功能特點”Beckhoff現場總線連接”–各種現場總線接口，可以輕松地集成到各種控制系統中RS232接口（用于參數設置）和

CANopen接口控制信號（帶有電氣隔離）–伺服準備就緒的信號、中繼、設定值輸入、顯示器輸出、數字量輸入/輸出、啟用輸入、模擬量/數字量信號接地24VDC輔助電源電壓電源接口，用于連接外部平穩(wěn)電阻直流中間電路電機和制動器接口旋變信號仿真為編碼器信號輸出，編碼器控制輸入（主從功能），脈沖方向輸入反饋裝置（旋轉變壓器）輸入接口用于高分辨率正余弦編碼器或絕對值編碼器等反饋裝置的輸入接口AX20xxDriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

9AM30xx|同步伺服電機DriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

10AM308x|電機達到150NmDriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

11具備食品級涂裝的AM3000用于食品工業(yè)的AM3000系列電機一臺通過特殊涂裝的標準電機具備了

不銹鋼電機的防護等級降低成本電機的耐熱特性改變很小

僅僅降低10%

(相比不銹鋼電機

最小降低.50%)NEWAM30xxDriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

12AL38xx|直線伺服電機DriveTechnology27.12.202Beckhoff支持的運動控制方式DVI/USBEL2521/KL2521EL4132EL5101EL2521/KL2521EL7041/KL2541EM7004驅動:

伺服電機(總線,模擬量,脈沖),

步進電機(KL2531/41,EL7031/7041K/EL2521)

直流電機(KL2532/42,EL7332/7342)

直線電機(AX5000/2000)

液壓軸13Beckhoff支持的運動控制方式DVI/USBEL2521Beckhoff運動控制應用—脈沖量控制伺服系統1414KL2521模塊伺服驅動器伺服馬達編碼器反饋電纜動力電纜CX1020NC控制器KL2521脈沖輸出模塊

控制伺服電機方法Beckhoff運動控制應用—脈沖量控制伺服系統1414KLBeckhoff運動控制應用—模擬量控制伺服系統15EL5101模塊伺服驅動器伺服馬達動力電纜CX1020NCI控制器CX1020EL4132模擬量控制伺服系統EL4132模塊+/-10vBeckhoff運動控制應用—模擬量控制伺服系統15EL51EM70044軸接口端子模塊EM70042023/1/5

16EM70044軸接口端子模塊EM70042022/12/2Beckhoff運動控制—驅動解決方案步進電機系統17Beckhoff運動控制—驅動解決方案步進電機系統17Beckhoff運動控制—驅動解決方案直流電機系統18KL2532KL2552Beckhoff運動控制—驅動解決方案直流電機系統18KLBeckhoff運動控制—EL7201–EtherCAT伺服電機驅動模塊50VDC,4A完備的伺服解決方案集成旋轉變壓器反饋接口可以連接帶制動電機最高驅動

200W電機ResolverExc.+(R1)Powercontact+24VPowercontact0VResolverSin+(S2)ResolverCos+(S1)MotorphaseUMotorphaseWMotorbrake+Loadvoltage50VLoadvoltage50VResolverExc.-(R2)ResolverSin-(S4)ResolverCos-(S3)MotorphaseVMotorbrakeGNDLoadvoltageGNDLoadvoltageGND19Beckhoff運動控制—EL7201–EtherCA一體化的伺服驅動器直接連接電機直接連接旋轉變壓器緊湊的結構方便進行系統整合Beckhoff運動控制—EL7201–EtherCAT伺服電機驅動模塊50VDC,4A20一體化的伺服驅動器直接連接電機直接連接旋轉變壓器緊湊的結構方Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----SSI211D+SSIdatainputD+5D-SSIdatainputD-4CL+ClockoutputCL+8CL-ClockoutputCL-KL5051KL5001Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----SSIBeckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式編碼器22KL5101Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式編碼器23KL5111KL5121Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式編碼器24KL5151KL5152EL5151Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式WindowsNT,2000,XP現場總線接口卡驅動程序ADS路由器I/O服務器I/O映射PLC服務器I/ONC服務器其它例如，凸輪等系統管理器ADSPLC控制診斷功能如示波器用戶HMI用戶HMIADSADSTCP/IP內核模式用戶模式ADSADSOCX/DllOPCADSADSADSADSI/OI/OTwinCAT系統實時服務器控制軟件---TwinCATTotolWindowsControlAutomationTechnology25WindowsNT,2000,XP現場總線接口卡驅動程

PLC任務和NC任務定時地以多任務多線程獨立運行周期性地獲取CPU的計算時間WindowsNT和HMI程序NC服務

PLC服務在PC上

一個PLC程序和NC控制的實時運行PLC周期

(例如.2ms)PLC周期tt在PC上運行PLC

和NCNC周期

(例如.1ms)NC周期NC周期NC周期1ms2ms3ms4ms5ms例如.Beckhoff運動控制系統機制26PLC任務和NC任務定時地以多任務多線程獨立邏輯運算與處理路徑規(guī)劃閉環(huán)控制位置，速度加速度控制通用插補同步，凸輪飛剪等PLCPLCNCINCINCPTPCNCTWINCAT–PCControlPLC/NCPTP/CNCNCPTPNCPTPBeckhoff

運動控制實現方式TwinCATNCPTP，NCI，CNC7邏輯運算與處理路徑規(guī)劃閉環(huán)控制位置，速度通用插補同步，凸輪P28I/O,PLC,NCPTP,NCI/CNC高度集成在一個平臺中實時性：

硬實時能力：周期最小至50微秒，以及Beckhoff擁有專利的對CPU利用率的動態(tài)調整XFC100微秒的刷新周期（包含100個伺服軸）基于EtherCAT總線幾乎運行于任何一個PC

純軟件解決方案(無需硬件擴展)Beckhoff運動控制概覽28I/O,PLC,NCPTP,NCI/CNC高度集29TwinCATNCPTP功能普通定位運動(PointtoPoint)電子齒輪同步數字凸輪開關凸輪軸運動疊加（合成）飛剪29TwinCATNCPTP功能普通定位運動(PoinTwinCATNCI功能PropertiesTwinCATNCIMax.numberofcontrolledaxesMax.numberofsimultaneouslyinterpolatingperchannel2553pathaxes+5auxiliaryaxesPLCprogrammingIEC61131-3NCIprogrammingDIN66025extensionSubroutinetechniquesNCIfunctionblocksfromthePLCInterpolationfunctionsLinear,circular,helicalinterpolationinthemainplanesLookAhead30TwinCATNCI功能PropertiesTwin31TwinCATNCI功能31TwinCATNCI功能TwinCATCNC功能PropertiesTwinCATCNCMax.numberofcontrolledaxes/spindlesMax.numberofcontrolledspindlesMax.numberofindependentchannelsMax.numberofsimultaneouslyinterpolatingperchannel64121232/6pathaxes/spindlesPLCprogrammingIEC61131-3CNCprogrammingDIN66025extensionHigh-levellanguageextensionsSubroutinetechniquesUsermacrosInterpolationfunctionsLinear,circular,helicalinterpolationinthemainplanes/freelydefinableplanesLookAheadSplineinterpolationThreadfunctions32TwinCATCNC功能PropertiesTwinCATwinCATCNC

2023/1/5

33TwinCATCNC完整的CNC功能一個通道內最多可達32個軸的插補運動采用DIN66025編程語言坐標軸轉換TwinCATCNC2022/12/27TwinCATCNC功能34TwinCATCNC功能34

TwinCATNCPTP--PLCopen功能塊概覽AdministrativeMotionSingleAxesMultipleAxesSingleAxesMultipleAxesNon-InterpolatedMoveAbsoluteInterpolatedMoveAdditiveMoveSuperImposedMoveContinuousMoveVelocityHomeStopPowerResetReadStatusReadAxisErrorReadParameterWriteParameterReadActualPositionPositionProfileVelocityProfileAccelerationProfileCamTableSelectCamInCamOutGearInGearOut…MoveRelativePhasing35TwinCATNCPTP--PLCopen功能塊概覽TwinCATNCPTP-

--PLCopen功能塊概覽MC_MoveSuperimposedMC_MoveVelocityMC_VelocityProfileMC_AccelerationProfileDiscreteMotionContinuousMotionStandstillMC_MoveAbsoluteMC_MoveRelativeMC_MoveAdditiveMC_MoveSuperimposedMC_PositionProfileDoneMC_MoveAbsoluteMC_MoveRelativeMC_MoveSuperimposedMC_MoveAdditiveMC_PositionProfileMC_StopMC-StopMC_MoveVelocityMC_VelocityProfileMC_AccelerationProfileMC_MoveVelocityMC_VelocityProfileMC_AccelerationProfileMC_PowerMC_StopNote1StoppingMC_MoveAbsolute;MC_MoveRelativeMC_MoveAdditive;MC_PositionProfileDoneHomingDoneMC_HomeMC-StopNote1:AllFBscanbecalled,

althoughtheywillnot

beexecuted,exceptMC_ResetandError–willgeneratethetransitiontoStandStillorErrorStopresp..

Root:TaskForceMotionControlpresentationVersionFebr2002.()36TwinCATNCPTP---PLCopen功能塊概37TwinCATNCPTP-

--PLCopen功能塊概覽37TwinCATNCPTP---PLCopen功能38TwinCATNCPTP-

--電子齒輪同步

線性同步耦合之后:

從軸

setposition=couplingfactor*主軸setposition

可以動態(tài)修改齒輪比

使用標準的功能塊，簡單方便38TwinCATNCPTP---電子齒輪同步

TwinCAT電子齒輪同步—龍門鉆床39TwinCAT電子齒輪同步—龍門鉆床3940TwinCAT運動控制凸輪同步Camming

主從軸之間非線性耦合

凸輪設計遵循

VDIguideline2143

凸輪設計工具

TwinCATcamdesigneditor

40TwinCAT運動控制凸輪同步Camming41TwinCATNCPTP-—凸輪設計工具

PositionVelocityAcceleration41TwinCATNCPTP-—凸輪設計工具

Posi42TwinCATNCPTP-—凸輪功能塊42TwinCATNCPTP-—凸輪功能塊43ThepositionvaluesofaslavedependingonamastervalueareinterpolatedintheNCOnlysegmentpointsneeded.TheintermediatepointsarecalculateddependingontheactualfunctionintheNC

PositiontableMotionFunctionTwinCATNCPTP—凸輪設計工具

數據表動態(tài)修改43Thepositionvaluesofasla44TwinCAT

NCPTP

:飛剪44TwinCATNCPTP:飛剪TwinCATNCPTP

:飛剪功能塊45TwinCATNCPTP:飛剪功能塊45TwinCAT系統管理器—運動控制調試配置工具46TwinCAT系統管理器—運動控制調試配置工具46Beckhoff運動控制—軟件示波器47Beckhoff運動控制—軟件示波器47機器人軟件包TwinCAT

05.01.2023

48每個CPU的許可需要預裝TwinCATNCIx86兼容PC機器人軟件包TwinCAT27.12.2022機器人軟件包TwinCATTwinCAT中集成的機器人軟件包提供下列性能：節(jié)省掉了額外的用于機器人控制的CPU采用TwinCAT軟件來做配置，參數化和診斷，在同一系統中保持了使用上的一致性和便利性。避免了不同CPU和PLC系統，運動控制和機器人軟件由于匹配合作而引起的摩擦損失與TwinCAT之間的直接接口帶來了更高的性能和精度，這是多CPU系統之間復雜通訊所不能達到的。

05.01.2023

49機器人軟件包TwinCATTwinCAT中集成的機器人軟件支持的運動學模型TwinCAT笛卡爾坐標模型H型機器人Scara多關節(jié)裝配機械手剪型運動副起重吊臂式運動副二維平面平行機械手運動副三維空間Delta機器人

05.01.2023

50支持的運動學模型TwinCAT笛卡爾坐標模型H型機器人Sca

系統管理器中的配置TwinCATMotionControl:KinematicTransformation例子:Delta變換

05.01.2023

51系統管理器中的配置TwinCATMotionContr運動軌跡編程TwinCAT

運動軌跡編程可以由下列方式實現PTP點對點CamPlate電子凸輪

G代碼(DIN66025)

TcPlcInterpolation功能庫

目標的位置一般用笛卡爾坐標表示(X,Y,Z)

插補模式(G-Code,TcPlcInterpolation)支持不同的用戶坐標系

在多個傳送帶方向間實現同步

05.01.2023

52運動軌跡編程TwinCAT運動軌跡編程可以由下列方式實運動路徑的計算TwinCAT

前向運動轉換

反向運動轉換

動力學模型的計算

05.01.2023

53運動路徑的計算TwinCAT前向運動轉換27TwinCAT機器人軟件包的分級TwinCAT級別1靜態(tài)變換，包括平移和旋轉級別2包含級別1主要是二維平面的變換，如H型機器人模型和二維平面平行機械手模型級別3包含級別2主要是三維空間的變換，如Delta機器人

05.01.2023

54TwinCAT機器人軟件包的分級TwinCAT級別1BK1120KL2542,3.5A/50V直流電機KL2541,5A/50V步進電機CP6619KL4434,KL5101伺服電機Beckhoff運動控制應用—金屬焊接系統55BK1120KL2542,3.5A/50V直流電機KL2Beckhoff運動控制應用—轎車車門焊接設備AutomotiveDoorControlsystemCP6201NCPTPrun-timeEK1100EL2521TwinCATHMI

56Beckhoff運動控制應用—轎車車門焊接設備AutomotEK1100EL2521CP6201EL2521EL6731/ProfibusmasterEtherCATBeckhoff運動控制應用—轎車車門焊接設備57EK1100EL2521CP6201EL2521EL6731Beckhoff運動控制應用--立體倉庫58Beckhoff運動控制應用--立體倉庫58Camtables

MC_CamTableSelect

MC_CamInproductdetection

MC_TouchProbeCamtableadjustmentontheflyMC_CamScaling

MC_WriteMotionFunctionBeckhoff運動控制應用--矽鋼片曲線開料機59Camtables

MC_CamTaBeckhoff運動控制系統應用—機器人C6350WindowsXPTwinCATNCIETHERCATEL4132/5101VisualC++CammingGearing60Beckhoff運動控制系統應用—機器人C63506CX1020+AX5000+HeidolphmotorCamtables

MC_CamTableSelect

MC_CamIn

productdetection

MC_TouchProbe

Camtableadjustmentonthefly

MC_CamScaling

MC_WriteMotionFunctionBeckhoff運動控制系統應用—前沿送紙機器

CX1020+AX5000+HeidolphmotorBeDriveTechnology05.01.2023

62疊加運動指令該指令主要用于伺服軸運動過程中進行一個點到點位置的疊加.該指令運行模式E_SuperpositionMode有4種類型:1.疊加區(qū)域內,走完長度Length后,疊加位置Distance剛好走完.區(qū)域行程為Length+Distance.2.疊加區(qū)域內,走完長度Length后,疊加位置Distance剛好走完,包含在Length內.區(qū)域行程為Length.3.疊加區(qū)域內,在區(qū)域行程Length+Distance內,走完疊加位置Distance.3.疊加區(qū)域內,在區(qū)域行程Length,走完疊加位置Distance.TwinCATNCPTP-

--點到點疊加運動

DriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

63該系統指令的組合,可達到曲線疊加的效果.在systemmanager中配一個電機軸,和一個虛擬軸.通過指令可以將右圖的兩條曲線疊加到一起,大大提高了電子凸輪控制的靈活性.同樣你仍然可以將多個虛擬軸和一個電機軸疊加在一起，實現兩個以上曲線的疊加。電機軸虛擬軸TwinCATNCPTP-

--多個曲線的疊加運動

DriveTechnology27.12.20264TwinCATNCPTP-

--電子齒輪同步

線性同步耦合之后:

從軸

setposition=couplingfactor*主軸setposition

使用標準的功能塊，簡單方便MC_GearInDyn是MC_GearIn的升級版,可以動態(tài)的修改電子齒輪比.電子齒輪是從機械齒輪轉換過來的思路,而且更加靈活,電子齒輪是一種特殊的電子凸輪.ABRatioB:A2:1FeedProcessed64TwinCATNCPTP---電子齒輪同步

ABRTwinCATNCPTP

:動態(tài)捕捉功能塊65動態(tài)捕捉功能塊:該功能塊的特點:當通過旋切功能塊去剪切薄膜或紙張時,如果材料上有色標,而旋刀必須剪在旋刀上時,就必須用TouchProbe功能.此時TouchProbe的作用是色標傳感器檢測到材上的色標后,將此時電機軸的位置記錄下來.該位置記錄是不受嵌入式PC掃描周期的影響,是微秒級別的.該數據走的是Ethercatprocessdata的通道,是realtime的數據,動態(tài)記錄的位置非常精確.將前后兩個色標的位置記錄下來,相減,就可以得到下次剪切所需要的長度.TwinCATNCPTP:動態(tài)捕捉功能塊65動態(tài)捕捉應用—9色凹版印刷機DriveTechnology05.01.2023

66應用—9色凹版印刷機DriveTechnologyTwinCAT運動控制:自動收放卷67收放卷功能(TcPackAL庫

):應用非常廣泛.該庫適用于NC對伺服或變頻器的控制.在收放卷的過程中,隨著卷徑的不斷變化,根據指令算法,通過修改電機角速度的方法,來達到收放卷材料線速度不變.計算卷徑的方法有1.通過計算伺服或變頻器實際走過的距離進行累加,再根據材料的厚度,進行卷徑的計算.2.根據外部傳感器,進行實際卷徑的測算,并反饋給上位.TwinCAT運動控制:自動收放卷67收放卷功能(TcPaTwinCAT運動控制:Dancer68Dancer功能(TcPackAL庫

):是張力控制的一個典型應用.通過修改主軸電機和從軸電機的速度齒輪比的方法,根據能夠反應張力變化的模擬量輸入反饋,通過PID調節(jié)來修改電子齒輪比,從而達到張力控制的效果.TwinCAT運動控制:Dancer68Dancer功能(應用—張力控制DriveTechnology05.01.2023

69應用—張力控制DriveTechnology27Beckhoff運動控制系統應用木工加工設備--NCI70Beckhoff運動控制系統應用木工加工設備--NCI7Beckhoff運動控制系統應用---CNC加工中心71Beckhoff運動控制系統應用---CNC加工中心71Beckhoff運動控制系統

感謝大家的時間與耐心！Beckhoff運動控制系統DriveTechnology05.01.2023

73自動化新技術BECKHOFF運動控制產品介紹DriveTechnology27.12.202IPC

嵌入式PC

運動控制器--基于WindowsXP和CE的IPCEPC74IPC運動控制系統基石---現場總線及I/O75運動控制系統基石---現場總線及I/O3DriveTechnology05.01.2023

76數字式緊湊型伺服驅動器AX20xx直線伺服電機ALxxxx同步伺服電機AM2000/AM3xxx數字式緊湊型伺服驅動器AX5xxx適用于高動態(tài)定位任務的驅動系統DriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

77電機反饋：旋轉變壓器晶體管電路電源100VAC…480VAC狀態(tài)顯示，例如軸軸標識符或故障信息電機反饋：Sin/Cos1Vss、TTL、單圈或多圈、EnDat、Hiperface、BiSS24VDC控制和制動電壓8點數字量I/O，例如啟用、限位開關、捕獲輸入、故障信息EtherCAT系統總線直流電源/直流母線可選的接口板用插槽，例如附加反饋制動控制/電機溫度監(jiān)控可選的重啟鎖定用插槽或可選的

TwinSAFE安全卡Navigationstasten電機動力電路執(zhí)行材質鑒定導航鍵（Enter,Up/Down）AX5000|數字式緊湊型伺服驅動器功能特點DriveTechnology27.12.202Beckhoff運動控制—驅動解決方案AX5000支持第三方的伺服電機78Beckhoff運動控制—驅動解決方案AX5000支持第三Beckhoff伺服調試---TcDriveManager79Beckhoff伺服調試---TcDriveManager7DriveTechnology05.01.2023

80功能特點”Beckhoff現場總線連接”–各種現場總線接口，可以輕松地集成到各種控制系統中RS232接口（用于參數設置）和

CANopen接口控制信號（帶有電氣隔離）–伺服準備就緒的信號、中繼、設定值輸入、顯示器輸出、數字量輸入/輸出、啟用輸入、模擬量/數字量信號接地24VDC輔助電源電壓電源接口，用于連接外部平穩(wěn)電阻直流中間電路電機和制動器接口旋變信號仿真為編碼器信號輸出，編碼器控制輸入（主從功能），脈沖方向輸入反饋裝置（旋轉變壓器）輸入接口用于高分辨率正余弦編碼器或絕對值編碼器等反饋裝置的輸入接口AX20xxDriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

81AM30xx|同步伺服電機DriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

82AM308x|電機達到150NmDriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

83具備食品級涂裝的AM3000用于食品工業(yè)的AM3000系列電機一臺通過特殊涂裝的標準電機具備了

不銹鋼電機的防護等級降低成本電機的耐熱特性改變很小

僅僅降低10%

(相比不銹鋼電機

最小降低.50%)NEWAM30xxDriveTechnology27.12.202DriveTechnology05.01.2023

84AL38xx|直線伺服電機DriveTechnology27.12.202Beckhoff支持的運動控制方式DVI/USBEL2521/KL2521EL4132EL5101EL2521/KL2521EL7041/KL2541EM7004驅動:

伺服電機(總線,模擬量,脈沖),

步進電機(KL2531/41,EL7031/7041K/EL2521)

直流電機(KL2532/42,EL7332/7342)

直線電機(AX5000/2000)

液壓軸85Beckhoff支持的運動控制方式DVI/USBEL2521Beckhoff運動控制應用—脈沖量控制伺服系統8686KL2521模塊伺服驅動器伺服馬達編碼器反饋電纜動力電纜CX1020NC控制器KL2521脈沖輸出模塊

控制伺服電機方法Beckhoff運動控制應用—脈沖量控制伺服系統1414KLBeckhoff運動控制應用—模擬量控制伺服系統87EL5101模塊伺服驅動器伺服馬達動力電纜CX1020NCI控制器CX1020EL4132模擬量控制伺服系統EL4132模塊+/-10vBeckhoff運動控制應用—模擬量控制伺服系統15EL51EM70044軸接口端子模塊EM70042023/1/5

88EM70044軸接口端子模塊EM70042022/12/2Beckhoff運動控制—驅動解決方案步進電機系統89Beckhoff運動控制—驅動解決方案步進電機系統17Beckhoff運動控制—驅動解決方案直流電機系統90KL2532KL2552Beckhoff運動控制—驅動解決方案直流電機系統18KLBeckhoff運動控制—EL7201–EtherCAT伺服電機驅動模塊50VDC,4A完備的伺服解決方案集成旋轉變壓器反饋接口可以連接帶制動電機最高驅動

200W電機ResolverExc.+(R1)Powercontact+24VPowercontact0VResolverSin+(S2)ResolverCos+(S1)MotorphaseUMotorphaseWMotorbrake+Loadvoltage50VLoadvoltage50VResolverExc.-(R2)ResolverSin-(S4)ResolverCos-(S3)MotorphaseVMotorbrakeGNDLoadvoltageGNDLoadvoltageGND91Beckhoff運動控制—EL7201–EtherCA一體化的伺服驅動器直接連接電機直接連接旋轉變壓器緊湊的結構方便進行系統整合Beckhoff運動控制—EL7201–EtherCAT伺服電機驅動模塊50VDC,4A92一體化的伺服驅動器直接連接電機直接連接旋轉變壓器緊湊的結構方Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----SSI931D+SSIdatainputD+5D-SSIdatainputD-4CL+ClockoutputCL+8CL-ClockoutputCL-KL5051KL5001Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----SSIBeckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式編碼器94KL5101Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式編碼器95KL5111KL5121Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式編碼器96KL5151KL5152EL5151Beckhoff運動控制—驅動解決方案編碼器----增量式WindowsNT,2000,XP現場總線接口卡驅動程序ADS路由器I/O服務器I/O映射PLC服務器I/ONC服務器其它例如，凸輪等系統管理器ADSPLC控制診斷功能如示波器用戶HMI用戶HMIADSADSTCP/IP內核模式用戶模式ADSADSOCX/DllOPCADSADSADSADSI/OI/OTwinCAT系統實時服務器控制軟件---TwinCATTotolWindowsControlAutomationTechnology97WindowsNT,2000,XP現場總線接口卡驅動程

PLC任務和NC任務定時地以多任務多線程獨立運行周期性地獲取CPU的計算時間WindowsNT和HMI程序NC服務

PLC服務在PC上

一個PLC程序和NC控制的實時運行PLC周期

(例如.2ms)PLC周期tt在PC上運行PLC

和NCNC周期

(例如.1ms)NC周期NC周期NC周期1ms2ms3ms4ms5ms例如.Beckhoff運動控制系統機制98PLC任務和NC任務定時地以多任務多線程獨立邏輯運算與處理路徑規(guī)劃閉環(huán)控制位置，速度加速度控制通用插補同步，凸輪飛剪等PLCPLCNCINCINCPTPCNCTWINCAT–PCControlPLC/NCPTP/CNCNCPTPNCPTPBeckhoff

運動控制實現方式TwinCATNCPTP，NCI，CNC7邏輯運算與處理路徑規(guī)劃閉環(huán)控制位置，速度通用插補同步，凸輪P100I/O,PLC,NCPTP,NCI/CNC高度集成在一個平臺中實時性：

硬實時能力：周期最小至50微秒，以及Beckhoff擁有專利的對CPU利用率的動態(tài)調整XFC100微秒的刷新周期（包含100個伺服軸）基于EtherCAT總線幾乎運行于任何一個PC

純軟件解決方案(無需硬件擴展)Beckhoff運動控制概覽28I/O,PLC,NCPTP,NCI/CNC高度集101TwinCATNCPTP功能普通定位運動(PointtoPoint)電子齒輪同步數字凸輪開關凸輪軸運動疊加（合成）飛剪29TwinCATNCPTP功能普通定位運動(PoinTwinCATNCI功能PropertiesTwinCATNCIMax.numberofcontrolledaxesMax.numberofsimultaneouslyinterpolatingperchannel2553pathaxes+5auxiliaryaxesPLCprogrammingIEC61131-3NCIprogrammingDIN66025extensionSubroutinetechniquesNCIfunctionblocksfromthePLCInterpolationfunctionsLinear,circular,helicalinterpolationinthemainplanesLookAhead102TwinCATNCI功能PropertiesTwin103TwinCATNCI功能31TwinCATNCI功能TwinCATCNC功能PropertiesTwinCATCNCMax.numberofcontrolledaxes/spindlesMax.numberofcontrolledspindlesMax.numberofindependentchannelsMax.numberofsimultaneouslyinterpolatingperchannel64121232/6pathaxes/spindlesPLCprogrammingIEC61131-3CNCprogrammingDIN66025extensionHigh-levellanguageextensionsSubroutinetechniquesUsermacrosInterpolationfunctionsLinear,circular,helicalinterpolationinthemainplanes/freelydefinableplanesLookAheadSplineinterpolationThreadfunctions104TwinCATCNC功能PropertiesTwinCATwinCATCNC

2023/1/5

105TwinCATCNC完整的CNC功能一個通道內最多可達32個軸的插補運動采用DIN66025編程語言坐標軸轉換TwinCATCNC2022/12/27TwinCATCNC功能106TwinCATCNC功能34

TwinCATNCPTP--PLCopen功能塊概覽AdministrativeMotionSingleAxesMultipleAxesSingleAxesMultipleAxesNon-InterpolatedMoveAbsoluteInterpolatedMoveAdditiveMoveSuperImposedMoveContinuousMoveVelocityHomeStopPowerResetReadStatusReadAxisErrorReadParameterWriteParameterReadActualPositionPositionProfileVelocityProfileAccelerationProfileCamTableSelectCamInCamOutGearInGearOut…MoveRelativePhasing107TwinCATNCPTP--PLCopen功能塊概覽TwinCATNCPTP-

--PLCopen功能塊概覽MC_MoveSuperimposedMC_MoveVelocityMC_VelocityProfileMC_AccelerationProfileDiscreteMotionContinuousMotionStandstillMC_MoveAbsoluteMC_MoveRelativeMC_MoveAdditiveMC_MoveSuperimposedMC_PositionProfileDoneMC_MoveAbsoluteMC_MoveRelativeMC_MoveSuperimposedMC_MoveAdditiveMC_PositionProfileMC_StopMC-StopMC_MoveVelocityMC_VelocityProfileMC_AccelerationProfileMC_MoveVelocityMC_VelocityProfileMC_AccelerationProfileMC_PowerMC_StopNote1StoppingMC_MoveAbsolute;MC_MoveRelativeMC_MoveAdditive;MC_PositionProfileDoneHomingDoneMC_HomeMC-StopNote1:AllFBscanbecalled,

althoughtheywillnot

beexecuted,exceptMC_ResetandError–willgeneratethetransitiontoStandStillorErrorStopresp..

Root:TaskForceMotionControlpresentationVersionFebr2002.()108TwinCATNCPTP---PLCopen功能塊概109TwinCATNCPTP-

--PLCopen功能塊概覽37TwinCATNCPTP---PLCopen功能110TwinCATNCPTP-

--電子齒輪同步

線性同步耦合之后:

從軸

setposition=couplingfactor*主軸setposition

可以動態(tài)修改齒輪比

使用標準的功能塊，簡單方便38TwinCATNCPTP---電子齒輪同步

TwinCAT電子齒輪同步—龍門鉆床111TwinCAT電子齒輪同步—龍門鉆床39112TwinCAT運動控制凸輪同步Camming

主從軸之間非線性耦合

凸輪設計遵循

VDIguideline2143

凸輪設計工具

TwinCATcamdesigneditor

40TwinCAT運動控制凸輪同步Camming113TwinCATNCPTP-—凸輪設計工具

PositionVelocityAcceleration41TwinCATNCPTP-—凸輪設計工具

Posi114TwinCATNCPTP-—凸輪功能塊42TwinCATNCPTP-—凸輪功能塊115ThepositionvaluesofaslavedependingonamastervalueareinterpolatedintheNCOnlysegmentpointsneeded.TheintermediatepointsarecalculateddependingontheactualfunctionintheNC

PositiontableMotionFunctionTwinCATNCPTP—凸輪設計工具

數據表動態(tài)修改43Thepositionvaluesofasla116TwinCAT

NCPTP

:飛剪44TwinCATNCPTP:飛剪TwinCATNCPTP

:飛剪功能塊117TwinCATNCPTP:飛剪功能塊45TwinCAT系統管理器—運動控制調試配置工具118TwinCAT系統管理器—運動控制調試配置工具46Beckhoff運動控制—軟件示波器119Beckhoff運動控制—軟件示波器47機器人軟件包TwinCAT

05.01.2023

120每個CPU的許可需要預裝TwinCATNCIx86兼容PC機器人軟件包TwinCAT27.12.2022機器人軟件包TwinCATTwinCAT中集成的機器人軟件包提供下列性能：節(jié)省掉了額外的用于機器人控制的CPU采用TwinCAT軟件來做配置，參數化和診斷，在同一系統中保持了使用上的一致性和便利性。避免了不同CPU和PLC系統，運動控制和機器人軟件由于匹配合作而引起的摩擦損失與TwinCAT之間的直接接口帶來了更高的性能和精度，這是多CPU系統之間復雜通訊所不能達到的。

05.01.2023

121機器人軟件包TwinCATTwinCAT中集成的機器人軟件支持的運動學模型TwinCAT笛卡爾坐標模型H型機器人Scara多關節(jié)裝配機械手剪型運動副起重吊臂式運動副二維平面平行機械手運動副三維空間Delta機器人

05.01.2023

122支持的運動學模型TwinCAT笛卡爾坐標模型H型機器人Sca

系統管理器中的配置TwinCATMotionControl:KinematicTransformation例子:Delta變換

05.01.2023

123系統管理器中的配置TwinCATMotionContr運動軌跡編程TwinCAT

運動軌跡編程可以由下列方式實現PTP點對點CamPlate電子凸輪

G代碼(DIN66025)

TcPlcInterpolation功能庫

目標的位置一般用笛卡爾坐標表示(X,Y,Z)

插補模式(G-Code,TcPlcInterpolation)支持不同的用戶坐標系

在多個傳送帶方向間實現同步

05.01.2023

124運動軌跡編程TwinCAT運動軌跡編程可以由下列方式實運動路徑的計算TwinCAT

前向運動轉換

反向運動轉換

動力學模型的計算

05.01.2023

125運動路徑的計算TwinCAT前向運動轉換27TwinCAT機器人軟件包的分級TwinCAT級別1靜態(tài)變換，包括平移和旋轉級別2包含級別1主要是二維平面的變換，如H型機器人模型和二維平面平行機械手模型級別3包含級別2主要是三維空間的變換，如Delta機器人

05.01.2023

126TwinCAT機器人軟件包的分級TwinCAT級別1BK1120KL2542,3.5A/50V直流電機KL2541,5A/50V步進電機CP6619KL4434,KL5101伺服電機Beckhoff運動控制應用—金屬焊接系統127BK1120KL2542,3.5A/50V直流電機KL2Beckhoff運動控制應用—轎車車門焊接設備AutomotiveDoorControlsystemCP6201NCPTPrun-timeEK1100EL2521TwinCATHMI

128Beckhoff運動控制應用—轎車車門焊接設備AutomotEK1100EL2521CP6201EL2521EL6731/ProfibusmasterEtherCATBeckhoff運動控制應用—轎車車門焊接設備129EK1100EL2521CP6201EL2521EL6731Beckhoff運動控制應用--立體倉庫130Beckhoff運動控制應用--立體倉庫58Camtables

MC_CamTableSelect

MC_CamInproductdetection

MC_TouchProbeCamtableadjustmentontheflyMC_CamScaling

MC_WriteMotionFunctionBeckhoff運動控制應用