TwinCAT NC實用指南（簡體書）

倍福公司官方推薦圖書，系統、全面、快速瞭解TwinCAT技術和應用

前言
進入21世紀以來，中國作為世界制造中心的地位日益確立和穩固，產業機械迅猛發展。隨著人力成本的不斷升高，提高產業機械自動化程度成為業界的共識。
因為伺服驅動系統相較於傳統機械中大量使用的氣缸、變頻電動機和步進電動機驅動，具有精度高、動態性能好的優點，可以大幅提升整機的生產效率，因此越來越多的產業機械在關鍵工序采用伺服驅動。對於國內的工業自動化工程師而言，控制伺服驅動器和電動機成為一門不可回避的必修課。
控制伺服驅動器和電動機通常有3種方式：①使用伺服驅動器廠家的軟件工具；②使用獨立於伺服驅動器的第三方運動控制系統；③使用PLC廠家的運動控制系統。
方式②可控制任意伺服驅動器和電動機，①、②兩種方式都會不同程度地涉及運動控制系統和PLC的通信，方式③不存在通信問題，但是用戶往往受限於使用PLC廠家的伺服驅動器和電動機。
TwinCAT NC是德國倍福（BECKHOFF）公司推出的基於PC的運動控制軟件，結合了方式②和③的優勢，不但實現了NC與PLC的無縫集成，而且支持幾乎所有的伺服驅動器接口，包括脈衝、模擬量、現場總線和以太網，這意味著用戶可以在伺服驅動器和電動機的選擇上擁有更多的自由。
TwinCAT NC的另一個優勢在於，即使在脫離伺服驅動器和電動機的條件下，開發人員也可以在任意計算機上模擬調試自己的PLC和NC程序。輔以倍福公司提供的示波器軟件Scope View，用戶可以觀察任意變量的曲線。
本人在倍福公司長期從事技術和培訓工作，支持了大量的客戶和不同的應用，在此將相關的經驗和體會整理發布。書中不僅系統闡述了TwinCAT NC軟件的工作原理和軟件模型，而且將工作中遇到的各種應用的知識要點、操作步驟匯集成冊，隨書配套文檔還按章節配有相關例程的源代碼和使用說明。TwinCAT NC軟件開發版及Scope View工具都可以從倍福公司網站免費下載。
本書讀者物件
本書的目的是教您如何盡可能快捷地運用TwinCAT NC PTP編寫有用的程序，並假定您已經熟練掌握了TwinCAT PLC編程。為了照顧到初次使用TwinCAT的讀者，如果需要更深入的PLC編程知識，請參考本系列中《TwinCAT 31從入門到精通》一書。
本書適合於以下讀者。
（1)運動控制的初學者
對於運動控制的初學者，選擇從TwinCAT NC PTP開始學起，這是一個很好的選擇。TwinCAT NC PTP不僅容易學易用，而且功能強大。尤其對於大專院校的學生和暫無實際項目需求的工程師，TwinCAT NC模擬運行調試無須硬件，軟件可免費獲得；另一方面，TwinCAT NC完全兼容PLCopen國際標準化組織的運動控制指令，因此，選擇TwinCAT NC PTP來學習運動控制，不僅節約投資，而且適用面極為廣泛。
（2)曾使用其他運動控制系統，但第一次使用TwinCAT NC的初學者
運動控制系統開發過程中常用的功能，在此書中均有詳盡的說明。本書將帶領您從最基本的TwinCAT NC軸的配置和調試界面開始，循序漸進，直到TwinCAT NC控制程序的編寫和調試。
（3)曾經使用TwinCAT NC及其他運動控制系統的有經驗的工程師
軟件方面，本書不僅介紹了基本的運動控制指令，還詳細介紹了從文件裝載凸輪表、動態修改凸輪表關鍵點、位置補償及位置外部設定值發生器等常用的功能，以及FIFO聯動、探針（TouchProbe）、凸輪輸出（CamSwitch）及全閉環控制等某些特定工藝才用到的功能。
硬件方面，本書除了介紹通用的TwinCAT NC軟件和AX5000伺服驅動器帶倍福電動機的操作之外，還詳細介紹AX5000帶第三方伺服電動機的調試步驟，以及TwinCAT NC帶EtherCAT、CANopen（DS402）、EL72x1伺服驅動模塊、EL7037/7047/7031/7041及KL2531/2541步進驅動模塊、高速脈衝控制及模擬量控制等硬件接口類型的運動軸所需要的特別設置和操作步驟。
上述軟硬件功能，不是每個項目都會全部用到，因此，即使是有經驗的運動控制工程師，針對特定的軟件功能或者硬件接口，也可以從此書獲得幫助。
版本說明
本書所提供的操作截圖、程序代碼都基於TwinCAT 31 Build 402227。所述例程基於Tc2_MC2，該庫兼容於PLCopen Motion Control Version20。截至目前，由於倍福公司的TwinCAT軟件仍然會持續升級和更新，因此不排除後續版本的操作界面會發生變化，而例程中的代碼也有可能不適用於後續版本。
感謝
用戶的需求是我們成長的動力，在此感謝長期給予我們學習動力的客戶。
尤其要感謝倍福廣州辦技術工程師邱少彬，他在齒輪凸輪聯動方面的靈活深入的應用，為本書的相應章節提供了最詳細的細節分析。在此也感謝最佳推手倍福長沙辦的劉端健，他不僅積極向用戶推薦本人所編寫的技術文檔，還及時反饋用戶的的需求，促成了本書內容的全面升級。
本書的編寫得到倍福中國運動控制中心及工程應用部門同事的大力支持，在此特別感謝運動控制中心經理王建成，以及倍福德國總部驅動事業部工程師刁巖斌。同時非常感謝倍福廣州分公司的同事萬文博和郭禪禪，沒有你們最初的幫助，這本書就不可能誕生。
本書的出版得ETG中國代表範斌和倍福技術部經理周耀剛的努力推動，在此一並感謝。
由於作者個人的經驗和水平有限，本書難免有錯誤或者過時的內容。讀者如果發現有任何問題，請發郵件

目錄
序
前言
第1章TwinCAT NC PTP系統概述
11TwinCAT NC的基本特征
12術語介紹
13NC軸的配置和調試
第2章開發第一個運動控制的項目
21創建運動控制項目
22調試程序
23Scope顯示Axis1位置速度曲線
第3章TwinCAT NC調試界面詳解
31概述
32NC軸的參數設置
33Axis調試界面
34單軸調試Function
35Coupling雙軸聯動
36Compensation位置補償
第4章TwinCAT NC控制總線伺服（DS402）
41DS402協議簡介
42NC控制CanOpen（DS402）的驅動器
43NC控制EtherCAT CoE（DS402）的驅動器
44NC軸的參數細化
45DS402伺服常見問題
46附加資料
第5章編寫TwinCAT NC單軸運動的PLC程序
51準備工作
52軸的管理
53尋參MC_Home
54軸的動作
55外部位置設定值發生器
56位置補償
57幾個Beta版的功能塊介紹
58從PLC程序修改NC軸的參數設置
59專題分析
第6章編寫TwinCAT NC耦合聯動的PLC程序
61電子齒輪
62電子凸輪
63定義和裝載凸輪表
64收放卷及張力控制
65飛鋸Flying Saw
66TwinCAT NC Fifo
67常見問題
第7章TwinCAT NC控制倍福伺服驅動器AX5000
71AX5000功能介紹
72配置和調試AX5000
73PLC程序訪問AX5000
74AX5000的PID參數調整
75AX5000驅動第三方電機
76常見問題
第8章TwinCATNC控制伺服驅動模塊EL72x1
81功能介紹
82EL72xx的基本控制
83常見問題
第9章TwinCAT NC控制倍福步進電機驅動模塊
91功能介紹
92EL7031/EL7041及步進電機的控制
93KL2531/2541及步進電機的控制
94附加資料
941其他說明
第10章TwinCAT NC控制高速脈衝接口的伺服
101功能介紹
102EL/KL2521及驅動控制
103常見問題
第11章TwinCAT NC控制模擬量接口的伺服
111硬件模塊和接線
112在System中配置和調試
第12章探針、凸輪輸出、全閉環及其他
121探針 TouchProbe
122凸輪輸出功能CamSwitch
123全閉環控制
第13章TwinCAT NC I插補運動
131TwinCAT NC I系統概述
132在System Manager中測試NCI功能
133使用G代碼的插補運動項目
134使用FeedTable的插補運動項目
135回溯Retrace
136單步執行Single Block
137關於M函數
138G代碼簡介
139常見問題
附錄
配套文檔匯總