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CNC-Beispiel 10: Dynamische CNC-Bahn programmieren

Sehen Sie hierzu das Beispielprojekt CNC10_DynamicPath.project im Installationsverzeichnis von CODESYS unter ..\CODESYS SoftMotion\Examples.

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie eine CNC-Bahn direkt in der Applikation zur Laufzeit erzeugt werden kann, also nicht aus einem CNC-Programmobjekt oder einer Datei mit G-Code gespeist wird. Wenn ein solches herkömmliches CNC-Programm übersetzt wird, werden die Bahndaten in einer Datenstruktur mit Datentyp SMC_CNC_Data gespeichert. Diese internen Daten werden dann abhängig vom Übersetzungsmodus (SMC_CNC_REF oder SMC_OutQueue) in spezielle globale Datenstrukturen übersetzt.

Beim Übersetzungsmodus SMC_CNC_REF werden die Daten in einem Array von Elementen des Typs SMC_GEOINFO gespeichert. Üblicherweise wird das Array im Applikationscode an die Funktionsbaustein-Instanz SMC_NCDecoder übergeben. Zur Laufzeit werden die Daten dort decodiert und in eine globale Datenstruktur des Typs SMC_OUTQUEUE ablegt. Anschließend können Bahnvorverarbeitungsbausteine aufgerufen werden.

Beim Übersetzungsmodus SMC_OutQueue wird direkt eine globale Datenstruktur (SMC_OUTQUEUE) erzeugt, die im Applikationscode an den Interpolator (FB-Instanz SMC_Interpolator) übergeben wird. Der Funktionsbaustein SMC_NCDecoder wird nicht aufgerufen.

Beim Übersetzungsmodus FILE werden die Daten in einer Datei gespeichert. Die Daten sind dabei als Array von Elementen des Typs SMC_GEOINFO abgelegt und entsprechen den Daten, die beim Übersetzungsmodus SMC_CNC_REF erzeugt werden.

Statt die CNC-Bahn grafisch zu programmieren, können Sie einen Applikationscode programmieren, der zur Laufzeit eine Datenstruktur des Typs SMC_OUTQUEUE instanziert und ihr Werte zuweist. Sie programmieren eine CNC-Bahn, die zur Laufzeit dynamisch erzeugt wird. Die Datenstruktur können Sie dann an weitere Funktionsbaustein-Instanzen (beispielsweise an Bahnvorverarbeitungsbausteine oder an den Funktionsbaustein SMC_Interpolator) übergeben.

Programmieren

Tipp

Im Installationsverzeichnis von CODESYS finden Sie das Beispielprojekt CNCDynamicPath. Das Beispielprojekt wurde aus dem Projekt CNConline entwickelt. Es enthält statt der grafisch programmierten Bahn Example das Programm Path. Es erzeugt dynamisch eine Datenstruktur mit Typ SMC_OUTQUEUE.

. Deklaration:

  • Deklarieren Sie eine Datenstruktur des Typs SMC_OUTQUEUE. Die Datenstruktur enthält die CNC-Bahndaten und wird dynamisch gefüllt.

    Beispiel: QUEUE

  • Allozieren Sie Speicher für die Bahn mit der gewünschten Anzahl an SMC_GEOINFO-Elementen.

    Beispiel: BUF

  • Deklarieren Sie eine Variable des Typs SMC_GEOINFO mit einem Initialschritt.

    Beispiel: GEO

. Implementierung:

  • Ein Arrayelement des Datenyps SMC_GEOINFO entspricht einem Bahnelement im CNC-Code. Für jedes Element müssen folgende Schritte durchgeführt werden, um es der SMC_OUTQUEUE hinzuzufügen:

  • Jedes Arrayelement verfügt über eine Startposition, die der Endposition des vorhergehenden Arrayelements entspricht.

    Beispiel: GEO.piStartPos.dX := 0; oder GEO.piStartPos := GEO.piDestPos;

  • Bestimmen Sie für jedes Arrayelement einen Bewegungstyp.

    Beispiel: GEO.iMoveType := CCLW; oder GEO.iMoveType := LIN;

  • Setzen Sie die Parameter des Bewegungstypen. Das ist nicht bei allen Bewegungstypen erforderlich.

    Beispiel: Bei einem Kreisbogen (Bewegungstyp CCLW) ist das Setzen der folgenden Positionen erforderlich: geoinfo_A[i].dP1 := 200; geoinfo_A[i].dP2 := 100; geoinfo_A[i].dP3 := 50; geoinfo_A[i].dT1 := 0; geoinfo_A[i].dT2 := 90;

  • Fügen Sie die Berechnung der Endposition ein.

    SMC_CalcEndPnt(ADR(GEO));

  • Fügen Sie die Berechnung der Länge des Objekts ein.

    SMC_CalcLengthGeo(ADR(GEO));

  • Speichern Sie das Objekt in QUEUE :

    SMC_AppendObj(POQ:=ADR(QUEUE), PGI:=ADR(GEO));

Wenn die Bahn vollständig erstellt ist, muss die Endmarke gesetzt werden: QUEUE.bEndOfList := TRUE;

Tipp

Wenn anschließend ein Bahnvorverarbeitungsbaustein aufgerufen wird, ist es erforderlich das Anfangs- oder Endbit für InternMark zu setzen.

Beispiel 50. Beispiel

CNC-Bahn mit 2 Bahnelementen

In diesem Beispiel sind die Arrays mit den x/y-Positionen nicht definiert. Wenn das wie beschrieben ein Beispiel mit zwei Bahnelementen sein soll, müssten diese Arrays je zwei Elemente haben.

Aus dem Beispielprojekt entlehnt also z. B.:

xp:ARRAY[1..2] OF REAL:= [100,50]; yp:ARRAY[1..2] OF REAL:= [0,100];
PROGRAM Path
VAR
        iState : INT;
        QUEUE : SMC_OUTQUEUE;
        BUF : ARRAY[0..49] OF SMC_GEOINFO;
                // Memory allocation
        GEO : SMC_GEOINFO:=(dT1:=0, dT2:=1, dToolRadius:=0, dVel:=100, dVel_End:=100, dAccel:=200, dDecel:=500, iObj_Nr:=0);
                // Initial path element
        n : INT := 0;
        QUEUE.nSize := SIZEOF(BUF);
END_VAR

CASE iState OF
0:
        QUEUE.pbyBuffer := ADR(BUF[0]);
                // Initialize QUEUE
        SMC_SetQueueCapacity(ADR(QUEUE), SIZEOF(BUF));
        iState := iState + 1;

1:
        // Fill QUEUE
        WHILE NOT QUEUE.bFull DO
                // When QUEUE is full, wait until it has been processed by the following FBs
                n := n + 1;
                GEO.iSourceLine_No := n;
                GEO.piStartPos := GEO.piDestPos;
                        // Copying last destination
                GEO.iMoveType := LIN;
                        // Generating linear movement
                GEO.iObjNo := GEO.iObjNo + 1;
                        // Calculating number
                GEO.piDestPos.dX := xp[n];
                        // Generatint position
                GEO.piDestPos.dY := yp[n];
                SMC_CalcLengthGeo(pg := ADR(GEO));
                        // Calculating length of object with the help of the standard function
                SMC_AppendObj(poq:=ADR(QUEUE), pgi:=ADR(GEO));
                        // Appending object to QUEUE
                IF n = SIZEOF(xp)/SIZEOF(xp[1]) THEN
                        // All target positions processed
                        QUEUE.bEndOfList := TRUE;
                        n := 0;
                        iState := 2;
                        EXIT;
                END_IF
        END_WHILE

2:
        //Done
        ;
END_CASE

CheckVel(bExecute:=TRUE , poqDataIn:=ADR(queue)); // Preprocessing


Wichtig

Wenn die Datenstruktur SMC_OUTQUEUE mit SMC_GEOINFO-Daten gefüllt und das Datenstrukturelement bFULL = TRUE gesetzt wurde, dann ist ein weiteres Zuweisen von SMC_GEOINFO-Daten nicht ratsam. Denn in diesem Fall wird zur Laufzeit die Erstellung der Bahn unterbrochen, bis das erste Element der SMC_OUTQUEUE-Datenstruktur im Interpolator verarbeitet ist. Erst dann wird ein weiteres Element angehängt.

Vermeiden Sie diese Unterbrechung, indem Sie ausreichend großen Speicher allozieren. Siehe Variable BUF.

Wichtig

Wenn die Datenstruktur SMC_OUTQUEUE nach der ersten Ausführung wieder aufgefüllt wird, müssen der Interpolator und alle vorverarbeitenden Funktionsbausteine (beispielsweise SMC_CheckVelocities) durch eine steigende Flanke an Execute neu gestartet werden.

In diesem Abschnitt: