codesys采用G代码实现圆弧插补和螺旋插补的可视化仿真

1、序言

目前，越来越多的PLC控制采用codesys系统，对于其强大的功能不做详细描述，本文主要介绍如何使用codesys控制伺服电机轴实现圆弧插补和螺旋插补的功能！并通过codesys可视化模块对其进行仿真。

1.1、圆弧插补和螺旋插补

圆弧插补的概念来源于数控机床，通过控制X轴和Y轴的移动来实现刀具的行走轨迹为圆弧形状，通俗一点就是控制刀具画圆，这需要X轴和Y轴的同步性，X轴和Y轴配合不好就无法达到画出标准的圆弧。

螺旋插补是圆弧插补的升级，相比圆弧插补，螺旋插补多了一个Z轴，X轴与Y轴还是走圆弧插补，Z轴同时移动，三轴配合走出来的轨迹就是螺旋线，螺栓的螺纹就是一种螺旋线。

1.2、codesys平台

codesys是可编程逻辑控制PLC的完整开发环境，在PLC程序员编程时,CODESYS为强大的IEC语言提供了一个简单的方法，系统的编辑器和调试器的功能是建立在高级编程语言的基础上，目前通用版本为V3.5。

2、软件编程

codesys软件的安装和使用这里不做介绍，本文采用codesys softemotion Win V3为设备创建项目，使用CFC编辑器模式，三个虚拟轴（SM_Drive_Virtual），可通过可视化界面对其进行仿真模拟。

2.1 创建三个虚拟轴

在软件界面softmotion Gerneral Axis Pool位置点击右键，添加设备，选择softmotion驱动器，虚拟驱动器，SM_Drive_Virtual即可建立虚轴，依次建立三个，建好以后在对应轴的位置点击右键，选择重构，可以更改轴的名字。

2.2、创建CNC，编写G代码

点开PLC逻辑，在Application处点击右键，添加对象，选择CNC程序，名称默认为CNC，这个名称在下方插补器中会使用到，实现：Din66025，编译模式：SMC_OutQueue；创建好了以后，自动会有CNC设置，在CNC设置里将SMC_SmoothPath添加到活动的功能实例中，可按默认参数使用，如有更高需求参考手册或帮助文件设置。

点开CNC即可编写G代码；G代码的编写不做过多解释，本例以螺旋插补为例，圆弧插补只需要将Z轴的数据删除即可。

写入G代码，下方会有对应的图形轨迹，而且，每一行G代码都可以查看对应的轨迹，而且图形左上方可以操作进行旋转，放大，缩小，各轴之间的轨迹关系等，以便程序员查看确认。编写完成后注意保存。

2.3、编写主程序

CFC模式采用模块直接连线模式，创建模块并将对应的模块点位连接即可，变量的创建和定义这里不在叙述。本例需要创建3部分内容，1，伺服使能，2，插补器逆解控制轴位置，3，正解功能块；

伺服使能的作用是伺服控制，没有使能，伺服轴就没法工作；

内容2是实现G代码功能的模块，插补器SMC_Interpolator通过ADR(CNC)指令读取对应的CNC内容，括号内是我们在创建CNC时采用的名字；插补器通过逆解功能块SMC_Trafo_Gantry3(2轴的话选用Gantry2)解码3轴对应的伺服轴数据，再将这些数据发送给轴控制器SMC_ControlAxisByPos，此时就可以实现轴控制。（本例采用模拟仿真，没有添加插补的其他辅助功能，实际应用中需要增加CNC设置中的一些内容，可参考codesys控制手册）

正解功能块主要是将轴实时数据导出，可视化模拟时采用这些变量可以将整个运动轨迹显示出来。

2.4、可视化变量

codesys可以通过可视化模块来仿真轴运行情况，但实际试图移动时的数据只能为整数，本例添加一个ST编辑模式的程序，将变量数据转换为整型（采用ST模式仅是个人喜好，CFC模式也可以实现转换功能）

2.5、创建可视化界面

跟创建CNC类似，在Application处点击右键，添加对象，选择视图（注意不是视图管理器），在Visualization内编辑视图界面，在右侧工具箱找到模块，并添加对应的变量，注意interpolator需要选择正确的模块，否则可能输入变量。interpolator在创建时会提示连接变量，如果需要更改，则在右侧属性，引用处更改，旋转轴变量为R轴也在引用处更改，点动开关变量为伺服使能son，切换开关变量为Interpolator0.bExecute（即插补器的启动，可以建立一个变量方便连接），开关可直接找到变量选项更改。图中红色的模拟刀具移动需要设定移动变量，相对移动的参数数据改为X轴与Y轴对应的变量即可。变量连接完成后，可视化界面就创建完成。（红色刀具的位置需要仿真运行后根据实际情况适当调整）。

3、仿真运行

程序和可视化界面创建完毕后即可进行仿真，软件上方菜单栏点击在线，勾选仿真，并点击登录到，跳出的提示选择是，就能进入仿真状态，软件上方菜单栏点击调试，选择启动，仿真就进入运行状态。运行结果视频所示

codesys圆弧插补可视化仿真

4.、综述

codesys还有很多功能有待开发学习，本人也才开始，希望大家多多支持，共同进步！

本例比较简单，没有源程序，应该也能摸索出来。本文源程序和代码文件可以在以下CSDN地址下载。目前设置了付费下载，还望各位见谅，谢谢！！

https://download.csdn.net/download/qq_19979629/72121183

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