# 導入 TwinCAT 3 CNCで軸を動作させるためのプロジェクトの設定方法です。 直交3軸+主軸の構成を想定したCNCの設定・操作を行います。 ## CNCPLCBaseの追加 配布された「CNCPLCBase」のPLCプロジェクトを追加します。 ```{figure} assets/00_introduction_001.png :name: figure_cncplcbase_add1 CNCPLCBaseの追加 (1) ``` ```{figure} assets/00_introduction_002.png :name: figure_cncplcbase_add2 CNCPLCBaseの追加 (2) ``` CNCのライブラリを追加します。 「References」 -> 「Library Repository」 ```{figure} assets/00_introduction_024.png :name: figure_cnc_library CNCのライブラリ追加（1） ``` 「Install」をクリック ```{figure} assets/00_introduction_025.png :name: figure_cnc_library2 CNCのライブラリ追加（2） ``` 配布された「Tc3_CNC.Library」を選択 ```{figure} assets/00_introduction_026.png :name: figure_cnc_library3 CNCのライブラリ追加（3） ``` ## CNCの設定 CNCのコンフィグレーションを追加します。 ```{figure} assets/00_introduction_003.png :name: figure_cnc_add1 CNCの追加 (1) ``` ```{figure} assets/00_introduction_004.png :name: figure_cnc_add2 CNCの追加 (2) ``` CNC軸を追加します。 ```{figure} assets/00_introduction_005.png :name: figure_axis_add1 軸の追加 (1) ``` XYZの直交3軸+主軸の計4軸を設定するため、4軸追加します。 ```{figure} assets/00_introduction_006.png :name: figure_axis_add2 軸の追加 (2) ``` 追加した軸に名前を付けます。 ```{figure} assets/00_introduction_007.png :name: figure_axis_name 軸の名前付け ``` 補間する軸の系統(チャンネル)を「CNC」を右クリック -> 「Add New Item..」で追加します。 ```{figure} assets/00_introduction_008.png :name: figure_channel_add1 チャンネルの追加 (1) ``` ```{figure} assets/00_introduction_009.png :name: figure_channel_add2 チャンネルの追加 (2) ``` 各軸にチャンネルを割り当てます。 (「軸」 -> 「Configuration」タブ -> 「Default Channel」で「Channle_1」を選択) ```{figure} assets/00_introduction_010.png :name: figure_channel_feed チャンネルの設定 (feed) ``` スピンドル軸は、チャンネルを割り当てない設定になります。 (「軸」 -> 「Configuration」タブ -> 「Spindle」にチェック) ```{figure} assets/00_introduction_011.png :name: figure_channel_spindle チャンネルの設定 (spindle) ``` X～S軸のパラメータに、絶対位置を確立している(原点復帰が不要である)軸として、[P-AXIS-00014](p-axis-00014)を1に設定します。 (「軸」 -> 「Param List」タブ -> 「P-AXIS-00014」=1) ```{figure} assets/00_introduction_012.png :name: figure_axis_parameter_00014 軸パラメータ P-AXIS-00014 の設定 ``` チャンネルのパラメータに、主軸の数([P-CHAN-00082](p-chan-00082))、軸ID([P-CHAN-00051](p-chan-00051),[P-CHAN-00036](p-chan-00036))の割り当てを行います。 (「Channel_1」 -> 「Param List」タブ -> 「P-CHAN-00082」=1, 「P-CHAN-00051」=4, 「P-CHAN-00036」=4) ```{figure} assets/00_introduction_013.png :name: figure_channel_parameter_spindle チャンネルパラメータの設定 (spindle) ``` ActiveConfigurationでRunモードへ移行し、PLCを実行します。 ## 標準CNC HMIの起動 配布された「TcApplication」から、「Beckhoff.App.Shell.Core.exe」を起動します。 ```{figure} assets/00_introduction_014.png :name: figure_hmi_run 標準CNC HMIの起動 ``` 表示されるCNC HMIの画面でCNCの状態を確認します。 画面右上の「TwinCAT」と「PLC」がHMIと正常に接続されていると、緑色に表示されます。 {numref}`figure_hmi_start`のように緑色でない場合は、接続設定が正しくないので、下部のボタンから「Option」から設定に進みます。 ```{figure} assets/00_introduction_015.png :name: figure_hmi_start 標準CNC HMIの起動後の画面 ``` 「Settings」をクリックします。 ```{figure} assets/00_introduction_016.png :name: figure_hmi_settings 標準CNC HMIの設定（1） ``` 「General」 -> 「NetID」で、TwinCATのAmsNetIDを設定します。 ```{figure} assets/00_introduction_017.png :name: figure_hmi_netid 標準CNC HMIの設定（2） ``` AmsNetIdは、TwinCATの「System」 -> 「Routes」 -> 「NetId Manageement」 -> 「Target NetId」から確認できます。 ```{figure} assets/00_introduction_018.png :name: figure_hmi_netid_check 標準CNC HMIの設定（3） ``` AmsNetIdの設定が完了したら、トップの下部ボタンの「Exit」からCNC HMIを終了し、再度起動します。 ```{figure} assets/00_introduction_019.png :name: figure_hmi_exit 標準CNC HMIの設定（4） ``` 前述の設定が反映されていれば、起動したCNC HMIの画面で、{numref}`figure_hmi_start2`のように「TwinCAT」と「PLC」が緑色で表示されます。 設定が完了したら、下部のボタンから「CNC」を選択します。 ```{figure} assets/00_introduction_020.png :name: figure_hmi_start2 標準CNC HMIの起動後の画面（2） ``` それぞれの軸のサーボオン・オフは、右部のボタンの「Enable」で行います。 下部のボタンから「Manual」を選択すると、手動操作が可能になります。 上部の軸の表示パネルで、操作する軸を選択します。 下部の操作パネルで、移動方法と移動方向を操作します。 ```{figure} assets/00_introduction_021.png :name: figure_hmi_manual 標準CNC HMIの手動操作 ``` 下部のボタンから「MDI」を選択すると、数行のプログラム入力・実行が可能になります。 プログラム入力部に、CNCのGコードを入力します。 下部ボタンの「Start」で、入力したGコードを実行します。 ```{figure} assets/00_introduction_022.png :name: figure_hmi_mdi 標準CNC HMIのMDI操作 ``` 下部のボタンから「Automatic」を選択すると、プログラムの自動運転が可能になります。 フォルダから、.ncファイルを選択します。 下部ボタンの「Start」で、選択したプログラムを実行します。 ```{figure} assets/00_introduction_023.png :name: figure_hmi_automatic 標準CNC HMIの自動運転 ``` ## 実軸の接続 ここまでは、シミュレーション軸の設定・動作手順を示しました。 以降で、このシミュレーション軸に実際のモータを接続する手順を説明します。 スキャンしたサーボドライブアンプが、「I/O」 -> 「Device」にあることを確認します。 サーボドライブアンプのスキャンは、[EtherCAT Slave の Scan](scan_subdevice)をご参照ください。 ```{figure} assets/00_introduction_027.png :name: figure_io_drive サーボドライブアンプを認識 ``` サーボドライブアンプ(実軸)とシミュレーション軸をリンクします。 (「軸」 -> 「Configuration」タブ -> 「Link to..」をクリック -> リンクするサーボドライブアンプの軸チャンネルを選択) ```{figure} assets/00_introduction_028.png :name: figure_link_drive1 サーボドライブアンプ(実軸)とリンク（1） ``` ```{figure} assets/00_introduction_029.png :name: figure_link_drive2 サーボドライブアンプ(実軸)とリンク（2） ``` リンクすると、軸のPDOとAxis Tyepが更新されます。 ```{figure} assets/00_introduction_030.png :name: figure_link_drive3 サーボドライブアンプ(実軸)とリンク（3） ``` サーボドライブアンプに接続されているサーボモータとCNCとのスケーリングを設定します。 [P-AXIS-00234](p-axis-00234)に、サーボモータのエンコーダにおける一回転の分解能を設定します。 {numref}`figure_set_scaling`では、一回転の分解能を2^24=16777216[pulse/rev]で設定しています。 [P-AXIS-00233](p-axis-00233)に、サーボモータの一回転における移動量(リード)を設定します。 {numref}`figure_set_scaling`では、一回転の移動量を5[mm]で設定しています。 (「軸」 -> 「Param List」タブ -> 「P-AXIS-00234」,「P-AXIS-00233」) ```{figure} assets/00_introduction_031.png :name: figure_set_scaling サーボモータのスケーリング ``` ActiveConfigurationでRunモードへ移行し、PLCを実行、CNC HMIを起動します。 CNC HMIで、サーボドライブアンプとリンクした軸の位置が、スケーリングされたエンコーダ値を表示していることを確認します。 実際に動作させて、サーボモータの一回転における移動量が正しいか確認します。 ```{figure} assets/00_introduction_032.png :name: figure_viewer_linked_axis リンクした軸の位置の確認 ``` ## 機械座標の設定 多くの場合、エンコーダ値と機械座標が一致することはありません。 サーボモータのエンコーダ値をオフセットし、機械原点で0(もしくは任意の値)に調整することで機械座標を設定します。 エンコーダ値のオフセットは、[P-AXIS-00403](p-axis-00403)で設定します。 「P_cnc = P_drive + P-AXIS-00403」で機械座標(P_cnc)が決まります。 (「軸」 -> 「Param List」タブ -> 「P-AXIS-00403」) ```{figure} assets/00_introduction_033.png :name: figure_encoder_offset エンコーダ値のオフセット ``` ActiveConfigurationでRunモードへ移行し、PLCを実行、CNC HMIを起動します。 CNC HMIでエンコーダ値がオフセットされていることを確認します。 ```{figure} assets/00_introduction_034.png :name: figure_set_machine_coodination 機械座標の設定 ``` ## ソフトリミットの設定 軸をストローク内で安全に動作させるために、ソフトリミットを設けることが有効です。 ソフトリミットの下限を[P-AXIS-00177](p-axis-00177)で、上限を[P-AXIS-00178](p-axis-00178)で設定します。 (「軸」 -> 「Param List」タブ -> 「P-AXIS-00177」,「P-AXIS-00178」) ```{figure} assets/00_introduction_035.png :name: figure_softlimit_param ソフトリミットの設定 ``` ActiveConfigurationでRunモードへ移行し、PLCを実行、CNC HMIを起動します。 ソフトリミットの上限・下限が設定されていることを確認します。 必要であれば、実際に動かしソフトリミットが機能しているか確認します。 ```{figure} assets/00_introduction_036.png :name: figure_softlimit_display ソフトリミットの確認 ```