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使用面向对象编程、凸轮齿轮控制多

使用面向对象编程、凸轮齿轮控制多齿轮运动

作者：余洋

职务：技术支持工程师

公司：BECKHOFF中国

邮箱：yang.yu@

日期：2024-08-30

摘要：

在倍福虚拟学院当中有不少关于凸轮齿轮的案例。但大部分例程都有其局限性和特殊性。在2024年的工业博览会中，倍福中国有一块五齿轮展板。通过电子凸轮和电子齿轮，可以实现不同的运动控制效果。而在TwinCAT3当中，支持强大的面向对象编程功能。利用好OOP强大，灵活的特点，我们可以利用模板程序的概念去制定自己的项目框架。单论电子凸轮和电子齿轮都不够新奇，该文档旨在帮助读者利用好面向对象编程，同时灵活运用电子凸轮齿轮完成不同的工艺流程。

附件：

序号

文件名

备注

1.

TwinCATProject1.tnzip

例程

2.

GearMotionBaseApplication.library

库文件

历史版本：

免责声明：

我们已对本文档描述的内容做测试。但是差错在所难免，无法保证绝对正确并完全满足您的使用需求。本文档的内容可能随时更新，如有改动，恕不事先通知，也欢迎您提出改进建议。

参考信息：

目录

TOC\o1-3\h\z\u1. 软硬件版本 3

1.1. 控制硬件 3

1.2. 控制软件 4

2. 库文件GearBaseMotionApplication框架介绍 5

2.1. I_Base、I_Runtime 5

2.2. I_Axis 6

2.3. I_GearHome 6

2.4. I_CamTable 7

2.5. FB_NcAxis 8

2.6. FB_GearNcAxis 9

2.7. FB_CamTable 9

3. 工艺实现 10

3.1. 运动流程一 11

3.2. 运动流程二 12

3.1. 运动流程三 13

3.1.1. 凸轮表编辑 13

3.1.2. 凸轮运动流程 16

4. 齿轮组回原 18

4.1. 相位回原 18

4.1. 编码器位置回原 20

5. 总结 21

软硬件版本

控制硬件

编程电脑（Windows11专业版）、CX9020控制器、EL7211模块*5、AM8111-0F20-0000电机*5、五个齿轮工件、如图：

可以看到、齿轮1、3、5有八个齿、而2、4只有六个齿。也就是说，齿轮2、4在特定角度下：1、3、5可以以任意角度进行旋转。运行的效果见附件中的MP4文件。

（注：例程中自带一个PLCHMI界面，如没有硬件可以通过HMI直接进行仿真效果演示）

控制软件

TwinCAT3（文档测试版本为v3.1.4024.59）、GearMotionBaseApplication.library（库文件版本为v）

库文件免责声明：

使用此版本的库是免费的。

客户有责任检查并决定该库和提供的功能是否适用于他的特定应用。

该库按原样提供，既不是TwinCAT3的一部分，也不是Beckhoff?Automation直接支持的。

使用该库是客户自己的风险。

不保证该库和与该库一起提供的源代码是完整或准确的。

在任何情况下，作者或Beckhoff?Automation对由于使用该库而引起的错误和/或遗漏不负任何索赔、损害或其他责任。

不能指望对该库的维护、支持、增强或修改，以及对该库或TwinCAT3的更新或与库的更新兼容性的期望权。

如有反馈或问题，请联系yang.yu@。

倍福中国或库文件作者未经明确授权，禁止复制、分发和利用此库或其部分，以及向他人传达其内容，对其进行未经授权的传播将受到追究赔偿责任。

在授予专利、实用新型或设计的情况下，保留所有权利。

库文件GearBaseMotionApplication框架介绍

该库文件是以面向对象编程的方式编写的框架。主要包含了各个对象需要遵循的方法、属性规范。以该库文件为基础所编写的上层代码，必须按照库文件当中接口的规范进行应用。这样一来，能保证标准化、一致性。从而更好的进行标准、灵活地项目开发。如读者对面向对象不是特别了解，不用特别关注这一章。直接进入第三章进行使用即可。但是，即使是使用，也需要有OOP当中功能块、方法、接口的基本认知。

（详情见：课程：TC3_OOP面向对象编程入门|倍福虚拟学院()）

I_Base、I_Runtime

I_Base是项目中所有接口的父类接口，它拓展了TwinCAT当中的一个底层接口__SYSTEM.IQueryInterface，作用只是为了确保后续的所有接口能够使用指令__QueryInterface