一、Kinematic工艺对象介绍

        1500T从博图V15版本后推出了Kinematic工艺对象，Kinematic（运动系统）工艺对象是一种用户可编程的机械系统，其中采用多个机械耦合轴带动工作点进行运动。S7-1500T 工艺 CPU 通过运动系统工艺对象对运动系统进行控制，如，处理任务。典型的应用包括：

•     ? 拾取放置

•     ? 安装
  

•     ? 码垛

        在组态时需要将多个电气轴关联到kinematic工艺对象中，用户通过专用指令编程实现运动系统3D的直线和圆弧运动。

图1 运动系统工艺对象的基本工作原理

图2 运动系统工艺对象中轴的互连

        同时西门子针对kinematic运动系统出了一个LKinCtrl库，方便用户编程。库LKinCtrl为kinemati工艺对象提供在命令列表中轻松编程和控制路径运动的功能。通过库运动控制，用户可以轻松控制工艺对象以运行预定义的路径运动。与在用户程序中执行和处理多个单个运动命令不同， LKinCtrl仅使用一个核心功能块MC_MovePath控制Kinematic工艺对象。路径信息由命令列表提供。支持的运动命令类型是线性的和圆形的，绝对和相对的。只需控制输入，就可以执行暂停，中断和继续路径运动。同时，提供了有关路径执行状态以及错误诊断等的详细信息。

图3 LKinCtrl库控制原理

二、G代码的标准应用

        西门子在发布LKinCtrl库同时也发布了基于LKinCtrl库G代码应用，原理如下图所示。

图4基于LKinCtrl库G代码官方应用原理

        ? 操作步骤：

        1.  通过外部CAM软件生成符合要求的G CODE代码。

        2.  使用GCode2MovePath软件把G CODE 代码生成PLC用的路径数据PathData。

        3.  需要在博图软件中离线生成MC_MovePath支持的DB块，DB块下载到PLC中。

        4.  执行MC_MovePath功能块实现路径运动。

        存在问题：G代码数据必须通过TIA 软件生成数据块并下载，需要工程师来操作。

三、LabVIEW和OPC UA相关知识

    3.1 LabVIEW简介

        LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言编写程序，产生的程序是框图的形式。

    3.2 LabView和OPC UA在1500T G代码应用原理

图5 LabView和OPC UA在1500T G代码应用原理

        ? 操作步骤：

        1.  通过外部CAM软件生成符合要求的G CODE代码。

        2.  通过LabVIEW编写的G代码转换软件转换成数据包。

        3.  通过LabVIEW编写的G代码转换软件将数据包通过OPC UA通讯修改PLC中的路径数据块。

        优势：可以实现G代码在线修改，普通操作工即可操作。

        缺点：OPC UA传送数据需要时间。

    3.3 LabVIEW程序执行原理

        通过LabVIEW编写的G代码转换软件首先需要将G代码的NC文件转换成所需的数据，数据需要通过符号分配到PLC的变量中。目前支持G0、G1、G2、 G3、 G17、 G18、 G19。

图6 支持的G代码

图7 G代码转换原理

图8 LabVIEW部分程序框图

    3.4 OPC UA的数据传输

        OPC UA主要作用是将G代码转换出来的数据传输到对于的DB块变量中，传送数据如下图所示：

图9 OPC UA 数据传输

        本例LabVIEW编写的软件为OPC UA客户端，1500T作为OPC UA服务器。1500T设置内容如图10所示，激活PLC的OPC UA 服务器，设置OPC UA地址和许可证，此次没有设置OPC UA 中与安全的设置。还需要特别注意自定义数据类型和用户数据的DB块处需要把OPC UA 读写打勾，否则无法读写变量。

图10 1500T OPC UA 服务器设置

图11 变量的OPC UA的读写权限设置

图12 LabVIEW中OPC UA相关程序框图

四、G CODE 软件操作步骤

    4.1 使用CAM软件生成G代码。

图13 在CAM软件中生成所需G代码

    4.2 启动应用程序

图14 启动应用程序

    4.3 选择NC文件