Témakör:
Pozicionáló körasztal vezérlése TwinCAT3 automatizálási szoftverrel
Az IMA Automation új, kompakt pozicionáló körasztalt fejlesztett ki, amely könnyebbé teszi az adaptálódást az összeszerelő alkalmazásoknál gyakran változó követelményekhez. Segítségével akár 8 lépéses összeszerelés is megvalósítható. Az új kompakt rendszerrel rugalmasabb gyártási folyamat, hatékonyabb működés és optimális energiafogyasztás érhető el. A rendszer vezérlésére a legkedvezőbb megoldásként a Beckhoff PC-alapú vezérléstechnológiája és TwinCAT 3 automatizálási szoftvere kínálkozott. Egyben szükségessé és lehetségessé vált a pneumatikus hajtások kiváltása nagy teljesítményű szervohajtásokkal.
Virtuális master szinkronizálja a háromtengelyes mozgásvezérlő rendszert
Az egyre növekvő termelési igények tekintetében a gépjárműipar az egyik elöljáró példa. Ezt Thomas Ernst, a németországi Amberg városában alapított IMA Automation GmbH műszaki vezetője a következőképpen fejti ki: „Az autók mára már szükségletté váltak a világ minden részén. A szakértők úgy becsülik, hogy az OEM hozzájárulása az elmúlt időszakban 25%-kal csökkent, ami egyre kevesebb beszállítót jelent. Ez az autóipari beszállítókkal szemben versenyhelyzetet teremt: egyfelől minden új megrendelés a gyár kapacitásának kihasználását növeli, másrészt minden rendelés speciális, a rendszernek még a legkisebb egyedi csatlakozó legyártásához is alkalmazkodnia kell. Ráadásul a fröccsöntési technológia területén az utóbbi időben jelentős fejlesztések történtek. A korábbi technológia egyetlen csatlakozó összeszerelésére közel 9 speciális gépet igényelt. A technológia fejlődésével ez ma akár 3 vagy 4 gép segítségével is lehetséges. Sok használatban lévő szerelőállomás, mint például egy pozicionáló körasztal, ami 12‑16 fő munkaállomással rendelkezik, túl nagy és rugalmatlan ahhoz, hogy megfeleljenek a korszerű elvárásoknak.”
A 2014-es Automatica ipari kiállításon bemutatott CGM pozicionáló körasztal a PC-alapú mozgásvezérlésnek köszönhetően rendkívül kompakt és sokoldalú
A kompakt pozicionáló körasztal nagy szerelési rugalmasságot kínál
Az IMA úgy oldotta meg ezeket a kihívásokat, hogy kifejlesztette a CGM-et, egy szervohajtású pozicionáló körasztalt 8 fő munkaállomással. Thomas Ernst a következőképpen nyilatkozott: „A CGM az olyan ügyfelek számára ideális, akik korlátozott számú elemből, mérsékelt mennyiségben gyártanak kisebb és egyedi alkatrészeket. A célszektorok az autóipar, az elektronikai ipar, valamint a fogyasztási cikkek előállításáért felelős iparágak. A gyógyászati és gyógyszerészeti ipar egyedi igényeihez való alkalmazkodás szükségessége miatt ezeken a területeken még fejlesztések folynak. A 12‑16 munkaállomással vagy pneumatikus hajtással rendelkező rendszerekkel szemben az új rendszer kompakt, rugalmas és rendkívül költséghatékony. A betáplálás, illetve a mozgásvezérlés központilag vezérelt, és elektromechanikus megvalósítású. Ha a pneumatikus rendszerekkel hasonlítjuk össze, akkor nemcsak a ciklusidőben találunk különbséget – ami jelen esetben percenként akár 50 ciklust is jelenthet –, hanem az energiafogyasztásban is. Ezáltal a rendszer fogyasztása jelentősen alacsonyabb költségből fedezhető.”
A CGM nyolc munkaállomással rendelkezik
A CGM-berendezésben a pozicionáló körasztal három fő mozgása (vízszintes, függőleges, körmozgás) egyesével, azaz egymástól független szervomotorok segítségével külön-külön vezérelhető. Ezáltal a rendszer maximálisan rugalmasnak tekinthető, és számos mozgásra, illetve szekvenciális feldolgozásra képes. Thomas Ernst kiemelte: „Annak köszönhetően, hogy az egyes mozgásokért külön szervomotor felelős, az egyes munkaállomások között a várakozási időket kontrollálni tudjuk.” Habár a megfogó és rakodó mozdulatok lassabbak, a tengelyváltás teljes sebesség mellett is történhet. Az ütemezés és a szekvenciák szabadon programozhatók annak érdekében, hogy a megfogó és pozicionálási lépések különböző rendszerekhez minél gyorsabban hozzáilleszthetők legyenek.
A felhasználói felület egy többérintős Beckhoff vezérlőpanel, ami könnyen áttekinthetővé teszi a CGM fontosabb paramétereit és állapotát
Nagy teljesítményű, nyílt technológia mozgásvezérlési funkcionalitással
Ez a magasszintű gépi rugalmasság a PC-alapú vezérlésnek köszönhető. Franz Lederer, IMA programozó: „A CGM-hez 1997 óta a Beckhoff által kínált skálázható és nyílt vezérléstechnológiát alkalmazzuk. Amiért kezdetben átvettük a Beckhoff által kínált technológiát, az az interfész magasabb szintű rendszerekkel szembeni nyitottsága volt. Ez tipikusan a PC-alapú vezérlésre jellemző. A sokféle I/O-komponens, valamint a nagy teljesítményű kommunikáció akkoriban még Lightbus-alapú volt. Az új CGM pozicionáló körasztal kulcsfontosságú előnye a rendkívül kompakt felépítés, a rövid vezérlési- és válaszidők, valamint az a tény, hogy többféle enkóderrendszer valósítható meg vele. Egy másik jelentős szempont a mozgásvezérlő alkalmazások kivitelezéséhez szükséges nagy teljesítményű hardver és szoftver elérhetősége volt. Hans-Jürgen Bumes, IMA fejlesztőmérnök: „A pozicionáló körasztal három tengelye egy virtuális masterre van kapcsolva, amin TwinCAT 3 automatizálási szoftver fut. A meglévő hardver- és szoftvermodulok rendkívül könnyen kezelhetők. A TwinCAT megjelenése rugalmasabbá és hatékonyabbá tette a mérnöki munkát. Az EtherCAT egy nyitott, nagy sebességű terepi buszrendszer, amely – mint egy szilárd alapokkal rendelkező és széles körben elterjedt szabvány – biztosítja az ideális kommunikációs infrastruktúrát a harmadik féltől származó eszközök és komponensek számára is.”
A CP3919-vezérlőpanel multi-touch funkcionalitását kihasználva rugalmasan a szoftverbe integrálható egy grafikus „virtuális forgatógomb”
A rendszer alapja egy beépített C6525 ipari PC (IPC). Az ipari PC kezelése egy többérintős CP3919-vezérlőpanel segítségével történik. Ez DVI/USB-adapteren keresztül csatlakozik az IPC-hez. A 19” multi-touch vezérlőpanel nyomógombokkal és funkciógombokkal is fel van szerelve, lehetőséged adva az operátoroknak a számukra kényelmes kezelési opció kiválasztására. Az I/O-szintek EK1100 EtherCAT-csatlakozókból, EL1819 (16 csatornás digitális bemenet), EL2809 (16 csatornás digitális kimenet) és EL2024 (4 csatornás digitális kimenet) EtherCAT-terminálokból állnak. A vezérlő, valamint az állapotjelző LED működtetéséért egy EL6851 DMX-master-terminál felelős.
 |
 |
A C6525 IPC külső hűtőbordákkal van ellátva a vezérlőszekrény optimális helykihasználása érdekében
A tengelyek nagy teljesítményű szinkronizálása TwinCAT 3 automatizálási szoftverrel
Ami a szoftvert illeti, az IMA TwinCAT NC PTP-t (point-to-point) használ. Az alapfunkcionalitást az NC Camming-könyvtáron keresztül elérhető mozgásvezérlés adja, egy tengelyfunkcióblokk pedig görbéken keresztül leírja a mozgást, és létrehoz egy virtuális főtengelyt. A tengelyek görbéje automatikusan generált és önoptimalizáló profilú. Mindez előre definiált algoritmus alapján történik, majd betöltődik az NC-be. Az eljárás mozgásvezérlési funkciókat dolgoz fel, és az egyes mozdulatokat ciklikusan újraírja.
A működést megkönnyíti a TwinCAT PLC HMI, ami a TwinCAT PLC-környezet egy megjelenítési alkalmazása. Ennek segítségével a CGM mozgásvezérlését táblázatos formában tudjuk paraméterezni, ezért teljesen különböző mozgásszekvenciák létrehozását érhetjük el egyszerűen a paraméterek megváltoztatásával, újraprogramozás nélkül. A különböző görbék szekvenciálisan vannak feldolgozva. Számos szekvenciát (mozgást) lehet előre definiálni, majd egyszerűen csak kiválasztani a megfelelő helyen.
BECKHOFF Automation Kft.
1097 Budapest, Gubacsi út 6.
Tel.: + 36 1 501 9940
E-mail:
www.beckhoff.hu
Még több BECKHOFF
Címkék: ipari PC | IMA | mozgásvezérlés | körasztal | TwinCAT | EtherCAT
