Leistungsfähige Motion-Control

Die Bandbreite der Antriebstechnik-Anwendungen ist enorm, von der einfachen Punkt-zu-Punkt-Positionierung bis hin zur komplexen 3D-Interpolation. Anwender wollen dabei mit möglichst wenig unterschiedlichen Systemen arbeiten. Die Motion-Control-Steuerung Movi-PLC power von SEW-Eurodrive ist eine interessante Lösung, um zent-ral gerechnete High-End Motion-Control-Anwendungen zu realisieren. Sie kann gleichermaßen als Mastermodul für das modulare Servoantriebssytem Moviaxis oder als Kompaktsteuerung zusammen mit dem Applikationsumrichter Movidrive B eingesetzt werden. Gerade die Möglichkeit, anspruchsvolle Technologiefunktionen wie Kurvenscheiben oder elektronisches Getriebe und 3D-Robotikfunktionen mit bis zu acht Freiheitsgraden auf einer Steuerung ablaufen zu lassen, vermeidet Schnittstellen und ermöglicht damit, hochkomplexe Maschinen performant und einfach zu realisieren. Der eingesetzte Mikroprozessor Core2Duo von Intel sorgt für hohe Rechenleistung und kurze Reaktionszeiten. So lassen sich bis zu 64 Achsen in einer Millisekunde bearbeiten, wobei auch den anspruchsvollsten Anwendungsprogrammen genügend Rechenleistung zur Verfügung steht. Ausgestattet mit dem Systembus SBusplus (Onboard-Ethercat) wird sie taktsynchron an die Antriebe weitergegeben. Damit wird der gesamte Antriebsstrang innerhalb einer Millisekunde bearbeitet. Schneller Datenzugriff durch CFast Eine CFast-Speicherkarte für Firmware, Applikation und Anwendungsdaten kombiniert den einfachen Gerätetausch mit dem extrem schnellen Zugriff, den man ansonsten nur von Festplatten kennt. CFast ist ein CompactFlash-Speichermedium mit einer nativen Sata-Schnittstelle und erreicht Übertragungsraten bis 3GBit/s. Zur Anbindung an Fremdsteuerungssysteme stehen Varianten mit Profibus, Profinet, Ethernet/IP und Modbus TCP zur Verfügung. Einfach durch das Zustecken einer zweiten CFast-Karte lässt sich das System mit Windows 7 Embedded erweitern. Das macht die Movi-PLC power zum Automation Controller, in dem Motion- und Logic-Control sowie Visualisierung auf einem System integ-riert sind. Die hohe Grafikleistung lässt auch eine 3D-Visualisierung flüssig ablaufen und bietet damit die Möglichkeit, Maschinenvisualisierung wesentlich intuitiver zu realisieren. Externe Peripheriegeräte wie Tastatur, Maus und Drucker lassen sich an insgesamt neun USB-Schnittstellen anschließen. Eine DVI-Schnittstelle ermöglicht den Anschluss eines externen Monitors. Dabei kann ein Touchmonitor von SEW-Eurodrive eingesetzt werden, ebenso ein beliebiger Fremdmonitor. Für größere Distanzen zwischen Controller und Monitor besteht die Möglichkeit, Thin Clients zu verwenden. Selbstverständlich hat das Betriebssystem Windows 7 keinerlei Einfluss auf das Echtzeitverhalten. So kann man beliebige Programme unter Windows installieren, während die Maschinensteuerung läuft. Selbst ein Reboot des Windows-Systems hat keine Auswirkungen auf den Motion-Control- und Steuerungsteil. Diagnose- und Programmiertools an Bord Das Engineering erfolgt wie bei allen Motion-Control-Steuerungen von SEW-Eurodrive mithilfe der durchgängigen Engineeringsoftware Movitools MotionStudio. Die Software kann entweder auf einem beliebigen Engineering-PC ausgeführt werden oder man nutzt eine auf der Win­-dows-CFast-Karte installierte Version. Die hohe Rechenleistung ermöglicht es, die komplette Engineeringumgebung einschließlich der 3D-Kinematiksimulation auf der Movi-PLC power auszuführen. Damit können auf Wunsch an jeder Maschine die erforderlichen Engineeringtools für Diagnose und Programmierung in die Steuerung integriert werden – ideal zur schnellen Fehlersuche im Störungsfall. Die Motion-Control-Steuerung ist voll kompatibel zu den Leistungsklassen \’basic\‘, \’standard\‘ und \’advanced\‘. Damit gibt es für jede Anwendung genau die passende Performance. Ein einmal erstellter Code lässt sich einfach zwischen den Steuerungsklassen portieren. Ob vernetzte Modulsteuerungen oder eine Zentralsteuerung mit hoher Rechenleistung – die hohe Skalierbarkeit und Durchgängigkeit bietet die Möglichkeit, für jede Anwendung die optimale Automatisierungsstruktur zur wählen. Engineering leicht gemacht Gleichzeitig mit der Motion-Control-Steuerung erscheint auch das Programmmodul MultiMotion in der erweiterten Version 1.1. Es ist als Add-In für die Engineeringsoftware Movitools MotionStudio verfügbar und umfasst eine grafische Konfigurations- und Diagnoseplattform sowie eine optimierte Projektvorlage für synchronisierte Anwendungen wie man sie beispielsweise in Verpackungsmaschinen hat. Neben den bereits bekannten, umfangreichen Kurvenscheibenoptionen gibt es nun ein erweitertes Kinematikpaket. Hiermit lassen sich Kurvenscheiben- und Robotikanwendungen auf einer Plattform realisieren. Dank der grafischen Konfiguration und Diagnose kann man Robotikapplikationen jetzt genauso einfach bedienen wie Kurvenscheibenanwendungen. Darüber hinaus ist dieses Programmmodul auch durch neue Funktionen gekennzeichnet: Neben den bekannten Eigenschaften wie die umfangreiche Auswahl von Standardkinematiken, verschiedene Überschleifmöglichkeiten und 3D-Bewegungsbefehle stehen jetzt auch spezielle Bahnplanungsalgortithmen zur Verfügung, z.B. eine Parabelbahn. Mit dieser Funktion lassen sich speziell Umsetzer ext-rem ruckarm und energieeffizient realisieren. Eine weitere Funktion, die beim Einsatz einer Scara-Kinematik interessant ist, besteht in der Möglichkeit, den Ellbogen während des Umsetzvorgangs ruckfrei und ohne anzuhalten auf die andere Seite umzuklappen. So lässt sich der Arbeitsraum deutlich erweitern, z.B. wenn Hindernisse zu einer Kollision des Roboterarms führen würden. Die außergewöhnlich hohe Rechenleistung des Motion-Controllers ermöglicht zudem zur Laufzeit ein sehr fein angepasstes und weit vorausschauendes \’LookAhead\‘ zur Vermeidung von Drehzahlüberschreitungen. Dadurch werden die programmierten Bahnen in kürzestmöglicher Zykluszeit abgefahren. Simulation für schnelle Inbetriebnahme Um die Inbetriebnahmezeiten weiter zu verkürzen, wurde die 3D-Simulation direkter Bestandteil des neuen Programmmoduls. Die gesamte Konfiguration kann komplett grafisch erstellt werden. Diese Daten werden nicht nur für das Kinematikmodul, sondern auch für die Simulation verwendet. Dadurch erscheint in der Simulation automatisch ein maßstabsgetreuer Roboter mit den entsprechenden Koordinatensystemen. Umfangreiche Messfunktionen ermöglichen das Überprüfen der abgefahrenen Bahnkurven ohne reale Mechanik – und alles ohne Mehraufwand zur Benutzung der Simulation. Die Integration der Kinematik stellt nicht die einzige Neuerung der MultiMotion-Version 1.1 dar. Auch die Funktionalität im Bereich der Profilgeneration wurde erweitert. So stehen jetzt bei der Verarbeitung von Kurvenscheiben Übergangsfunktionen zum Auf- und Absynchronisieren sowie beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Kurven zur Verfügung. Der Anwender kann dabei wählen, ob der Übergang weg- oder zeitbasiert gestaltet werden soll, also mit Vorgabe eines Masterwegs oder einer Übergangszeit – bezogen auf die jeweilige Masterachse. Weiterhin wurde ein fliegender Wechsel der Achsbetriebsart ergänzt (z.B. von \’Camming\‘ in \’Positioning\‘), sodass eine Kurvenscheibenbewegung stetig in eine Positionierbewegung überführt werden kann. Außerdem wurde der Kurvenscheibeneditor komplett überarbeitet. Er bietet jetzt die Möglichkeit, beliebig viele Kurven in Bezug zueinander darzustellen. Damit kann man wesentlich besser analysieren, wie die Bewegungen der einzelnen Achsen zusammenhängen. Effizienter mit Bibliotheken Neben den technologischen Neuerungen wurde vor allem für Serienmaschinenkunden eine neue Bibliotheksverwaltung in das Programmmodul MultiMotion integriert. Damit können verschiedene Achskonfigurationen eines Maschinentyps komfortabel in einer Bibliothek abgelegt werden. Hieraus kann man einfach die passende Konfiguration der nächsten Maschine dieses Maschinentyps zusammenstellen. Auf diese Weise lassen sich die Konfigurationsvarianten eines Maschinentyps komfortabel handhaben und die Zeiten für die Inbetriebnahme verkürzen.