Automatisierungslösungen für die Branchen Automobilindustrie, Werkzeugmaschinen, Montage und Verpackung

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1 AEROTECH Automatisierungslösungen für die Branchen Automobilindustrie, Werkzeugmaschinen, Montage und Verpackung AUTOMOBILINDUSTRIE Schneiden von Glas für Windschutzscheiben Lenkradprüfung Schleifen von Nockenwellen Messmaschine für Karosseriekoordinaten Airbag-Prüfung Karosserielackierung Stoßdämpferprüfung Laserbearbeitung von Blechen und Teilen Herstellung von Einspritzsystemen TIG-Schweissen WERKZEUGMASCHINEN Tiefbohren Präzisionsschleifen von Oberflächen Kundenspezifische Maschinensteuerungen Erodieren Fräsen, Bohren und Drehen MONTAGE UND VERPACKUNG Platinenbestückung Pick & Place mit Bildverarbeitung Spulenwicklung Abspulen, Umspulen und Spannungsregeln Rotierende Messer und fliegende Säge Dedicated to the Science of Motion

2 Inhalt 1 Märkte für Bewegungssteuerungssysteme 2 Aerotech - das Wichtigste in Kürze Anwendungen in der Automobilindustrie 6 Anwendungen für Werkzeugmaschinen 9 Montageanwendungen Verpackungsanwendungen 12 Dezentrale Steuerungsarchitektur 14 Vereinfachte Integration...Kosteneinsparung Leistungsstarke und kostengünstige Nachrüstung 16 Funktionsumfang der Software-Steuerung 20 Intelligente vernetzte Antriebe 22 Speicherprogrammierbare Steuerung Bildverarbeitungssysteme 24 Servomotoren PC-basierende Hardware-Steuerungen 30 Herausragende Mechanik von Aerotech 31 Spezielle kundenspezifische Systeme 34 Aerotech Online 36 Aerotech: Eine Firmengeschichte - der Bewegungstechnik verpflichtet Copyright 2003 Aerotech, Inc. Alle Rechte vorbehalten. Jegliche Informationen können ohne vorherige Bekanntmachung jederzeit geändert werden. Hierin erwähnte Produktnamen dienen nur der Identifizierung und können eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Firmen sein.

3 Märkte für Steuerungssysteme Höchstmöglicher Durchsatz Höchste Präzision Schnellste Amortisierung MÄRKTE UND ANWENDUNGEN AUTOMOBILINDUSTRIE Kraftstoffeinspritzsysteme, Nockenwellen und Windschutzscheiben Reifenprofilprüfung, Stoßdämpferprüfung, Airbag- Beschleunigungsmesser, Kraftstoffmesssysteme Karosserielackierung, TIG-Schweissen von Kraftübertragungssystemen, Schweissen von Katalysatoren, CMM für Karosserien KUNDENSPEZIFISCHE WERKZEUGMASCHINEN Fräsen, Bohren, Schleifen, Aufbohren und Drehen Laserbearbeitung, Ausschneiden, Wasserstrahlschneiden, Schneiden mit Messern, Erodieren VERPACKUNG Abspulen, Umspulen und Spannungsregeln Drucken, Beschichten, Laminieren, Perforieren Rotierende Messer, fliegende Säge und Schlitzmaschine MONTAGE Pick & Place EIGENSCHAFTEN DER DIGITALEN AUTOMATIONSPLATTFORM Dezentrale, software-basierende Steuerung für synchronisierte Bewegung von 32 Achsen. Für jede Anwendung stehen Antriebe und Motoren in verschiedenen Leistungsstufen zur Verfügung. Einheitliche Programmierumgebung für Bewegungssteuerung und Bildverarbeitung, SPS, Robotik, und E/A. Vorprogrammierte anwendungsspezifische Funktionen wie zum Beispiel das sogenannte Multiblock-Look-Ahead für Teile, die höhere Genauigkeit ohne Durchsatzeinbußen erfordern, Geschwindigkeitsprofile, CAM-Tabellen, Werkzeugkorrektur, elektronisches Getriebe, um nur einige zu nennen. Aerotech hat langjährige Erfahrung mit Anwendungen für folgende Branchen: Automobilindustrie, Werkzeugmaschinen, Montage und Verpackung. Wir haben uns als Lieferant von Hochleistungs-Subsystemen und Komponenten (Steuerungen und Mechanik) für zahlreiche Anwendungen in Produktion, Forschung und Entwicklung einen Namen gemacht. Die Produkte von Aerotech sind innovativ und bilden einen Maßstab für den Stand der Technik in Bewegungssteuerung und Bildverarbeitung, SPS, Robotik, Motoren und Mechanik. Gleichzeitig gehen wir auf branchenspezifische Anforderungen ein, die von den Produkten anderer Hersteller nur unzureichend erfüllt werden. Seit mehr als 30 Jahren sind die Anforderungen unserer Kunden der Maßstab für die Entwicklung unserer Produkte, so dass wir uns heute als Marktführer in Sachen Durchsatz, Präzision und Amortisationszeit etabliert haben. Aerotech bietet das größte Produktsortiment für Bewegungssteuerung auf dem Markt und kann somit gezielt auf Ihre speziellen Anwendungen eingehen. Wir fertigen eine umfangreiche Palette von Hochleistungs-Linearmotoren und bürstenlosen Servomotoren und Antrieben, Linear- und Rotationstischen mit mechanischer oder Luftlagerung, Nanopositioniergeräten und vieles mehr. Unser Know-How umfasst Systeme für Produktion, F&E sowie Vakuum- und Reinraum-Anwendungen. Unser Angebot an speziellen kundenspezifischen Produkten und Systemen für Endbenutzer und Massenfertigung bei OEMs, bei denen es um kurze Lieferzeiten geht, sucht in der Branche seinesgleichen. Aerotech bietet Qualität, Leistungsfähigkeit, Flexibilität und schnellste Amortisation. Standardmäßige RS-274-Programmierung (G- und M-Codes). Installation in neuen Maschinen oder nachträglicher Einbau in vorhandene Maschinen sorgen für wesentlich schnellere Inbetriebnahme, kürzere Umstellungszeit und höheren Durchsatz. Das dezentrale Steuerungssystem auf der Basis des FireWire - Netzwerks gemäß Industriestandard IEEE-1394 minimiert den Verkabelungsaufwand. Voll digitale Steuerung für geringeren Wartungsaufwand und höhere Leistung. Skalierbar - kein Leistungsverlust bei höherer Achsanzahl. 1

4 Aerotech das Wichtigste in Kürze Unternehmenszentrale Pittsburgh, PA, USA Technisch hochwertige Komponenten ergeben Bürstenlose Linear- und Rotationsmotoren mit höchster Leistung Rotationstisch- Serie ADRT Baugruppen mit h FiberMax 6-Achsen- Nanopositioniergerät - mit Preisen ausgezeichnet Linearmotortisch der Baureihe ALS1000 Automation 3200 Bahnsteuerung bis 32 Achsen, Bildverarbeitung und SPS mit Preisen ausgezeichnet Npaq A3200 Ndrive Umfassende technische Support-Dienste Kartesische Portalsysteme mit Linearmotoren für höchsten Durchsatz Massenfertigun 2 Kundenspezifischer Software- Anwendungs- Support 3D-Modelle zur schnelleren und genaueren Gestaltung von Systemauslegungen Anspruchsvolle analytische Techniken zur Optimierung von Systemkonstruktionen

5 oher Leistung Neu erweiterte Anlage Pittsburgh, PA, USA Aerotech Deutschland Aerotech Großbritannien und die besten Subsysteme ihrer Klasse. Hoch integrierte Zubehörbaugruppen wie Maschinenunterbau, Display und dazugehörige Elektronik In der Produktion bewährte Großformat- Luftlagersysteme für Flachdisplays und Halbleiter-Anwendungen Hochgeschwindigkeits- Laserschneidsysteme für zylindrische Teile Kundenspezi fische Vakuum- und Reinraumkompatible Systeme g Weltweiter Service und Support Weltweit mehr als Achsen installiert Weltweite Inbetriebnahme- Unterstützung und Training am Kundenstandort Voll ausgestattete hauseigene Trainingseinrichtungen 3

6 Anwendungen in der Automobilindustrie VORTEILE DURCH DEN EINSATZ VON AEROTECH Wir bieten ein umfangreiches Angebot an leistungsfähigen Antrieben und Motoren für die Produktion. Voll digitale Antriebe vermeiden allmähliche Drift und bieten überlegene Wiederholbarkeit ohne Neukalibrierung. Die Verwendung von FireWire für die Kommunikation reduziert den Verkabelungsaufwand gegenüber traditionellen Systemen um 38%. Eine geringere Anzahl von Kabeln und Komponenten reduziert nicht nur die Umstellungszeit, sondern führt auch zu größerer Zuverlässigkeit. Deterministisches Hochleistungsnetzwerk (FireWire ) bietet dezentrale Bewegungsgenerierung und Synchronisation, während voll digitale Antriebe lokale Regelung für jede Achse mit hoher Bandbreite unterstützen, was die Leistungsfähigkeit des Systems erhöht. Synchronisation von bis zu 32 Achsen in Echtzeit anhand eines einzelnen PCs macht die Integration mehrerer Steuerungen in Systemen mit zahlreichen Achsen überflüssig, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird. Die in der Automation 3200 integrierte SPS und Roboter- Bewegungssteuerung verkürzt Umrüstzeiten oder vereinfacht die Integration in vorhandene Systeme, um so Ihre Investition voll auszuschöpfen. FireWire ist Hot-Plug-fähig, wodurch der Zeitbedarf für Wartung und Neukonfiguration reduziert wird. Umfassende Diagnostik macht die Fehlerkorrektur in neuen Anwendungen oder bei Systemausfällen schnell und einfach, was Zeit für Umstellung und Wartung spart. Dank virtuellem Modus und Visualisierungs-Tools kann der Systembetrieb zunächst simuliert werden. Auch dies führt zu Zeiteinsparung und zur Vermeidung kostspieliger Fehler. Fazit: HÖCHSTMÖGLICHER DURCHSATZ 4

7 Anwendungen in der Automobilindustrie Aerotech beliefert Automobilhersteller und Teilezulieferer schon seit Jahrzehnten mit Lösungen für Produktion, Forschung und Entwicklung. Im Folgenden sind einige Beispiele für Anwendungen aufgeführt, in denen Produkte von Aerotech zum Einsatz kommen: KRAFTSTOFFEINSPRITZSYSTEME Für Motoren mit höherer Leistung und gleichzeitig weniger Emissionen sind präzisionsgefertigte Kraftstoffeinspritzsysteme erforderlich, insbesondere mit hoher Wiederholbarkeit und Präzision gefertigte Einspritzdüsen. Aerotech befasst sich schon seit Jahren mit der Entwicklung und Herstellung von Hochleistungs-Mehrachssystemen für die Produktion von Einspritzdüsen und anderer Teile für die Automobilindustrie. SCHWEISSEN Für hochwertiges Schweissen in flexiblen Produktionsprozessen, zum Beispiel wenn kleine Fertigungslose für eine Vielzahl von Teilen auf derselben Maschine hergestellt werden, installiert Aerotech bereits seit 1970 Steuerungen für TIG-Schweissen von Kraftübertragungen und Schweißen von Katalysatoren bei größeren Zulieferern für die Automobilindustrie. SENSORPRÜFUNG Mit steigender Nachfrage nach zuverlässigen und leistungsfähigen Sensoren an Bord von Kraftfahrzeugen steigen auch die Anforderungen für deren Prüfung. Aerotech baut seit über 30 Jahren Subsysteme für die Prüfung von Airbag-Sensoren, Kraftstoffmesssystemen, Reifeprofilprüfsystemen und Koordinatenmesssystemen für die Karosserievermessung mit Tastköpfen. LACKIERUNG Karosserielackierung erfordert die Koordination einer Vielzahl von Achsen auf komplexen Bewegungsbahnen, während am Fließband gleichzeitig für sanfte Bewegungsabläufe mit hoher Geschwindigkeit zu sorgen ist. Aerotech beliefert die Automobilindustrie mit Subsystemen für die Karosserielackierung, die dank koordinierter Bewegung zahlreicher Achsen diesen Herausforderungen gerecht werden. Karosserieformen können abgespeichert werden, so dass Karosserien ohne zeitliche Verzögerung gewechselt werden können, was Skalierbarkeit und hohe Systemleistung gewährleistet. Unsere Hochgeschwindigkeits-Synchronisationsfunktion für Bewegungsbahnen sorgt für präzise Bewegungen entlang des Profils und der Kontur der Karosserie, während sich das Fließband bewegt. SCHLEIFEN VON NOCKENWELLEN Schleifen von Nockenwellen ist seit Jahrzehnten eine der wichtigsten Anwendungen für CNC-Maschinen. Elektronische Nockenwellenbearbeitung ist eine integrierte Standardfunktion, für die Bewegungen in sogenannten CAM-Tabellen definiert werden. Die A3200-Steuerung kann eine Vielzahl von Nockenprofilen (mit entsprechend umfangreichen Tabellen) speichern, was für kurze Umrüstzeiten sorgt. Höchste Oberflächenqualität wird durch unsere Echtzeitfunktion für kubische Kurvenermittlung erzielt, die Positionen zwischen Punkten interpoliert. Vorprogrammierte individuelle Nockenprofile können in einem einzelnen Vorgang präzisionsgeschliffen werden. HOCHGESCHWINDIGKEITS-GLASKANTENSCHLEIFMASCHINE FÜR WINDSCHUTZSCHEIBEN Die Hochgeschwindigkeits-Glaskantenschleifmaschine liest Daten in X, Y- Koordinatenformat ein, wandelt sie in Polarkoordinaten um und speichert sie direkt im Servo-Prozessor der Achse. STOSSDÄMPFERPRÜFUNG Ein Anwendungsbeispiel für unsere Linearmotoren mit hoher Kraftentwicklung (über 4500 N Spitze) ist die Untersuchung des Ansprechverhaltens von Stoßdämpfern auf unterschiedliche Straßenverhältnisse. Karosserielackiersystem mit 10 Achsen Y X Hochgeschwindigkeits- Glaskantenschleifmaschine Hauptspindel θ-achse Förderband Glasscheibe Schleifen von Nockenwellen Stoßdämpferprüfung R R Axis Bahn Schnittmuster θ Typisches R, θ Profil Schleifkopf, folgt der Hauptspindel, präzise Orientierung am Nockenprofil Fazit: UNSCHLAGBAR KURZE UMSTELLUNGSZEITEN 5

8 Anwendungen für Werkzeugmaschinen VORTEILE DURCH DEN EINSATZ VON AEROTECH Das Bewegungssteuerungs-Toolkit umfasst Funktionen für Autotuning und Plotten (2D oder 3D) sowie anspruchsvolle Cursor- und Zoom-Tools, die detaillierte Systeminformationen bieten und den Integrationsaufwand minimieren. Die anspruchsvolle Diagnostik umfasst Programmzeilen-Identifikation für vorgegebene Positionen, Konturmesswerkzeuge und Abtastung des maximalen Positionsfehlers. Kürzere Entwicklungs- und Rüstzeiten. Die gekapselte Tischkonstruktion schützt vor Fremdkörpern und Staub. Für Anwendungen, die hohe Genauigkeit in Bezug auf Position und Geschwindigkeit erfordern, stehen nutenlose Motoren für Direktantrieb zur Verfügung. Bei Bedarf können die Motoren in Schutzklasse IP67 ausgeführt werden. Tische mit Kugelspindelantrieb können kontinuierlich hohe Kräfte erzeugen und sind daher gut geeignet für Anwendungen, bei denen vertikale oder kontinuierliche Kräfte erforderlich sind. Kundenspezifische Kabelmanagementsysteme gewährleisten problemlosen Betrieb während der gesamten Lebensdauer des Systems. PSO (Positionssynchronisierte Ausgabe) gibt die Positionen der Achsen in Mehrachssystemen innerhalb von 50 Nanosekunden von der tatsächlichen Motorposition aus. Dies bedeutet, dass Vorgänge wie die Auslösung eines Lasers selbst bei hohen Geschwindigkeiten bis auf 0,15 µm genau erfolgen. Dank interpolierter Bewegung haben die Achsanweisungen höhere Wiedergabetreue, wodurch Positionsfehler während der Bewegung minimiert werden. Abtastraten von 20 khz stellen die Basis für Regelkreise mit hoher Bandbreite dar und erhöhen den Durchsatz bei vorgegebenen Messtoleranzen. FireWire bietet Plug-and-Play Skalierbarkeit und Punkt-zu- Punkt Kommunikation, was die Verkabelung wesentlich vereinfacht und somit die Kosten und den Zeitaufwand für die Integration reduziert. Die software-basierende Bewegungssteuerung eliminiert die Abhängigkeit vom PC-Bus. Mit zunehmender Geschwindigkeit von PCs nimmt daher die Blockverarbeitungszeit ab, was zu höherem Durchsatz führt. Durch den Einsatz von handelsüblichen PCs werden die Lebenszykluskosten reduziert. Hochleistungs- Rotationstische Fazit: HÖCHSTE ZUVERLÄSSIGKEIT 6

9 Anwendungen für Werkzeugmaschinen Die A3200 ist eine Automationsplattform, die Bewegungssteuerung, Bildverarbeitung, Robotik, und E/A in einem einzelnen System koordiniert. Die Module werden mit integrierter Software und Hardware geliefert, was die Kosten für Systemintegration stark reduziert. Die A3200 und die zugehörigen Hardwaremodule (Ndrive und Nservo) können zur Umrüstung älterer Maschinen verwendet werden. Die neue High-Tech-Steuerung kann in Verbindung mit vorhandenen Motoren und/oder Antrieben eingesetzt werden, was zu höheren Produktionsraten, kürzeren Rüstzeiten und reduzierten Lebenszykluskosten führt. Sie stellt somit eine kostengünstige Möglichkeit zur Verlängerung der Lebensdauer Ihrer Produktionsanlagen dar, die zudem die Flexibilität erhöht. Durch Multiblock-Look-Ahead wird die Bewegungsbahn automatisch interpoliert und angepasst, was Positionsfehler während Schneidvorgängen mit kleinem Radius minimiert. Integrierte 2D- und 3D-Normalinterpolation macht komplexe Bewegungsbahnprogrammierung überflüssig. Dank Helikal-, Kreis- und Linearinterpolation ist keine Anwendungsprogrammierung mehr erforderlich. Auf einer einzelnen Steuerung können mehrere unabhängige CNC-Programme ausgeführt werden. Diese Programme können sich dabei auf verschiedene Funktionen beziehen (z.b. verschiedene Programme für Bewegungssteuerung, E/A und Fehlerdiagnose), oder sie können zur Koordination mehrerer Maschinen und Prozesse oder zur Steuerung mehrerer unabhängiger Maschinen eingesetzt werden. Integrierte Jog-, Versatz- und Rückführfunktionen bieten koordinierte Bewegung mehrerer Achsen, die jederzeit angehalten werden können. Die Achsen können ihre Bewegung vom versetzten Bearbeitungspfad aus fortsetzen oder zu dem Punkt zurückkehren, an dem die Bewegung unterbrochen wurde, und ihre Bewegung entlang der ursprünglichen Bahn fortzusetzen. Die A3200 kann eine Vielzahl von Teileprofilen speichern, was für kurze Umrüstzeiten sorgt. Der Systembetrieb kann zunächst an der Steuerkonsole simuliert werden, was Probeläufe der Produktionsanlagen überflüssig macht und Zeit beim Einrichten und Umrüsten spart. Dank Fräserradiuskorrektur muss die Anwendungsprogrammierung nicht für jedes Werkzeug durchgeführt werden. Die Korrektur kann zur Anpassung beim Einsatz verschiedener Werkzeuge oder zum Ausgleich von allmählichem Werkzeugverschleiss verwendet werden. In der A3200 kommen Standard-EAI-274D oder G-Code für standardmäßige CNC-Arbeiten zur Anwendung, wodurch vorhandene CNC-Programme weiter benutzt werden können. Dank des in der A3200 integrierten NControl Software-Entwicklungspakets können Maschinenbauer die Benutzeroberfläche von Grund auf maschinenspezifisch anpassen. Fazit: MINIMALE KOSTEN FÜR SYSTEMINTEGRATION 7

10 Anwendungen für Werkzeugmaschinen FRÄSEN Große Werkzeugmaschinenhersteller setzen Steuerungen von Aerotech zum Konturfräsen ein, um hohe Qualität in flexiblen Produktionsprozessen zu erzielen, zum Beispiel wenn kleine Fertigungslose für eine Vielzahl von Teilen auf derselben Maschine hergestellt werden. BOHREN Bohren erfordert Punkt-zu-Punkt-Bewegung mit hoher Geschwindigkeit - für Steuerungen von Aerotech kein Problem. ERODIEREN Mit steigender Nachfrage nach hochpräzisen Teilen steigen auch die Anforderungen an das Erodieren. Aerotech war schon immer in der Lage, den Anforderungen für hochpräzise Teilebearbeitung zu genügen, wobei gleichzeitig der Systemdurchsatz erhöht werden konnte. SCHLEIFEN Schleifen ist seit Jahrzehnten eine der wichtigsten Anwendungen für die CNC-Steuerungen und Mechanik von Aerotech. Aerotech liefert auch Präzisionsmechanik und Steuerungen für andere typische Metallbearbeitungsmaschinen wie zum Beispiel Drehmaschinen, Bohrmaschinen, Räummaschinen, Verzahnungsmaschinen, Gewindeschneidmaschinen, Drehmaschinen, Drehzentren, Bearbeitungszentren und Stationsmaschinen. Aerotech-Produkte können außerdem für andere multidimensionale Prozesse wie zum Beispiel Ausschneiden, Wasserstrahlschneiden, Schneiden mit Messern oder elektrochemische Bearbeitung eingesetzt werden. A3200 Steuerung und intelligente Antriebe Gekapselte Hochleistungs-Lineartische Mensch-Maschine-Schnittstelle Fazit: HÖCHSTE ZUVERLÄSSIGKEIT 8

11 Montageanwendungen MONTAGE KLEINER ELEKTRONISCHER TEILE Durch die Kombination von Aerotech-Steuerungen mit unserer anspruchsvollen Mechanik wie zum Beispiel Tische mit Luftlager, mechanischer Lagerung, Linearmotor oder Kugelspindelantrieb kann die für die Montage kleiner Teile erforderliche Wiederholbarkeit und Genauigkeit gewährleistet werden. PICK & PLACE Aerotech liefert schon seit Jahren Pick & Place-Portale für viele verschiedene Montageanlagen, zum Beispiel für Leiterplatten oder Mobiltelefone. A3200 für Bahngenerierung Integriertes Kabelmanagement Leistungsfähiger Linearmotor Ndrives für dezentrale Steuerung Zweifache Achssynchronisation für Portale für höhere Präzision VORTEILE DURCH DEN EINSATZ VON AEROTECH Achsenkalibrierung kompensiert wiederholbare mechanische Fehler, was die Genauigkeit in Bezug auf Position und Geschwindigkeit verbessert. Mehrdimensionale Fehlerkorrektur mit Kalibriertabellen zur Kompensation wiederholbarer Ausrichtungsfehler in der Mechanik von Mehrachssystemen (z.b. X-Y-Ebene). Achssynchronisation für Portale gewährleistet nahtlose Steuerung mechanisch verbundener Achsen und somit hohe Genauigkeit in Bezug auf Position und Geschwindigkeit. Linearmotortisch mit zwei Schlitten und Querachse sorgt für höheren Durchsatz und reduziert die Systemkosten. Voll digitale Antriebe vermeiden allmähliche Drift und bieten überlegene Wiederholbarkeit ohne Neukalibrierung. Außerdem sind die Wartungsanforderungen geringer. Reduzierte Komponentenanzahl im Vergleich zu traditionellen Systemen - dadurch höhere Zuverlässigkeit und geringere Lebenszykluskosten da weniger Ersatzteile, weniger Ausfallzeiten und geringere Wartungsanforderungen. Der Benutzer gibt der Aerotech-Steuerung für jede Achse in Echtzeit eine Bewegungsbahn mit Position, Geschwindigkeit und Zeit vor, und die A3200 generiert Bewegungsbahnbefehle für alle Achsen anhand einer kubischen Spline-Funktion. Dank interpolierter Bewegung haben die Achsanweisungen höhere Wiedergabetreue, wodurch Positionsfehler während der Bewegung minimiert werden. Im Gegensatz zu analogen Systemen ist FireWire nicht von Störsignalen betroffen. Das bessere Signal-Rausch-Verhältnis sorgt für höhere Datenraten und dadurch höheren Durchsatz. Anspruchsvolle Diagnostik minimiert Ausfallzeiten. Die Störunanfälligkeit von FireWire führt zu höherer Wiedergabetreue von Positionsanweisungen und somit höherer Präzision. Synchronisierte Kamerasteuerung für Teileerkennung, Positionsbestimmung und Bewegungseinstellungen. Spezielle Koordinatentransformationen reduzieren den Programmieraufwand. Fazit: HÖCHSTE PRÄZISION IN DER PRODUKTION 9

12 Verpackungsanwendungen Kundenspezifische Benutzeroberflächen Gekapselte Tische mit Linearmotorantrieb Antriebe in Einschubausführung Nutenlose Servomotoren VORTEILE DURCH DEN EINSATZ VON AEROTECH Dank Echtzeitfunktion für Zieländerung kann die Bewegungsbahn während der Bewegung geändert werden, wodurch auf externe Ereignisse reagiert werden kann. So kann zum Beispiel ein Bildverarbeitungssystem zur Korrektur von Ungenauigkeiten bei der Einbringung oder der Positionierung von Teilen integriert werden, ohne dass das System die aktuelle Bewegung zunächst abschließen muss. Dies erhöht den Durchsatz bei Prüfungen. Software-basierende Bewegungssteuerung eliminiert Abhängigkeit vom PC und dem PC-Bus. Dieselbe Software kann auch auf neueren PCs verwendet werden. Häufige Änderungen an der PC-Hardware, insbesondere am ISA und PCI Bus, werden vermieden, was die Lebensdauer der Komponenten erhöht. Dank unserer Bewegungssteuerung auf Softwarebasis braucht die Steuerung nicht ausgetauscht zu werden, wenn ein neuerer oder schnellerer PC verwendet werden soll. Dies reduziert die Lebenszykluskosten und vereinfacht den Lernprozess. Aerotech bietet anwendungsspezifische Lösungen wie zum Beispiel Multiblock-Look-Ahead zur Verbesserung von Genauigkeit und Präzision und für Anwendungen mit kleinen Radien. Positionssynchronisierte Ausgabe (PSO) gibt die Positionen der Achsen in Mehrachssystemen innerhalb von 50 Nanosekunden von der tatsächlichen Motorposition aus. Selbst bei hohen Geschwindigkeiten erfolgen Vorgänge wie zum Beispiel die Auslösung eines Lasers bis auf 0,15 µm genau. Die programmierbare Ausgangsimpulsfunktion ermöglicht es dem Benutzer, ein Fenster bzw. eine Region zu definieren. Innerhalb des Fensters/der Region werden Pulse zur Steuerung eines Subsystems erzeugt. Das Ausgangssignal kann über Frequenz und Arbeitszyklus oder über die Pulsdauer, basierend auf einem Ereignis, eingestellt werden. Die Unterstützung von E/A von Drittanbietern bietet Flexibilität in Bezug auf das zu steuernde oder zu überwachende System. Die E/As dienen als Schnittstelle zu vorhandenen Maschinen und Anlagen. Dies senkt die Integrationskosten, während gleichzeitig der Automationsgrad und der Durchsatz der Zelle verbessert wird. Für maximalen Automationsgrad können bis zu 32 Bewegungsachsen in Echtzeit koordiniert werden, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Systemfunktion kommt. Fazit: ÄUßERST GERINGE LEBENSZYKLUSKOSTEN 10

13 Verpackungsanwendungen Steuerungen für Verpackungsanwendungen müssen bei hohem Automationsgrad und hoher Zuverlässigkeit schnelle und häufige Anlagenumstellungen ermöglichen. BE- UND ENTLADEN Verpackungsvorgänge erfordern beim Be- und Entladen koordinierte Bewegungen mit den Förderbändern, wobei die Umrüstzeiten für neue Produkte möglichst gering sein sollen. Die A3200 kann entweder für die Steuerung aller Bewegungsabläufe oder in Kombination mit vorhandenen Motoren und Antrieben eingesetzt werden. BESCHRIFTEN UND DRUCKEN Die A3200 ist auch beim Beschriften und Drucken in Anwendungen von Vorteil, bei denen Synchronisation mit der SPS erforderlich ist. ETIKETTIEREN Präzise Aufbringung von Etiketten erfordert eine Bewegungssteuerung, die auf Änderungen in Maschinengeschwindigkeit reagieren und schnell eine entsprechende überlagerte Bewegung veranlassen kann. Normalerweise fahren die Produkte auf einem Förderband durch die Etikettiermaschine. Die Geschwindigkeit des Förderbandes ist jedoch nicht unbedingt konstant. Die A3200 sorgt für die erforderliche Synchronisierung des Etikettiermechanismus mit dem Produktförderband. MARKIEREN Steuerungen von Aerotech werden auch für die Markierung von Keramik eingesetzt. Bei dieser Anwendung ist koordinierte Bewegung mit hoher Geschwindigkeit gefragt. HOCHGESCHWINDIGKEITS-POSITIONSERFASSUNG Hochgeschwindigkeits-Positionserfassung wird für präzise Steuerung beim Drucken, für rotierende Messer, bei der fliegende Säge, beim Stanzen, und in "Feed-to-Mark"-Anwendungen eingesetzt. ELEKTRONISCHES GETRIEBE Elektronisches Getriebe mit Master & Slave und programmierbarem Verhältnis bzw. Phase. Synchronisierte Steuerung von Abspulen, Umspulen, Spannung und Positionserfassung in Anwendungen wie Drucken, Beschichten, Laminieren, Perforieren und Längsschneiden. Bedienterminal Modell HT Motor Motor Die A3200 bietet rechnerfernen Zugriff für die bequeme Steuerung mehrere Betriebsabläufe. Fotozelle Schnittlänge eingeben 100mm A3200 Unidex - Steuerung Master-Encoder Typische Etikettieranwendung mit Synchronisation von Motor, Sensor und Förderband. Typische Verpackungsanwendung Die A3200 ermöglicht elektronische Synchronisierung von bis zu 32 Bewegungsachsen. Fazit: ÄUßERST KURZE RÜSTZEITEN 11

14 DIE INTELLIGENTE PLATTFORM FÜR 32-ACHSEN- BEWEGUNG, BILDVERARBEITUNG, SPS, ROBOTIK UND E/A LEISTUNGSFÄHIGE SOFTWARE Umfangreiches Sortiment von Entwicklungswerkzeugen Nmotion SMC Software-Bahnsteuerung Ncontrol SDK Software-Entwicklungspaket Nview HMI Mensch-Maschine-Schnittstelle Nvision VCM Bildverarbeitungsmodul Nlogic PLC Speicherprogrammierbare Steuerung Die modulare Software-Architektur gestattet individuelle Anpassung an die Anforderungen des jeweiligen Automationsprozesses. Programmierer können mit Ncontrol SDK, einer Reihe von Active X-basierten Komponenten, ihre eigenen Anwendungen erstellen. VORTEILE DER A3200 Höherer Durchsatz - durch Hochleistungs-Steuerung, - Netzwerk und -Antriebe Bessere Qualität (Genauigkeit und Präzision) durch voll digitalen Antrieb und komplexe Servo-Algorithmen Schnellere Inbetriebnahme und kürzere Umstellungszeit durch voll integrierte Bewegungsplattform, integrierte Inbetriebnahmewerkzeuge und umfassende Diagnostik Niedrigere Inbetriebnahme- und Lebenszykluskosten durch reduzierte Komponentenanzahl und kürzere Entwicklungszeiten Höhere Zuverlässigkeit durch geringere Zahl von Komponenten Vereinfachte Integration, da sich alle bedeutenden Automationskomponenten auf nur einer Plattform befinden Flexibilität der Benutzerschnittstelle durch Direktoder Fernbedienung Zukunftssichere Architektur basierend auf handelsüblichen PCs, die mit den Betriebssystemen Windows NT/2000/XP arbeiten Soft-SPS UMFASSENDE E/A-LEISTUNGEN Alle Automation 3200 Antriebe und Antriebs-Racks sind mit einer integrierten Schnittstelle 10/100 Base T Ethernet verfügbar. Damit können Automation 3200 Systeme auch mit E/A-Modulen und SPS-Baugruppen gekoppelt werden! Analoge und diskrete E/A IEEE-1394 (FireWire ) INDUSTRIENORM-, SUPERHOCHLEISTUNGS-KOMMUNIKATIONSNETZWERK LEICHT INSTALLIERBARE DIGITALANTRIEBE VON 10A-100A Alle Antriebe sind unabhängig und mit internem Bus-Anschluss versehen. Einfach einstecken, den Netzwerkanschluss herstellen - und schon ist das Gerät einsatzbereit! DIGITALANTRIEB - EIGENSCHAFTEN UND FUNKTIONEN PWM oder linear Integriertes 10/100 Base T Ethernet x65536 interne Auflösungsvervielfachung 20 khz Geschwindigkeits-, Positionsund Stromregelungs-Abtastrate Integrierte Stromversorgung Sinusförmige Kommutierung Lokale Ein-/Ausgänge Dezentrale Bewegungssteuerung Die Bewegungssteuerung erfolgt auf der Antriebsebene. Ethernet E/A-Erweiterung SPS 12

15 Dezentrale Steuerung von Aerotech ROBUSTE, HOCHLEISTUNGS-BEWE- GUNGSSTEUERUNG Nmotion SMC-Funktionen Punkt-zu-Punkt-Bewegung Achssynchronisation für Interpolierte Bewegung Portale Geschwindigkeitsprofile Motorsteuerung Multi-block Lookahead Dual Loop Steuerung Elektronisches Getriebe Achsenkalibrierung Werkzeugkorrektur Orthogonalitätskorrektur CNC-Funktionalität 3D-Fehlerkorrektur Elektronische Helikalinterpolation Tabelleninterpolation Auto-Tuning Positionssynchronisierte Koordinatentransformationen Ausgänge Normalinterpolation, Schnelle Positionserfassung Teilerotation, Spiegeln und High-speed registration Rückwärtslauf Spline-Interpolation Kinematik IEEE-1394/FIREWIRE VORZÜGE Deterministische Architektur bewirkt gleichbleibende Performance auch bei steigender Achsanzahl für bis zu 32 Achsen 30 bis 1000 mal schneller als Bewegungsnetzwerke anderer Hersteller 3.2 Gbps bei Glasfaser Keine System-Funktionsminderung, wenn die Zahl der Achsen zunimmt Vielseitiges Hochgeschwindigkeits- Kommunikationssystem mit niedrigen Einsatzkosten Zukunftssicher Im Handel verfügbar Nicht durch Markenrechte geschützte Architektur OHCI-konform Internationale Norm IEEE-1394 Norm für PCs Npaq 6-Achsen-Antriebsrack Bewegungssteuerung Achs-Interpolation und Synchronisation finden zentral auf PC statt. Achssteuerung und Schließen des Regelkreises werden auf den dezentralen Antrieben durchgeführt. Die A3200 Steuerung funktioniert auf jedem Desktop- oder Industrie-PC. NACHTRÄGLICHER EINBAU BEI BESTEHENDEN MOTOREN UND ANTRIEBEN Zur Verwendung als integriertes System oder zum kostengünstigen nachträglichen Einbau in Verbindung mit bestehenden Motoren und Antrieben. Nservo Nstep Robotik Beliebiger Servoverstärker Beliebiger Schrittmotorantrieb Beliebiger Servomotor (AC oder DC) Beliebiger Schrittmotor Bildverarbeitung 13

16 Vereinfachte Integration...Kosteneinsparung Im Vergleich zu traditionellen Lösungen auf der Basis von PCI-Karten mit zahlreichen "Breakout"-Modulen und hohem Verkabelungsaufwand reduziert die dezentrale Architektur der Automation 3200 die Integrationszeit, indem unnötige Verkabelung und Elektronik durch ein einfaches Plug-and-Play FireWire -Kabel ersetzt werden. Außerdem kann eine Vielzahl häufig eingesetzter Geräte wie zum Beispiel Encoder-Vervielfacher und E/A-Module in Ndrives integriert werden, wodurch der Verkabelungsaufwand und der Platzbedarf weiter reduziert werden. Die Tatsache, dass zahlreiche Komponenten und Kabel überflüssig werden, bedeutet schnellere Integration, geringere Wartungskosten und weniger Ersatzteile - alle dies Faktoren machen die Integration reibungsloser und verbessern das Endergebnis. Herkömmliche 6-Achsen-Lösung Die Lösung mit Automation 3200 Industrie-PC mit mehreren freien PCI-Steckplätzen Beliebiger Computer der Klasse P3-800, der unter Windows NT, 2000, XP mit FireWire Schnittstelle läuft Plug-und-Play FireWire Kabel 8-Achsen-Steuerkarte mit Encodererweiterung Ndrives mit integrierten Auflösungsvervielfachern und E/A- Anschlüssen Auflösungsvervielfachung E/A- Modul Schnittstellen module Antriebe Vorteile Motoren Bedeutende Einsparungen bei Integration und Support - 38 % weniger Drahtverbindungen - 65 % weniger Bauteile Motoren - Plug-and-Play-Schnittstellenkabel (FireWire ) - Vereinfachte Fehlersuche und -erkennung - Erhöhte Flexibilität in der Auslegung NSTEP FÜR SCHRITTMOTORANWENDUNGEN Mit Hilfe von Nstep kann das Automation 3200-System Schrittmotoren und Galvanometer ansteuern, die FireWire nicht unterstützen. Dies stellt einen einfachen und kostengünstigen Mechanismus zur Steuerung synchronisierter Bewegung mit Servo- und Schrittmotoren von einer einzelnen Steuerung aus dar. Nstep bietet zwei Steuerachsen mit jeweils Takt- und Richtungsausgang. NSERVO FÜR NACHTRÄGLICHEN EINBAU Nservo ist ein Vierachsen-Schnittstellenmodul auf FireWire -Basis mit digitaler Regelung (+/-10 Volt Strom- oder Geschwindigkeitssignal) für Servomotoren. Mögliche Motor-Feedbacks sind Resolver, Encoder oder Tachometer. Mit Hilfe von Nservo können Automation Systeme mit Antrieben und Motoren, die FireWire nicht unterstützen, verbunden werden. Beispiele sind Spindelantriebe, Induktionsmotoren und andere Spezialmotoren. 14

17 Hochwirksame und kostengünstige Nachrüstung von Maschinen Die Automation 3200 und die zugehörige Hardware (Ndrive, Nservo, und Nstep) eignen sich sehr gut für die Nachrüstung vorhandener Maschinen. Unsere digitale Automationsplattform kann in Verbindung mit vorhandenen Motoren und/oder Antrieben eingesetzt werden, was die Produktionsraten verbessert, die Einrichtzeiten verkürzt und die Lebenszykluskosten reduziert. Sie stellt somit eine kostengünstige Möglichkeit zur Verlängerung der Lebensdauer Ihrer Anlagen dar, die zudem ihre Leistungsfähigkeit erhöht. Vorhandene Motoren und Verstärker können weiter verwendet werden Vorhandene Motoren werden beibehalten Komplette Aerotech-Lösung Automation 3200 Steuerung Automation 3200 Steuerung Automation 3200 Steuerung und/oder Nservo Nstep Ndrives Motoren von Drittfirmen Ndrives Aerotech- Motoren Verstärker und Motoren von Drittfirmen Servomotoren Servoantriebe Servomotoren Schrittmotorantriebe Schrittmotoren Steuerung von bis zu 32 Achsen Schrittmotoren Steuerung von bis zu 32 Achsen Steuerung von bis zu 32 Achsen Vorteile Keine Demontage und Nachbearbeitung von Antrieb und/oder Motorflansch und Verkabelung erforderlich. Vermeidung von Kosten für neue Motoren und Verstärker. Höhere Leistung. Vorteile Komplette Nachrüstung der integrierten Bewegungssteuerungsplattform sorgt für maximale Leistungssteigerung. 15

18 SMC Software-Bahnsteuerung NMotion SMC bietet die breiteste Palette von Programmierschnittstellen und Bewegungsfunktionalität aller zur Zeit verfügbaren Automationssysteme. Zugriff auf alle Bewegungsanweisungen kann für kundenspezifische OEM-Anwendungen über C, C++, oder Visual BASIC erfolgen, oder über AeroBASIC TM, einer Entwicklungssprache für schnelle Prototypenfertigung, die auf einer an RS- 274 G-Codes angelehnten Programmierschnittstelle basiert. Dank der hohen Flexibilität und Funktionalität der Programmierung in NMotion SMC erfüllt die Software die Anforderungen selbst anspruchsvollster Bewegungsanwendungen für OEMs und Endnutzer. PUNKT-ZU-PUNKT-BEWEGUNG Grundbewegungen wie zum Beispiel unabhängige Achspositionierung und Jogbetrieb sind einfach zu implementieren. Anwender können entweder im Absolutoder Inkremental-Modus programmieren, oder im Jogbetrieb bei konstanter Geschwindigkeit mit programmierbarer Beschleunigung, Verzögerung und Vorschubrate fahren. Beschleunigung und Verzögerung können linear oder sinusförmig sein. INTERPOLIERTE BEWEGUNG BESCHLEUNIGUNGSBEGRENZUNG Eine spezielle Eigenschaft von Geschwindigkeitsprofilen ist die Fähigkeit, scharfe Kurven oder Bögen mit kleinen Radien im Voraus zu erkennen. NMotion SMC überwacht mehrere Blöcke kontinuierlich und leitet bei Bedarf automatisch eine Verzögerung ein. Die Anzahl der Blöcke, die im Voraus erkannt werden können, ist lediglich durch die verfügbare Prozessorkapazität begrenzt. ANALOGE LEISTUNGSSTEUERUNG NMotion SMC kann einen Analogausgang proportional zur Vektorgeschwindigkeit von zwei Achsen ansteuern. Diese Funktion ermöglicht automatische Regelung zum Beispiel der Laserleistung oder Materialabgabe je nach Achsengeschwindigkeit. Die Kombination von analoger Leistungssteuerung und Look- Ahead -Beschleunigungsbegrenzung reduziert den Programmieraufwand und erhöht den Maschinendurchsatz durch Vorgabe einer maximalen Maschinenleistung und einer analogen Leistungseinstellung, wobei die Steuerung diese Werte automatisch der programmierten Werkzeugbahn anpasst. WERKZEUGKORREKTUR Dies auch als Werkzeugradiuskompensation bekannte Funktion passt die Bahn automatisch an den Werkzeugradius an. CNC-FUNKTIONALITÄT NMotion SMC unterstützt CNC- Bewegung. Weitere anspruchsvolle Funktionen außer Werkzeugkorrektur und Look-Ahead sind Koordinatentransformation, Teilerotation, Normalinterpolation, Spiegelung und Rückwärtslauf. ELEKTRONISCHE TABELLENINTERPOLATION Bewegungen mit linearer und Kreisinterpolation werden unterstützt. Benutzer können mit englischsprachigen Anweisungen in AeroBASIC TM, G-Codes oder C/C++/VB programmieren. NMotion SMC kann außerdem mit CAD erzeugte Programme ausführen. ELEKTRONISCHES GETRIEBE Mechanische Königswellenbewegung kann durch elektronische Getriebe ersetzt werden. Die Übersetzungsverhältnisse sind programmierbar, und das Ein- und Auskuppeln kann elektronisch erfolgen, was flexible Maschinensteuerung auf Softwarebasis ermöglicht. Nockensteuerung ist eine spezielle Version des elektronischen Getriebes, wobei komplexe Slave-Bewegungen als Funktion einer anderen Achse, eines Master-Encoders oder einer virtuellen Achse generiert werden. Die Nockenbewegung wird in sogenannten CAM-Tabellen definiert. Kubische Spline-Interpolation gewährleistet sanfte Bewegung. Dank großer Speicherkapazität kann NMotion SMC zahlreiche große Tabellen speichern. 16

19 SMC Software-Bahnsteuerung POSITIONSSYNCHRONISIERTE AUSGABE Diese Funktion wird zur präzisen Ansteuerung eines digitalen Triggers in Abhängigkeit von Motorpositionen in einer oder zwei Dimensionen verwendet. Anstatt als Hintergrund-Task in NMotion SMC zu laufen wird diese Funktion zwecks schnellerer Ausführung mit höchster Genauigkeit auf separate Hardware im Ndrive ausgelagert. SCHNELLE POSITIONSERFASSUNG Das Automation 3200-System kann Motorpositionen in Abhängigkeit des Signalwechsels eines Digitaleingangs speichern. Diese Funktion zur Hochgeschwindigkeits-Positionserfassung mit einer Verzögerung von ca. 50 Nanosekunden ist für Anwendungen nützlich, bei denen sich die Achspositionen genau nach einem externen Ereignis richten müssen, zum Beispiel einem Tastkopf in einer Koordinatenmessmaschine oder einem Transducer-Messwert in einem Ultraschall-Inspektionssystem. GENERIERUNG BELIEBIGER BAHNEN NMotion SMC unterstützt die Generierung beliebiger Bahnen, wobei der Benutzer Position, Geschwindigkeit und Zeit vorgibt. Die Steuerung führt daraufhin eine lineare oder Spline- Interpolation zwischen den Punkten durch und erzeugt eine äußerst sanfte zusammenhängende Bahn. Zur Generierung beliebiger multidimensionaler Bahnen können die Bewegungen mehrerer Achsen koordiniert werden. ACHSSYNCHRONISATION FÜR PORTALE In NMotion SMC kommen integrierte Algorithmen für die Portalsteuerung zur Anwendung. Komplexe Portalsteuerung wird auf einige wenige einfache Anweisungen reduziert. Konfigurationen mit einfachem Feedback und zwei Motoren oder zweifachem Feedback und zwei Motoren können problemlos gesteuert werden. JOGBETRIEB & VERSATZ, JOGBETRIEB & RÜCKFÜHRUNG Koordinierte Mehrachsenbewegung kann jederzeit unterbrochen werden, und die Achsen können im Jogbetrieb aus der Maschinenbahn herausgeführt werden. Die Achsen können ihre Bewegung vom versetzten Bearbeitungspfad aus fortsetzten oder zu dem Punkt zurückkehren, an dem die Bewegung unterbrochen wurde, und ihre Bewegung entlang der ursprünglich programmierten Bahn fortsetzen. HOCHGESCHWINDIGKEITS- POSITIONSERFASSUNG Hochgeschwindigkeitssensor zur Erkennung des Randes von Beschriftungen NMotion SMC unterstützt Hochgeschwindigkeits-Positionserfassung für Anwendungen im Zusammenhang mit Verpackung und Etikettenbedruckung, wobei eine Achse eine vorgegebene Distanz auf der Basis des Signalwechsels eines Digitaleingangs zurücklegen kann. Für Anwendungen mit rotierenden Messern kann die Bewegung zur Positionserfassung der aktuellen Bewegung überlagert sein. Die "Distanz" für die Positionserfassung kann also überwacht und zur Anpassung an verschiedene Materiallängen geändert werden. KINEMATIK NMotion SMC kann während der Bahngenerierung komplexe Gleichungen der Kinematik auswerten. Anwendungsprogramme können im X/Y/Z-System erstellt und nahtlos in gemeinsame Koordinaten transformiert werden. Für maximale Flexibilität werden die Transformationen in den Programmiersprachen C oder AeroBASIC TM geschrieben und innerhalb des Echtzeit-Betriebssystems ausgeführt. Diese Architektur ermöglicht die Integration spezieller anwendungsspezifischer Transformationen, um so den Anforderungen praktisch aller Robotik- Aktuatoren gerecht zu werden. ACHSENKALIBRIERUNG Achsenkalibrierung bietet sich als Möglichkeit der Kompensation wiederholbarer mechanischer Fehler in Mechanismen wie zum Beispiel Kugelspindeln an. Die Korrekturen werden anhand einer in NMotion SMC integrierten Lookup-Tabelle auf der Grundlage von Messdaten durchgeführt. Zur Minimierung des Umkehrspiels können eigene Korrekturwerte eingegeben werden. ENDPUNKTMODIFIKATIONEN ON-THE-FLY Velocity Die NMotion SMC Bahngenerierungssoftware unterstützt Modifikation von Zielpositionen während der Bewegung ohne zeitliche Verzögerung. Diese Modifikationen können zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Bewegungsprofils und so oft wie für die jeweilige Anwendung erforderlich vorgenommen werden. 3D-FEHLERKORREKTUR Original Endpoint Final Endpoint Samples Aerotechs anspruchsvolle 3D Fehlerkorrektur ermöglicht präzise Positionierung in einer XY-Ebene anhand eines XYZ-Positioniersystems. Eine Lookup-Tabelle enthält Fehlerdaten für drei Achsen als Funktion von zwei der Achsen. 17

20 SMC Software-Bewegungssteuerung SINUSFÖRMIGE KOMMUTIERUNG DUAL LOOP STEUERUNG ORTHOGONALITÄTSKORREKTUR Um sanfte Bewegung zu gewährleisten, müssen bürstenlose Motoren sinusförmig kommutiert werden. Wird für die Kommutierung eine Bewegungssteuerung eingesetzt, werden keine Transducer und Kabel benötigt. MOTORSTEUERUNG Die A3200 kann zur Steuerung von Bürstenmotoren, bürstenlosen Motoren oder Schrittmotoren in beliebiger Kombination eingesetzt werden. Dual Loop Steuerung wird zur Eliminierung von Umkehrspiel und anderen Fehlerquellen eingesetzt, in dem zur Regelung der Achse zwei Messsysteme eingesetzt werden können. GESCHWINDIGKEITSPROFILE Geschwindigkeitsprofile stellen eine Bewegungsart dar, bei der die Geschwindigkeitsvektoren entlang der programmierten Bahn konstant gehalten werden. Die Genauigkeit einer XY-Konfiguration kann durch die Verwendung einer Lookup-Tabelle dramatisch verbessert werden. Die Tabelle enthält Fehlerdaten für eine Achse als Funktion der Position der anderen Achse, um so durch Fehlausrichtung der Achsen verursachte Positionierfehler zu reduzieren. TEILEROTATION Diese Funktion ist in Fällen hilfreich, in denen ein zweidimensionales Teil in verschiedenen Ausrichtungen wiederholt werden muss. Der Benutzer programmiert einen Drehpunkt und einen Drehwinkel. Dadurch wird vermieden, dass das Teileprogramm wiederholt umgewandelt werden muss. Software-Entwicklungspaket NControl SDK ist eine Sammlung von Active-X Programmierobjekten und einer C++ Klassenbibliothek, die den Programmieraufwand für die Erstellung kundenspezifischer Automation Anwendungen drastisch reduziert. Die Active-X Komponenten gestatten Drag & Drop -Programmierung in visuellen Programmierumgebungen, während die Klassenbibliothek eine Programmierschnittstelle auf Objektebene für C++ Programmierer bietet. SDK vereinfacht die Handhabung von E/A, Ereignisverwaltung, Fehlerhandhabung, Datenerfassung und Programmverwaltung anhand einer High-Level-Programmierschnittstelle. BEISPIELE FÜR IM PAKET INTEGRIERTE FUNKTIONEN Programmverwaltung und Anzeige Datenerfassung Ereignismanager für Fehlerhandhabung Überwachung von E/A, Achspositionen, Programmvariablen Achskonfiguration Anzeige und Editieren von Parametern Anzeige von Bewegungs- und Taskstatus Externe Mensch-Maschine-Schnittstelle ANWENDUNG (VB/C/C++) OCX KLASSEN- BIBLIOTHEK AERSYS.DLL GERÄTETREIBER A3200 SOFTWAREARCHITEKTUR NControl Anwendungsprogrammierschnittstelle 18

21 Mensch-Maschine-Schnittstelle MASKE FÜR MANUELLE BETRIEBSART FLEXIBEL ANPASSBARE BENUTZEROBERFLÄCHE SYSTEMANALYSE UND ACHSABSTIMMUNG Die Software der NView Benutzeroberfläche bietet einen robusten Joystick (für Jogbetrieb) und eine MDI Befehlszeilenschnittstelle. Im Joystick- Modus stehen zwei konfigurierbare virtuelle Joysticks für Distanz und Freerun-Jogbetrieb zur Verfügung. Die MDI Befehlszeile ermöglicht die manuelle Eingabe und Ausführung von unmittelbaren Befehlen. PLOTTING-FUNKTIONEN Die Schaltflächen der Benutzeroberflächen in den Masken "Run" und "Manual" können vom Benutzer flexibel zur Ausführung einer Reihe von Funktionen angepasst werden, z.b. Programmausführung, Einstellung von Ausgaben und Aufrufen von externen Programmen. CNC-Programme können beim Anfahren automatisch ausgeführt werden. Auch die Umbenennung von Achsen ist möglich. ONLINE-HILFE Jahrelange Erfahrung und Forschung haben zur Entwicklung eines kompletten Analysetools geführt, das auch eine Autotune-Routine umfasst. Anhand dieses Tools können Systemparameter wie zum Beispiel Drehmoment, Positionsfehler und Geschwindigkeit schnell bestimmt werden. PARAMETEREDITOR Die zwei- oder dreidimensionale Darstellung des Pfades der Werkzeugspitze in Echtzeit ermöglicht visuelle Verifizierung der Achsposition. DIAGNOSE Die Online-Hilfe dient nicht nur als Schnellübersicht, sondern auch als umfassendes Online-Handbuch. Die durchsuchbare Hilfedatei enthält mehr als 1500 Suchbegriffe und macht somit ein eigentliches Handbuch überflüssig. EINGABE/AUSGABE Der Editor ist logisch in die Kategorien Achse, Task und Maschinenautomation aufgeteilt und bietet Echtzeit-Zugriff auf Parameter. Der Zweck der einzelnen Parameter wird leicht verständlich erläutert, so dass keine Bezugnahme auf ein Handbuch erforderlich ist. Das Diagnostik-Dienstprogramm ist in Form von Registerkarten organisiert und ermöglicht die Erkennung des Maschinenzustandes per Mausklick. Die E/A-Maske ermöglicht schnelle Ansicht und Manipulation von virtuellen, antriebsbezogenen und Ethernet-basierenden E/As. Der Status digitaler Ausgaben kann per Mausklick geändert werden. Zum Lesen und Schreiben von Registerdaten stehen Bearbeitungsfenster zur Verfügung. 19

22 Intelligente vernetzte Antriebe Breiter Leistungsbereich von 10 A Spitze bis 100 A Spitze bei 320 VDC PWM und lineare Antriebe verfügbar Digitale Regelung für Strom, Geschwindigkeit und Position sorgen für bessere Stabilität und Zuverlässigkeit der Bewegung Wahlweise integrierte Impulsumformerelektronik für höhere Auflösung und weniger Verkabelungsaufwand Kann dank flexibler Auslegung für bürstenlose und DC Servomotoren mit Bürsten sowie Schrittmotoren verwendet werden UL-, CE-, und CSA-Zulassungen Aufbauend auf 30 Jahren Forschung und Entwicklung im Bereich anspruchsvoller Antriebe entwickelte Aerotech eine Reihe intelligenter digitaler Antriebe für das Automation 3200 Netzwerk. Die Antriebe werden über den IEEE-1394 (FireWire ) Kommunikationsbus angeschlossen und bieten deterministisches Verhalten, Auto-Identifizierung und einfache Software-basierende Inbetriebnahme über die NMotion Software-Steuerung. Die Antriebe mit 80 MHz DSP haben voll digitale Strom- und Servoregelung mit Abtastraten zwischen 1 und 20 khz, 32 MHz Encoderdatenrate, und einen Ethernet-Anschluss für Zugriff auf vernetzte E/A-Lösungen von Drittfirmen. Die für anspruchsvolle Benutzer von Bewegungssteuerungen entworfenen Antriebe sind außerdem mit Bremsrelais und anderen Optionen wie zum Beispiel programmierbarer Auflösungsvervielfachung (x65536) und 2- Achsen-positionssynchronisierten Ausgängen ausgestattet. Außerdem macht die Verwendung des handelsüblichen FireWire Kommunikationsanschlusses die Integration mit dem Automation 3200 Netzwerk denkbar einfach: Bei dem abgebildeten Modell handelt es sich um einen 100 A Ndrive. Weitere intelligente digitale Antriebsmodelle sind auf der folgenden Seite aufgeführt. Ethernet J204 IEEE-1394 (FireWire ) J201, J202, J203 Optionale Stromversorgung PSO/Absolutencoder-Schnittstelle (J301) 1-3 Phasen VAC 50/60 Hz 2-Kanal SSINet für gepufferten RS-422 (vervielfacht) Encoder IN/OUT (J302, J303) 3 Phasen VDC Motorleistung A Sp. Externer Bremswiderstand LED für Leistungsanzeige LED-Anzeigen 2 (18 Bit) Analogsausgänge und Bremsrelais (TB301) 2 (16 Bit) Analogeingänge (TB302) Benutzerleistung (TB303) 8 opto-isolierte Ausgänge, gemeinsame Masse oder gemeinsame Spannungsversorgung (benutzerdefiniert) (TB304) 8 opto-isolierte Eingänge, gemeinsame Masse oder gemeinsame Spannungsversorgung (benutzerdefiniert) (TB305) Hilfs-E/A (J205) RS-232 (J206) Anschluss für Motorfeedback (J207) Notaus-Schnittstelle (TB201) 20

23 Intelligente vernetzte Antriebe Da nicht alle Benutzer ihre Verstärker auf Montageplatten befestigen möchten, bietet Aerotech Npaq auch als 19" Einschub-Baugruppenträger mit 3HE Höhe an. Das Gerät kann sechs Bewegungsachsen versorgen und kann problemlos in das System integriert werden. Aerotech macht die komplizierte Verkabelung und Montageprozeduren anderer Anbieter überflüssig - digitale Verstärker können einfach in das Npaq eingesteckt werden, und der Anschluss an das Automation 3200 Netzwerk (über FireWire ) und Ethernet E/A-Netzwerke von Drittanbietern ist ebenfalls denkbar einfach. Neben 16 opto-isolierten digitalen E/A, vier 16-Bit Analogeingängen und vier 16-Bit Analogsausgängen steht außerdem ein Ethernet-Anschluss zur Verfügung, sodass Benutzer Maschinen mit der Netzwerk-E/A ihrer Wahl steuern können. Zusammen mit Anschlussmöglichkeiten für lineare und PWM- Antriebe unterschiedlicher Leistung, interner Auflösungsvervielfachung für alle Achsen, und der Möglichkeit des Anschlusses an zusätzliche Ndrives und Npaqs ergibt sich ein leistungsfähiges Lösungskonzept, das praktisch allen Automationsanforderungen gerecht wird. Kompatibel mit allen linearen und Rotations-Feedbackgeräten: Resolver, Encoder (inkremental, absolut), Inductosyn, Laserinterferometer 20 khz Abtastrate für Stromregelung und 8 khz für Servoregelung Antriebe mit hoher Bandbreite zur Minimierung von Positionsund Geschwindigkeitsfehlern Verstärker für 6 Achsen Weitere intelligente digitale Antriebsmodelle stehen zur Verfügung Kostengünstige Lösung (NCDrive) Grundeinheit (Ndrive ) Erweiterte E/A- Funktionalität (Ndrive ) Hohe Leistung bis zu 100 A Spitze (Ndrive ) Linearverstärker für geräuscharme Anwendungen (NLDrive) 21