CNC AFFOLTER. Seite 1 AFFOLTER ELECTRONIQUE SA CH 2735 MALLERAY. info@affelec.ch

Transkript

1 Seite 1

2 Inhaltsverzeichnis Kurzbeschreibung 3 Beschreibung Hardware 4 INT4XC2S : Interpolationsschaltung 4 Funktionsbeschreibung 4 AGIL 8-10 : 10-Achsen CNC-Steuerung 5 Disposition AGIL Funktionsbeschreibung AGIL LILLIPUT 4 : Kompakte 4-Achsen CNC-Steuerung 6 Disposition LILLIPUT 4 6 Funktionsbeschreibung LILLIPUT 4 6 LESTE 4 : 4-Achsen CNC-Steuerung 7 Funktionsbeschreibung LESTE 4 7 Mensch - Maschine Interfaces 8 HMI 52-VGA, Mensch - Maschine Interface für AGIL HMI 4-32, Mensch - Maschine Interface für LILLIPUT 4 9 HMI 4-6, Fernbedienung 9 Beschreibung Firmware 10 CNC Plug&Run 10 Achsenparameter 10 Maschinenfunktionen 11 Überwachung der Eingänge 11 Werkzeugwechsel / Ladezyklus 11 Automat-Funktion 11 Jogging (Einrichten) 11 Nullpunktverschiebung 11 Stückprogramm 11 Sekundärseiten 12 CNC PCsupervised 13 CNC PCcontrolled 14 Beschreibung Software 15 Wingesat 15 WinISO 16 WinCNC 17 TestCNC 18 Seite 2

3 Kurzbeschreibung Die Numerischen Bahnsteuerungen CNC AFFOLTER bieten maximale Leistung, optimale Flexibilität und sind benutzerfreundlich bezüglich Installation und Handhabung. Ob mit Bedienerkonsole oder mit PC, die Numerische Bahnsteuerung CNC AFFOLTER passt zu jeder Anwendung. Affolter Electronique SA strebt die Einfachheit bezüglich Handhabung und Programmierung an. Um dies zu erreichen werden alle Bedientasten in Text angezeigt und eine Programmiersprache in Klartext wurde entwickelt. Somit wird das Stückprogramm auf benutzerfreundliche weise erstellt. Die grosse Anzahl von Bearbeitungsfunktionen lässt sich bequem den Ansprüchen der Maschine anpassen. Um die Kompatibilität zu standardisierter Programmiersprache zu gewährleisten offeriert Affolter eine Software zur Umwandlung der nach DIN (G-Code) geschriebenen Programme in ein Affolter Klartext-Programme. Die Achsen werden durch Geschwindigkeits-Sollwert +/-10V angesteuert, die Position wird durch inkrementale TTL-Signale A/B/Z differential gegeben. Die Abtastrate der TTL-Signale von 8 MHz lässt eine maximale Geschwindigkeit von 480 m/min bei einer Auflösung von 1 µm zu. Die CNC Affolter Steuerungen sind mit diversen Kommunikationsschnittstellen wie RS232, RS485, CAN oder Ethernet ausgerüstet. Somit kann ein kompletter Maschinenpark vernetzt werden und von einem zentralisierten PC aus kann jede Maschine überwacht werden. Die von Affolter entwickelten PC-Softwares verwalten Maschinennetzwerke, dienen als komplette Benutzerschnittstelle oder bieten diverse Schnittstellen. Die durch AFFOLTER ELECTRIONIQUE SA speziell für CNC-Anwendungen entwickelten Integrierten Schaltungen erlauben Geschwindigkeit, Dichte und Zuverlässigkeit bei geringen Kosten. Seite 3

4 Beschreibung Hardware Die CNC-Steuerungen basieren auf drei Hardware-Typen, kombiniert mit verschiedenen Mensch-Maschine Interfaces (HMI). Das Interpolations-System basiert auf eine durch Affolter entwickelten Integrierten Schaltung, welche eine Interpolation mit hoher Geschwindigkeit durch Hard- und Software Verarbeitung erlaubt. INT4XC2S : Interpolationsschaltung Das Interpolations-System der CNC Affolter Steuerungen basiert auf eine durch Affolter entwickelten Integrierten Schaltung. Diese Interpolationsschaltung verarbeitet den Positionsregelkreis. Eine Positionsänderung der Achse bewirkt eine unmittelbare Verarbeitung, der Sollwert wird bei einer Kadenz von 8 MHz neu berechnet. Diese Schaltung verarbeitet alle Achsen in 125 ns, unabhängig der Anzahl Achsen. Eine Schaltung verarbeitet 4 Achsen und es können bis zu 8 Schaltungen kombiniert werden, was 32 Achsen entspricht, die alle simultan interpoliert werden können. Funktionsbeschreibung Integrierte Schaltung in FPGA-Technologie Interpolation von 4 Achsen Kombination von bis zu 8 Schaltungen möglich (32 Achsen) Frequenz der Sollwert-Auffrischung 8 MHz Neuberechnung aller Achsen alle 125 ns Direktes Adressieren der D/A-Wandler, Auflösung 16 Bit Eingänge A/B/Z, Maximalfrequenz 2 MHz, Auflösung auf 4 Flanken pro Periode Programmierbares Gain Programmierbare Overshoot-Zeit Zusatzbewegung programmierbar (z. B. zur Schleppfehler-Kompensation) Die Interpolationsschaltung INT4XC2S bildet das Herz der CNC Affolter Steuerungen. Die Hardware-Verarbeitung der Interpolationen bietet hohe Geschwindigkeiten und entlastet die CPU. Die Software überwacht die genauen Positionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen auf eine schnelle und präzise Weise, ohne dabei auf hohe Rechenleistung zurückgreifen zu müssen, und dies bei bis zu 32 Achsen. Seite 4

5 AGIL 8-10 : 10-Achsen CNC-Steuerung Die CNC-Steuerung AGIL 8-10 ist eine integrale Lösung, welche die graphische Verarbeitung für das Bedienelement, die Ein- und Ausgänge, die Achsen-Interpolation und mehrere Kommunikations-Schnittstellen vereint. Mit zwei Mikroprozessoren bestückt, ist die Agil 8-10 eine Leistungsfähige CNC-Steuerungen für Maschinen bis 10 Achsen und 32 Ein- und 32 Ausgänge. Disposition AGIL Eingänge 24V, galvanisch getrennt 32 Ausgänge 24V/2A, galvanisch getrennt Speiseanschluss für 24V Ausgänge Memorycard 2 Sekundärachsen LCD-Interface 3 x RS485 : 8 interpolierte Achsen : control Panel interpolierbar durch Hard- und/oder Software, Netzwerk Sollwerte +/- 10V, Encoder-Eingänge A/B/Z differential Erweiterungen RS232/1 LPT-Port 24V-Speisung RS232/2 6 entrées für CNC analogiques Funktionsbeschreibung AGIL Achsen: Interpolation aller Achsen, Verarbeitungszyklus 8 MHz Ausgänge +/- 10 V, Auflösung 12 oder 16 Bit Eingänge TTL A/B/Z differential, fmax 2 MHz, 4-fache Auflösung 2 Sekundärachsen 32 Digitaleingänge 24V, galvanisch getrennt 32 Digitalausgänge 24V / 2A, galvanisch getrennt 6 Analogeingänge, Auflösung 12 Bit 3 RS485-Schnittstellen 2 RS232-Schnittstellen Druckerschnittstelle SRAM-Memorycard Grafische Schnittstelle VGA 640 x 480 Masse: 270 x 233 x 40 mm Seite 5

6 LILLIPUT 4 : Kompakte 4-Achsen CNC-Steuerung Sehr kompakt konstruiert, verfügt die CNC-Steuerung LILLIPUT 4 über 4 Achsen, 8 Ein- und 8 Ausgänge sowie mehrere Schnittstellen. Disposition LILLIPUT 4 8 Ausgänge 24V galvanisch getrennt 4 Encoder-Eingänge A/B/Z differential 8 Eingänge 24V, galvanisch getrennt 6 analoge Eingänge 2 x RS485: Netzwerk, div. Erweiterungen 4 Sollwertausgänge +/- 10V 2 getrennte 24V-Speiseanschlüsse RS232 Funktionsbeschreibung LILLIPUT 4 4 Achsen: Interpolation aller Achsen, Verarbeitungszyklus 8 MHz Ausgänge +/- 10 V, Auflösung 12 oder 16 Bit Eingänge TTL A/B/Z differential, fmax 2 MHz, 4-fache Auflösung 8 Digitaleingänge 24V, galvanisch getrennt 8 Digitalausgänge 24V / 2A, galvanisch getrennt 6 Analogeingänge, Auflösung 12 Bit 2 RS485-Schnittstellen 1 RS232-Schnittstelle Masse: 129 x 81 x 55 mm Seite 6

7 LESTE 4 : 4-Achsen CNC-Steuerung Mit dieser Reihe will Affolter Electronique SA die volle Leistung einer CNC-Steuerung zu einem minimalen Preis offerieren. Als eigenständige Steuerung, durch PC angesteuert oder als Erweiterungskarte zu einer Master-Steuerung, bietet diese Steuerung 4 interpolierbare Achsen, 16 Ein- und Ausgänge sowie CAN- und Ethernet-Bus zu einem besonders wettbewerbsfähigen Preis. Zur Zeit noch in Entwicklung, wird die CNC-Steuerung LESTE 4 ab Oktober 2003 verfügbar sein. Funktionsbeschreibung LESTE 4 4 Achsen: Interpolation aller Achsen, Verarbeitungszyklus 8 MHz Ausgänge +/- 10 V, Auflösung 12 oder 16 Bit Eingänge TTL A/B/Z differential, fmax 2 MHz, 4-fache Auflösung 16 Digitaleingänge 24V, galvanisch getrennt 16 Digitalausgänge 24V / 2A, galvanisch getrennt 8 Analogeingänge, Auflösung 12 Bit 4 Analogausgänge, Auflösung 12 Bit 4 RS485-Schnittstellen 1 RS232-Schnittstelle 2 CAN-Bus Ethernet 10/100 Masse: 233 x 135 x 80 mm Seite 7

8 Mensch - Maschine Interfaces Verschiedene Mensch - Maschine Interfaces stehen zur Verfügung : HMI 52-VGA, Mensch - Maschine Interface für AGIL Tasten LCD-Bildschirm 9.4 Zoll, VGA 640 x 480 Schnittstelle für Potentiometer, 2 Handräder, 8 Ein- und 7 Ausgänge 5V Komplette Bedienung der Steuerung Masse: 380 x 280 x 60 mm Seite 8

9 HMI 4-32, Mensch - Maschine Interface für LILLIPUT 4 4 Tasten LCD 2 x 16 Zeichen Bedienung durch Menü-Führung (Programm aufrufen und starten, Achsbewegung, Maschinen-Funktionen, Einstellungen und Diagnose) Masse: 81 x 129 x 14 mm HMI 4-6, Fernbedienung Achsbewegung kontinuierlich oder mit Handrad Potentiometer 4 parametrierbare Tasten Notstop-Taste Masse: 280 x 140 x 100 mm Seite 9

10 Beschreibung Firmware Die Wahl der Firmware (Software, die auf der CNC-Steuerung läuft) definiert die Funktionsweise der Steuerung. Um einerseits allen Spezialanwendungen gerecht zu werden, und andererseits für Standardmaschinen doch möglichst einfach zu bleiben, wurden drei Funktionsmodi (Firmware) entwickelt : CNC Plug&Run Speziell für die Steuerungen der Reihe AGIL mit dem Interface HMI 52-VGA bildet die Firmware CNC Plug&Run eine komplette Lösung für jede Werkzeugmaschine : Zusätzlich bietet CNC Plug&Run.net Netzwerkfähigkeit. Somit können mehrere Maschinen über ein auf RS485 basierendes Netzwerk vernetzt werden. Von einem zentralen Computer aus kann jede Maschine über ihren Produktionsstand abgefragt werden und alle Programme können Transferiert werden. Dies mit Hilfe der von Affolter entwickelten PC-Software Wingesat, welche auch einen kompletten Programm-Editor enthält (Computer Integrated Manufacturing CIM). Durch simples Parametrieren passt sich die Steuerung an jede Maschine an : Achsenparameter Definition des Achsen-Typs, Benennung der Achsen, Geschwindigkeiten, Auflösungen etc. Die Anzahl Achsen ist Limitiert durch die Hardware (z.b. AGIL 8-10 : 8 Achsen + 2 Sekundärachsen). Alle Funktionen und Anzeigen passen sich automatisch der definierten Parameter an. Seite 10

11 Maschinenfunktionen 16 Maschinenfunktionen (alle ON/OFF-Funktionen, z.b. Spannzange, Schneideöl, etc) können umfangreich und einfach definiert werden. Alle definierten Maschinenfunktionen findet man in der Maschinenüberwachung zur manuellen, und im Programmeditor zur automatischen Ausführung. Überwachung der Eingänge Es können 16 sicherheits-tests definiert werden, wonach eine frei wählbare Text- Fehlermeldung angezeigt wird. Die Steuerung reagiert auf einen eintretenden Fehler nach Risikostufe 1 bis 6. Werkzeugwechsel / Ladezyklus Komplette Programmzyklen werden zum Werkzeugwechsel und Werkstückladen definiert. Diese Zyklen werden manuell durch einfachen Knopfdruck oder automatisch als Programmfunktion ausgeführt. Automat-Funktion Eine Befehls-Sequenz kann als Automat definiert werden. Jogging (Einrichten) Auf der Jogging-Seite stehen alle zum Einrichten benötigten Funktionen zur Verfügung, wie das Positionieren jeder definierten Achse auf eine bestimmte Position, durch kontinuierliches drücken einer Taste oder mit dem Handrad. Diese Seite zeigt für jede Achse die Position, Geschwindigkeit und den Restweg. Im weiteren werden auf dieser Seite auch die Werkzeuge definiert. Nullpunktverschiebung Wir unterscheiden vier verschiedene Nullpunktverschiebungen, die beliebig kombiniert werden können: Maschinen-Nullpunkt : Werkstück-Nullpunkt : Werkzeug-Nullpunkt : Diese Nullpunktverschiebung beschreibt die Distanz zwischen Referenzmarke und Maschinennullpunkt der Achse. Dieser Wert wird prinzipiell ein für alle male bei der Fabrikation der Maschine in die Achsenparameter eingegeben. Nullpunkt eines Werkstückes, gespeichert in die Parameter von Werkzeug 0. diese Werte werden mit dem Stückprogramm abgespeichert. Nullpunktverschiebungen des aktivierten Werkzeuges (Länge, Radius etc. des Werkzeuges). Programmierte Nullpunktverschiebung: Im Stückprogramm kann jederzeit eine zusätzliche Nullpunktverschiebung als Programmfunktion programmiert werden. Stückprogramm Alle Funktionen des Stückprogramms sind in Klartext definiert, daher sind zur Manipulation der Maschine keine G-Code Kenntnisse notwendig. Folgende Liste zeigt alle Standard-Funktionen, die nach Maschinenbedarf zur Verfügung gestellt werden können. Seite 11

12 Maschinenfunktionen Delay in ms Sprung-Funktion Kommentarzeile Bedingte Ausgangssetzung Arbeitsvorschub Programmierte Nullpunktverschiebung Werkzeugradiuskorrektur Spindelgeschwindigkeit Konstante Schnittgeschwindigkeit Spindel anhalten und positionieren Positionieren im Eilgang Werkzeug laden und positionieren Werkstück Ladezyklus Linearfunktion Zirkularfunktion Schruppen Bohren, mit oder ohne Entspänen Gewindeschneiden, starr oder mit Kompensation Gewindedrehen Weitere Funktionen auf anfrage Das Stückprogramm kann in den Modi Zeile für Zeile, ein Zyklus oder Kontinuierlich ausgeführt werden Sekundärseiten Die Sekundärseiten der CNC-Steuerung sind zur Konfiguration und Fehlerbehebung: Einstellungen Programmverwaltung Memorycard Diagnose Fehlermeldungen Seite 12

13 CNC PCsupervised Diese Steuerung ist auf jede CNC AFFOLTER Hardware anwendbar. Sie hat als Ziel, alle Funktionalitäten von CNC Plug&Run zu nutzen, und dabei ein personalisiertes HMI (Mensch- Maschine Schnittstelle) auf PC (Personal Computer) zu bieten. Die Firmware CNC PCsupervised umfasst also alle Funktionalitäten von CNC Plug&Run, nur mit dem Unterschied, dass das Bedienpanel HMI 52-VGA durch einen PC ersetzt wird : Der PC dient zur Konfiguration der Maschine, als Programm-Editor, zur Überwachung des Programmablaufs und zum Einrichten der Maschine. Das Programm wird allerdings auf der Steuerung abgearbeitet, der PC erhält lediglich die Informationen, welche Zeilen abgearbeitet wurden, und wo sich die Achsen befinden. Die Steuerung kann somit auch ohne PC arbeiten, der PC kann während der Programmverarbeitung getrennt und wieder angeschlossen werden (hot plugging). Affolter Electronique SA offeriert dazu die Software WinCNC. Dieses Windows -kompatible Programm wurde in Visual Basic Entwickelt und dient als komplette Mensch-Maschine Schnittstelle oder als Grundlage für ein personalisiertes HMI (siehe Kapitel "Beschreibung Software"). Zur einfacheren Manipulation der Maschine bietet Affolter Electronique SA ebenfalls eine mobile Bedienungseinheit HMI 4-6. Mit dieser Bedienungseinheit kann jede Achse kontinuierlich oder mit Handrad bewegt werden. Dazu verfügt die Bedienungseinheit über vier parametrierbare Tasten und einem Notstop-Taster (siehe Kapitel "Mensch-Maschine Interfaces"). Seite 13

14 CNC PCcontrolled Die Firmware CNC PCcontrolled wurde entwickelt, um allen Spezial-Maschinen gerecht zu werden. Das HMI (Mensch-Maschine Schnittstelle) wird auf PC (Personal Computer) erstellt. Dieser PC entscheidet über den gesamten Bewegungsablauf der Achsen und über die Zustände aller Ausgänge. Somit kann jede Spezialanwendung auf PC programmiert werden: Dazu bietet Affolter Electronique SA die Software TestCNC, auf Windows in Visual Basic entwickelt. Diese Software, mit der beliebig Befehlssequenzen programmiert werden können, enthält alle Libraries und Funktionen, um das erstellen eines personalisierten HMI bequem und zeitsparend zu entwickeln (siehe Kapitel "Beschreibung Software"). Seite 14

15 Beschreibung Software Affolter Electronique SA entwickelt ebenfalls Software für Personal Computer (PC). Alle sind Windows 98 / ME / NT / 2000 / XP kompatibel. Wingesat Die Software Wingesat verwaltet ein Maschinennetzwerk von bis zu 255 Maschinen. Diese Maschinen können unterschiedlichster Art sein. Sie müssen mit einer CNC AFFOLTER Steuerung und der Firmware CNC Plug&Run.net ausgerüstet sein, damit sie von einem zentralisierten PC aus abgefragt werden können. Alle produktionstechnischen Angaben wie Stückzahl, Anzahl Stück pro Stunde, Ladezustand, Fehlermeldungen etc. können auf dem PC visualisiert werden. Dazu können komplette Programme von Maschine auf PC, von PC auf Maschine oder von einer Maschine auf eine Andere geladen werden. Somit werden Programme zentral gespeichert und verwaltet. Die Kommunikation erfolgt über RS485 oder Funkverbindung. Dabei wird ein Affolter eigenes Protokoll verwendet. Seite 15

16 WinISO Die Software WinISO bietet die Schnittstelle zwischen normalisierten CNC-Programmen nach DIN (G-Code) und der Affolter Klartext-Programmierung. Die Software ist parametrierbar, und passt sich somit an jede ISO-Programmierung an. Damit wird erreicht, dass nicht nur von jeder CNC-Steuerung, sondern auch von jedem CAM-Postprozessor das Stückprogramm in ein Affolter-Programm übersetzt werden kann. Dazu wird das entstandene Stückprogramm graphisch simuliert. Seite 16

17 WinCNC Die Software WinCNC ist Bestandteil der Firmware CNC PCsupervised. WinCNC ist als komplette Benutzeroberfläche, oder als Basis für eine personalisierte Benutzeroberfläche zu verstehen. Nebst der kompletten Parametrierung der Steuerung, bietet diese Software einen Programm-Editor, Programmablaufüberwachung und Maschinen-Einrichtseite. Affolter Electronique SA bietet alle Libraries sowie den Source-Code in Visual Basic um bequem und zeitsparend ein Anwendungsspezifisches HMI (Mensch-Maschine Interface) zu entwickeln. Seite 17

18 TestCNC Die Software TestCNC ist Bestandteil der Firmware CNC PCcontrolled. TestCNC ist als Basis für eine personalisierte Benutzeroberfläche zu verstehen. Nebst der kompletten Parametrierung der Steuerung, bietet diese Software die Möglichkeit, komplette Befehlssequenzen auszuführen. Affolter Electronique SA bietet alle Libraries sowie den Source-Code in Visual Basic um bequem und zeitsparend ein Anwendungsspezifisches HMI (Mensch-Maschine Interface) zu entwickeln. Seite 18

19 GRAND-RUE 74 CH-2735 MALLERAY SCHWEIZ Tel : Fax : Net : Seite 19