SIMATIC TECHNOLOGY Controller

Transkript

1 SIMATIC TECHNOLOGY Controller Bahninterpolation

2 Bahninterpolation Druck/Kraft Regelung und Begrenzung

3 S7-Technology V4.2 Was ist Bahninterpolation? Z Y X Die wichtigsten Merkmale: Alle Achsen eines Bahnachsverbundes bewegen sich synchronisiert zueinander Alle Achsen eines Achsverbundes kommen zeitgleich im Ziel an Die Bahn wird mit konstanter Bahngeschwindigkeit abgefahren soweit dies die Achsdynamiken zulassen Anwendungsbeispiel z.b. bei Handlingsystemen Seite 4 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

4 S7-Technology V4.2 Bahninterpolation Grundfunktionalitäten Linear Circular Polynomial AxisGroup MoveLinear Done AxisGroup MoveCircular Done AxisGroup MovePolynom Done Execute... Execute... Execute... Pos XYZ Data ErrorID Pos XYZ Data ErrorID Pos XYZ Data ErrorID Velocity Velocity Velocity DynamicAdpt DynamicAdpt DynamicAdpt Seite 6 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

5 S7-Technology V4.2 Bahninterpolation über Stützpunkte - MovePath MovePath AxisGroup Done Von der Punktetabelle zur Bewegung Execute PathNr Velocity Busy ActualSegment M_Fct ErrorID P2 P4 P3 Radius M_Fkt + Zwischenhalt DynamicAdpt DB-Path POS X POS Y POS Z Radius Override Zwischenhalt M_FCT P1 P P P P Fokus : Standard Handling Anwendungen Flexible Bewegungsbahnen für Pick & Place Applikationen Stapeln und Palletieren Seite 9 Juni 2014 I IA AS S SUP FA Highlights : einfache Definition umfangreicher Bewegungsbahnen segmentweise Geschwindigkeitsänderung möglich Zwischenhalte möglich M_Fkt Ausgabe bis zu 240 Punkte pro Tabelle einfache Handhabung weitere Synchronachsen applikativ möglich

6 S7-Technology V4.2 Bahnplanung mit dem MovePath Bahndefinition POS X POS Y POS Z Radius Override *Zwischenhalt M_FCT P P P P v vorgebbares Geschwindigkeitsprofil Ovr=70 Ovr=100 Ovr=40 Ovr=100 P1 P2 P3 P4 P * Ein Zwischenhal wird über Radius < 0 definiert t Überschleifbereich - Radius P3 P2 Z P4, Zwischenhalt - M_Fct100 Y P1, Zwischenhalt - M_Fct99 X Seite 10 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

7 S7-Technology V4.2 Bahninterploation und Kinematiken Kartesischer Raum für mich vorstellbarer Raum ungleiche Kinematik gleiche Bahn Der Anwender plant seine Bewegung im kartesischen Raum. Für ihn spielt die verwendete Kinematik keine Rolle! Der Anwender möchte immer den TCP (Tool Center Point) planen und dafür sein Bewegungsprofil (die Bahn) vorgeben Seite 14 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

8 S7-Technology V4.2 Unterstützte Kinematiken Kartesische Portale Rollen - Picker SCARA Delta 2 - Picker Delta 3 - Picker Gelenkarm - (Toploader) Seite 16 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

9 S7-Technology V4.2 Die verwendeten Koordinatensysteme Achs- (MCS), Basis- (BCS) und Objektkoordinatensystem (OCS) Seite 17 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

10 S7-Technology V4.2 Conveyortracking - Technologiefunktionen Seite 22 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

11 S7-Technology V4.2 Zonen Konzepte - Technologiefunktion ZoneCheck Vom Anwender können unterschiedliche Zonen definiert werden. Während der Fahrt wird überprüft, ob es zu Kollisionen des TCP oder der Produktzone mit einer Sperrzone kommt. Bei Kollision wird die Fahrt an der Zonengrenze angehalten. Mit Meldezonen kann überprüft werden, ob sich der TCP in einem bestimmten Bereich befindet. Seite 23 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

12 S7-Technology V4.2 Gesamtüberblick der neuen Funktionsbausteine Bahninterpolation Bahn Befehle MC_PathSelect MC_MovePath MC_GroupInterrupt MC_GroupContinue MC_GroupStop MC_MoveLinearAbsolute MC_MoveLinearRelative MC_MoveCircularAbsolute MC_MoveCircularRelative MC_MoveCircles MC_MovePolynomialAbsolute MC_MovePolynomialRelative MC_ZoneCheck MC_GroupSyncConveyorBelt MC_RedefineTrackingPos Seite 24 Juni 2014 I IA AS S SUP FA Beschreibung Bahnbefehl für Handling Bahnbefehl für Handling Bahnbewegung unterbrechen Bahnbewegung fortsetzen Bahnbewegung abrechen Lineare absolute Bahnbewegung Lineare relative Bahnbewegung Zirkulare absolute Bahnbewegung Zirkulare relative Bahnbewegung Zirkulare Bahnbewegung in der Ebene Polynomiale absolute Bahnbewegung Polynomiale relative Bahnbewegung Kollisionsüberwachung (z.b. bei Handling) Synchronisieren auf bewegten Band Festlegung Siemens der AG Position Alle für Rechte Aufnehmen vorbehalten. des Produktes vom Band

13 S7-Technology V4.2 - Bahninterpolation Anwendungsbeispiele - Handling Einfache Palletierfunktionen, z.b. realisierbar mit MC_MovePath Portalroboter 3D Bahninterpolation Pick and Place Maschine Rollen Picker Kinematik, 3D Bahninterpolation Seite 29 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

14 Anwendungsbeispiel - Handling Palletierer mit MovePath Z Bedienpult Power Ein AX1+2 (E10.0) 600 (300,0,500,R=50,M=0) (800,300,500,R=150,M=0) P12/14 Reset AX1+2 (E10.1) Home AX1+2 (E10.2) BasicPos (E10.3) P3/7/11/15 P4/6 (600,0,500,R=150,M=0) Start Path (E10.4) Interrupt Path (E10.5) Continue Path (E10.6) Stop Path (E10.7) Set/Reset OCS (E2.0) 300 P2/8/10/16 (100,0,300,R=0,M=0) Override=50% (100,0,50,R=-1,M=0) P1/9/ Y (600,0,50,R=-1,M=1) P5 (800,300,50,R=-1,M=2) P X Seite 30 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

15 S7-Technology V4.2 - Bahninterpolation Anwendungsbeispiele - einfache Konturen fahren z.b. einfache Konturen abfahren für Anwendungen mit geringen Anforderungen an Konturänderungen, mindest. Segmentlängen oder Bahndynamik Dichtungsmaterial aufbringen Bahn mit konstanter Geschwindigkeit Seilverlegemaschine 3D Bahnen (Gerade und Kreisseg.) abfahren Seite 33 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

16 Templates - Konturfahren mit MotionList Basic Anwendungsbeispiele Seite 35 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

17 Templates - Konturfahren mit MotionList Basic Motivation Flexible Konturdefinition in der Technologie-CPU Vereinfachung der Bahndefinition Intuitive HMI Bedienmasken Bahndefinition ohne S7-Programmänderung Seite 36 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

18 Templates - Konturfahren mit MotionList Basic Vorteile und Einschränkungen Vorteile: Kontur generieren oder bearbeiten ohne Änderung am STEP 7-Programm (direkt über HMI) Template MotionListBasic Hohe Flexibilität an der Maschine Einschränkungen: KEINE NC-STEUERUNG, KEIN ERSATZ FÜR SINUMERIK!!! Kein Look Ahead, Keine Werkzeugradienkorrektur etc. Einschränkungen bei Dynamik und Mindest-Segmentlängen gegenüber einer NC-Steuerung Seite 37 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

19 Templates - Konturfahren mit MotionList Basic Download Template MotionList Basic : Verfügbar als kostenloser Download über: Inkl. Beispielkonturen Einfache und schnelle Inbetriebnahme Individuelle Einbindung in das Kundenprogramm möglich Mit ausführliche Doku Seite 38 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

20 S7-Technology V4.2 Wichtige Abgrenzung zu einer klassischen NC-Steuerung Z Y X Keine Werkzeugradienkorrekturen Kein G-Code Kein NC Editor Kein Look Ahead (für konstante Bahngeschwindigkeit ist deshalb eine mindest Segmentlänge erforderlich) Für Bahninterpolationen mit feingranularen Konturen und hoher Dynamik muß die Machbarkeit vorher im Detail geklärt werden! Seite 39 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

21 Tools - 3D-Animation von Bahnbewegungen Motivation: Das Verhalten von 3D Bahnbewegungen soll ohne vorhandener Mechanik realitätsnah analysiert und getestet werden können. Lösung: Simulation der Kinematik und der Bewegung auf einem Windows-PC mit der Simulationssoftware KSC (Kinematic Simulation Center) Seite 40 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

22 Tools - 3D-Animation von Bahnbewegungen Funktionsweise S7 Treiber-Baustein überträgt die Istpositionen der Maschinenachsen von der CPU31x- T(F) an das Simulationsprogramm KSC Datenübertragung via S7-Verbindung (Ethernet) zu Windows-PC In KSC werden mit der gewählten Kinematik die Bewegungen im Raum realitätsnah dargestellt. Technologie-CPU CP OB 65 oder OnBoard IE Windows PC KSC V1.0 Seite 41 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

23 Tools - 3D-Animation von Bahnbewegungen Voraussetzungen: KSC Software (FAQ liegt im Intranet) S7-Treiber Funktionsbaustein/Beispielprojekt (FAQ liegt im Intranet) Ethernetverbindung zwischen T(F)-CPU und PC Windows-PC mit OpenGL-fähiger Grafikkarte Seite 42 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

24 Bahninterpolation Druck/Kraft Regelung und Begrenzung Übungsbeispiele

25 S7-Technology Applikationserstellung in drei Schritten Schritt 1: Achsen festlegen Schritt 2: Mechanik auswählen und Kinematik-Parameter eingeben Schritt 3: Programmierung in STEP7 Einbettung in Standard-PLC-Programme Nutzung vorgefertigter Funktionsbausteine FB-Unterstützung für Kollisionsüberwachung Eingabe der Parameter in S7-Technology Seite 55 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

26 Übung 2 - Handling Palletierer mit MovePath Z Bedienpult Power Ein AX1+2 (E10.0) 600 (300,0,500,R=50,M=0) (800,300,500,R=150,M=0) P12/14 Reset AX1+2 (E10.1) Home AX1+2 (E10.2) BasicPos (E10.3) P3/7/11/15 P4/6 (600,0,500,R=150,M=0) Start Path (E10.4) Interrupt Path (E10.5) Continue Path (E10.6) Stop Path (E10.7) Set/Reset OCS (E2.0) 300 P2/8/10/16 (100,0,300,R=0,M=0) Override=50% (100,0,50,R=-1,M=0) P1/9/ Y (600,0,50,R=-1,M=1) P5 (800,300,50,R=-1,M=2) P X Seite 63 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

27 Übung2 - Handling Palettierer mit MovePath Programmierung der Bewegungen Die Grundfunktionalität der Achsen ist im FB1 ControlAxes (Power, Reset..) bereits programmiert Die Bahnbewegungsbefehle sind im FB3 bereits programmiert (PathSelect, MovePath, PathInterrupt, PathContinue, PathStop), machen Sie sich mit der Funktion vertraut Ergänzen Sie die Punktetabelle im DB53-PathData2_Ex2_Cartesian Freigeben des FB3 im OB1(VKE_1->EN) Download des Projektes und Testen der Funktion (e.g. TCPU-Trace, Kinematics Simulation Center) Operator Panel Power On AX1+2 (E10.0) Reset AX1+2 (E10.1) Home AX1+2 (E10.2) BasicPos (E10.3) Start Path (E10.4) Interrupt Path (E10.5) Continue Path (E10.6) Stop Path (E10.7) Set/Reset OCS (E2.0) Seite 68 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

28 Übung3 - Bahninterpolation Bahnbewegungen mit dem Template Motion List P6(0,80, R=10) P5(120,80) P3(4040) =20 P4(80,40) =40 P1/7(0,0) P2(0,40,R=10) P0 Seite 84 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

29 Übung3 - Bahninterpolation Bahnbewegungen mit dem Template Motion List Programmierung der Bewegungen Download Projekt 317TF_V422_45_MList_Saf_CU320_2 Integriertes WinCCflex Projekt als Runtime starten Bewegungsprogramm im DB920 vervollständigen Testen der Bewegungen (TCPU-Trace, PathTrace2_User.xls, KSC) Seite 86 Juni 2014 I IA AS S SUP FA

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! SIMATIC System Support - Technology I IA AS S SUP FA Gleiwitzer Str Nürnberg