CMAX zum Pressen & Einpressen

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1 Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen Servo Pneumatik CMAX zum Pressen & Einpressen mit/ohne Kraftsensor CMAX

2 Titel... CMAX zum Pressen & Einpressen Version Dokumentennummer Original... de Autor... Festo Letztes Speicherdatum Urheberrechtshinweis Diese Unterlagen sind geistiges Eigentum der Festo AG & Co. KG, der auch das ausschließliche Urheberrecht daran zusteht. Eine inhaltliche Änderung, die Vervielfältigung oder der Nachdruck dieser Unterlagen sowie deren Weitergabe an Dritte ist nur mit der ausdrücklichen Erlaubnis der Festo AG & Co. KG gestattet. Festo AG & Co. KG behält sich das Recht vor, dieses Dokument vollständig oder teilweise zu ändern. Alle Marken- und Produktnamen sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Titelhalter. Rechtliche Hinweise Hardware, Software, Betriebssysteme und Treiber dürfen nur für die beschriebenen Einsatzfälle und nur in Verbindung mit den von Festo AG & Co. KG empfohlenen Komponenten verwendet werden. Festo AG & Co. KG lehnt jede Haftung für Schäden ab, die durch die Anwendung von allenfalls falschen bzw. unzureichenden Informationen oder aufgrund fehlender Informationen in diesen Unterlagen entstehen. Defekte, die durch unsachgemäße Behandlung von Geräten und Baugruppen entstehen, sind von der Gewährleistung ausgeschlossen. Sicherheitsrelevante Funktionen, im Sinne von Personen- und Maschinenschutz, dürfen mit Angaben und Informationen aus diesem Dokument nicht realisiert werden. Für Folgeschäden, die durch einen Ausfall oder eine Funktionsstörung entstehen, wird dann jede Haftung abgelehnt. Im Übrigen gelten die Regelugen bzgl. Haftung aus den Liefer-, Zahlungs- und Softwarenutzungsbedingungen der Festo AG & Co. KG, welche Sie unter ww.festo.com finden, welche wir Ihnen aber auch auf Anforderung gerne zukommen lassen. Alle in diesem Dokument angegebenen Daten sind keine zugesicherten Eigenschaften, insbesondere nicht für Funktionalität, Zustand oder Qualität im rechtlichen Sinn. Die Informationen dieses Dokuments gelten nur als einfache Hinweise für die Umsetzung einer ganz bestimmten, hypothetischen Anwendung, keinesfalls als Ersatz für die Bedienungsanleitung der jeweiligen Hersteller sowie der Konstruktion und Prüfung jeweils eigenen Anwendung durch den Benutzer. Die jeweiligen Bedienungsanleitungen der Festo Produkte sind unter ww.festo.com/sp zu finden. Der Benutzer dieses Dokuments (Funktion und Anwendung) muss selbst sicherstellen, dass jede Funktion die hier beschrieben ist, auch in seiner Applikation ordnungsgemäß funktioniert. Der Benutzer bleibt auch durch das Studium dieses Dokuments sowie der Nutzung der darin genannten Angaben weiterhin allein verantwortlich für die eigene Anwendung. (Festo AG & CO. KG, D Esslingen, 2017) Internet:

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Verwendete Bauteile/Software Einführung Das servopneumatische System Das servopneumatische System mit Kraftsensor SKDA Pressapplikationen, die sich besonders für pneumatische Pressen eignen Inbetriebnahme servopneumatischer Systeme mit CPX-CMAX Sicherheit... 11

4 Inhaltsverzeichnis

5 Verwendete Bauteile/Software 1 Verwendete Bauteile/Software Typ/Name CPX/MPA -Terminal Verbindungsleitung KVI-CP Proportional Ventil VPWP Pneumatischer Antrieb mit Wegmesssystem Sensorinterface CASM Optional: Kraftsensor SKDA + Analog-Eingangsmodul auf CPX Optional: Sicherheitsbauteile Festo Configuration Tool FCT Beschreibung Modulare, konfigurierbare Automatisierungsplattform hier u.a. mit ServoPneumatischem Regler CMAX, CoDeSys Steuerung CEC Übertragung Versorgungsspannung und CAN-Signal Durchfluss geregeltes 5/3-Wegeventil hier Kolbenstangen Antrieb DDPC mit Encoder Konvertierung Encoder-Signal nach CAN Von 0,8 KN bis 17 KN Anschlussblock VABP + Verbindungsleitung NEDU Kostenlose Inbetriebnahme Software Tabelle 1.1: Verwendete Bauteile/Software Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen 1.10 Seite 5 von 11

6 Einführung 2 Einführung Weltweit einzigartig: Das Positioniermodul CPX-CMAX, konzipiert für die einfache servopneumatische Regelung verschiedener pneumatischer Antriebsfamilien. CPX-CMAX als Positionier- und Kraftregler ist ein Modul des modularen elektrischen Terminals CPX. Die Pneumatik gekennzeichnet durch die Kompressibilität der Luft und ihre hohe Leistungsdichte eignet sich im besonderen Maße für Aufgaben wie Pressen, Spannen, Einpressen. Schnelles, lagegeregeltes Anfahren eines Bauteils und Umschalten auf Kraftregelung. Bei Fragen zur Servopneumatik und/oder Applikationsrealisierung wenden Sie sich gerne an: Klaus.Rautenbach@festo.com Seite 6 von 11 Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen 1.10

7 Das servopneumatische System 3 Das servopneumatische System ServoPneumatische Systeme zum Positionieren und Kraft regeln bestehen aus dem Regler CPX-CMAX, einem Durchfluss proportionalen 5/3-Wegeventil und einem pneumatischen Antrieb mit Wegmesssystem. CPX-CMAX ist Teil der Automatisierungsplattform CPX. CPX Terminals werden kundenspezifisch mit elektrischen wie pneumatischen Funktionen konfiguriert. CPX-CMAX kann mehrfach (bis zu acht Antriebe) konfiguriert werden. Pro Achse ein Regler, sodass auch Mehrachssysteme einfach realisierbar sind. Es können kolbenstangenlose oder pneumatische Antriebe mit Kolbenstange eingesetzt werden. Für Pressaufgaben kommen in der Regel Kolbenstangenantriebe zum Einsatz. Positions- oder Kraftbefehle werden über Feld- oder Ethernet basierte Bussysteme an CPX-CMAX von der SPS übergeben. Für Stand-alone Systeme wird die CoDeSys Steuerung CPX-CEC integriert. Kraftregelung, eines der Highlights der ServoPneumatik. Abhängig vom Zylinderdurchmesser kann die Kraft, mit der der Antrieb drücken soll, eingestellt werden. Mit Drucksensoren im Ventil wird die Druckdifferenz im Zylinder gemessen und entsprechend des Kraftbefehls eingestellt. Noch mehr Flexibilität erhält der Anwender durch eine vordefinierte Kraftrampe, einstellbare Toleranz und Überwachungsfunktionen wie Weg bei Kraft und Geschwindigkeit bei Kraft. Die Wiederholgenauigkeit liegt typisch bei ± 2 %. Einflüsse der Reibung können nicht berücksichtigt werden. Einfache, günstige und wiederholgenaue Lösung Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen 1.10 Seite 7 von 11

8 Das servopneumatische System 3.1 Das servopneumatische System mit Kraftsensor SKDA Erfordert die Pressaufgabe das Aufbringen einer definierten, absoluten Kraft, muss ein Kraftsensor integriert werden, um den Einfluss der Reibung zu kompensieren. Um die Soll-Kraft mit der Ist-Kraft zu vergleichen und einen entsprechend neuen Sollwert an den CPX-CMAX zu ermitteln, wurde ein CoDeSys basierter Regler entwickelt. Das CPX-Terminal muss einen Steuerblock CPX-CEC und ein Analog-Eingangsmodul enthalten. Ablauf am Beispiel eine Absolut-Kraft von 1000N: Sollwertvorgabe an CPX-CMAX = 1000 N Istwert gemessen am Kraftsensor SKDA = 890 N. Der Istwert wird über das Analog-Eingangsmodul erfasst. Der übergeordnete Reglerbaustein des CPX-CEC sorgt für ein genaues Einstellen der Kraft.Teil des CoDeSys Bausteines ist eine Web basierte Visualisierung zur Parametrierung des Kraftreglers (z.b. Toleranz). Die Qualität des Pressvorganges kann, anhand der Ist-Position, welche standardmäßig über den CPX-CMAX verfügbar ist und die gemessene Ist-Kraft des Kraftsensors SKDA, überwacht und/oder dokumentiert werden. Das CoDeSys Projekt kann im Bedarfsfall zur Verfügung gestellt werden. Seite 8 von 11 Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen 1.10

9 Pressapplikationen, die sich besonders für pneumatische Pressen eignen 4 Pressapplikationen, die sich besonders für pneumatische Pressen eignen Der Pressstempel wird über die einzupressende Kugel/Niete schnell vorpositioniert. Umschalten auf Kraftregelung und einpressen der Kugel. Die Kraftspitze beim Auftreffen auf die Kugel/Niete, fügt, anders als beispielsweise einer Spindelachse, dem pneumatischen Antrieb keinen Schaden zu. Beim Pressen/Spannen zeichnet sich die ServoPneumatik neben ihrer Robustheit, durch Effizienz und geringe Wärmeentwicklung aus. Ist die Presskraft einmal erreicht, ist keine weitere Energiezufuhr notwendig. Verdichtet sich das zu pressende Produkt, folgt der Pressstempel und die eingestellte Presskraft wird nachgeregelt und präzise gehalten. Auch wenn die Kraft lange gehalten werden muss, wird der Antrieb nicht warm. Testen verformbarer Produkte Beim Prüfen z.b. von Federn, muss ermittelt werden, nach wie vielen Zyklen die Federkraft nachlässt. Durch Erfassen der Ist-Position lässt sich einfach ermitteln, wann der Toleranzpunkt erreicht ist. Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen 1.10 Seite 9 von 11

10 Inbetriebnahme servopneumatischer Systeme mit CPX-CMAX 5 Inbetriebnahme servopneumatischer Systeme mit CPX-CMAX Zur Inbetriebnahme von Systemen wie elektrischen und servopneumatischen Achsen und Kameras bietet Festo sein Configuration Tool FCT zum kostenlosen Download. Die einmalige Inbetriebnahme einer servopneumatischen Achse dauert mit FCT ca. 15 Minuten. Applikationsdaten wie bewegte Masse, Einbaulage und Versorgungsdruck müssen eingegeben werden, unterstützt vom Inbetriebnahme-Assistenten, wird ein Bewegungstest und eine Identifikationsfahrt ausgeführt. Im Anschluss kann die Achse ihren Betrieb aufnehmen. Wird eine Anlage mehrfach, identisch aufgebaut, lohnt es sich, die Inbetriebnahme automatisiert über die SPS durchzuführen. Seite 10 von 11 Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen 1.10

11 Volumen Sicherheit 6 Sicherheit Durch verschiedene, optionale Komponenten können die beiden häufigsten Not-Halt Situationen beim Pressen realisiert werden. - Gedrosselte Fahrt in die Grundstellung - Antrieb wird kraftlos DDPC Mit Standardkomponenten können Lösungen bis Performance Level d realisiert werden. Application Note CMAX zum Pressen & Einpressen 1.10 Seite 11 von 11