Deutsch CODESYS Motion + CNC VELTRU AG Logik- und Bewegungssteuerung in einem einzigen IEC 61131-3-System: Integrierter Baukasten zur komfortablen Projektierung von Motion-, CNC- und Roboter-Anwendungen
CODESYS Inspiring Automation Solutions 2 CODESYS von 3S-Smart Software Solutions hat sich als Marktstandard für die Programmierung von Industriesteuerungen nach IEC 61131-3 etabliert. Tausende unterschiedliche Serien- und Sondermaschinen der Produktions- und Fertigungstechnik werden mit CODESYS automatisiert, darüber hinaus industriell gesteuerte Anwendungen in ganz unterschiedlichen Branchen. Zahlreiche Maschinen und Anlagen benötigen zusätzlich zum Logikprogramm eine flexible Steuerung von bewegten Abläufen. Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit aktueller Prozessorplattformen können Motion Control-, CNC- und Robotik-Aufgaben auf den gleichen Geräten wie die Logiksteuerung abgearbeitet werden. Durch die offene Architektur von CODESYS ist es möglich, externe Projektierungstools zur Bewegungsplanung und -steuerung anzubinden oder sogar zu integrieren. Einfacher geht es jedoch mit. Hersteller von Automatisierungsgeräten können die Produkte CODESYS SoftMotion sowie CODESYS SoftMotion CNC+Robotics in die CODESYS-Plattform integrieren. Die Logiksteuerung wird damit zum Motion Controller mit allen erforderlichen Komponenten, wie z. B. Bewegungseditoren, kinematischen Transformationen, standardisierten Funktionsbausteinen für Robotikfunktionen oder CNC-Kern. Applikationsentwickler profitieren damit doppelt. Für Logik- und Bewegungssteuerung ist nur eine einzige Steuerungshardware erforderlich, zudem können beide Applikationsteile mit ein- und demselben Entwicklungssystem projektiert werden. Die durchgängige Bedienstruktur macht das Engineering von Bewegungsaufgaben im Vergleich zu herkömmlichen Systemen deutlich einfacher und flexibler. Von einachsigen Bewegungen bis hin zu multidimensionalen CNC-Bahninterpolationen oder Robotersteuerungen mit können Anwender verschiedenartige Motion Control-Aufgaben in der gewohnten Entwicklungsoberfläche für die Logiksteuerung umsetzen. stellt die Bewegungsfunktionalität in Form eines Baukastens im SPS-Programmiersystem bereit. Damit können anhand der IEC 61131-3-Sprachmittel beliebig komplexe Aufgaben gelöst werden.
3 Die ideale Plattform zur Bewegungsteuerung von einem erfahrenen Partner CODESYS bietet alle Kerneigenschaften für Motion + CNC: Integriertes Bibliothekskonzept dynamische, einfache Einbindung von Motion-Funktionen, abhängig von der Applikation Integrierte Compiler für unterschiedlichste Prozessor- Plattformen systemübergreifender Einsatz der Produkte ohne Anpassungsaufwand Integrierte Feldbusunterstützung Konfiguration der eingesetzten Antriebe zusammen mit den E/A-Baugruppen Von Antriebs- bzw. Bussystemen abstrahierte Motion- Projektierung auf Basis der IEC 61131-3-Datenstruktur ideal für Simulation, Test und Inbetriebnahme bzw. bei Maschinenumrüstung Einfache Integration zusätzlicher Konfigurationsund Planungstools durch den Gerätehersteller mit Hilfe von Plug-ins, z. B. für Bewegungseditoren oder spezifische Antriebe vollständige Integration aller Projektierungsbestandteile Integrierte Visualisierung erleichtert Simulation, Test und Inbetriebnahme keine zusätzliche Software erforderlich 3S-Smart Software Solutions ist ein erfahrener Motion-Partner Die Macher von CODESYS verfügen über mehr als 15 Jahre Erfahrung bei der Entwicklung von Software für koordinierte Bewegungssteuerung. In den Bereichen Produktmanagement, Entwicklung, Test, Support und Training finden sich ausgewiesene Motion-Spezialisten, die ihr Wissen und ihre Erfahrung an die Kunden weitergeben. depositphotos.com RainerPlendl
CODESYS Inspiring Automation Solutions 4 Übersicht CODESYS Development System Programmierung der Logiksteuerung (IEC 61131-3) Bewegungsplanung mit grafischen Editoren Bewegungssteuerung durch IEC 61131-3-Funktionsbausteine Projektierung von optionaler Maschinenvisualisierung / Diagnose CODESYS Visualization (optional) Inbetriebnahmefunktionen Maschinenvisualisierung CNC-Bedienung Diagnose IEC 61131-3- Programmier-PC HMI- / Panel-Steuerung CODESYS Runtime CODESYS Fieldbus Abarbeitung der Logik- und Bewegungssteuerung Kommunikation mit E/A- und Antriebssystemen Bereitstellung von Debuggingfunktionen Motion Controller / CNC Portable Protokollstacks realisieren CANopen- / EtherCAT- / Sercos- Kommunikation Feldbus-spezifische Konfiguratoren zur System- / Antriebskonfiguration E/As Servoantriebe Schrittmotoren Frequenzumrichter Robotik-Achsgruppen
5 Verfügbare Steuerungsmethoden Für Servoantriebe Für Schrittmotoren Für Frequenzumrichter Für Robotik-Achsgruppen Motion Controller übergibt zyklisch Trajektorienstützpunkte an Servoantrieb Antriebsregelung durch Servoantrieb Motion Controller steuert Schrittmotoren über Puls- / Richtungsschnittstelle an Pulszähler meldet Lage an Motion Controller Lageregelung im Motion Controller Motion Controller gibt Solldrehzahl des Frequezumrichters vor Sensoren wie z. B. Drehwinkelgeber melden Lage Lageregelung im Motion Controller Motion Controller übergibt Zielpunkte sowie Randbedingungen zur Achsdynamik an Achsgruppen-Servoantriebe Antriebsregelung durch Servoantrieb Der Aufbau von CODESYS Motion CNC integriert sich als Baukasten nahtlos in das CODESYS Development System und profitiert von den verfügbaren Funktionen der Plattform. Die Abarbeitung der Bewegung erfolgt in der Steuerung im Kontext des IEC 61131-3-Laufzeitsystems CODESYS Control. Der Baukasten enthält zahlreiche Komponenten: Editoren / Konfiguratoren zur Bewegungsplanung (Kurvenscheiben, CNC, Roboter-Achsgruppen) Umfangreiche Bibliothek mit IEC 61131-3-Programmbausteinen zur Umsetzung der Bewegung sowie für Hilfsfunktionen Zugehörige Visualisierungstemplates zur vereinfachten Projektierung und Inbetriebnahme Unterstützung der wichtigsten Feldbussysteme Generische CiA 402 und spezielle Treiber für die gängigsten Servo-Antriebe, z. B. von Schneider Electric Automation GmbH, KEB Karl E. Brinkmann GmbH, Bosch Rexroth AG, Control Techniques Ltd., Festo AG & Co. KG und STÖBER ANTRIEBS- TECHNIK GmbH & Co. KG (vollständige Liste unter codesys.com) Beispiele und Dokumentation für die Erstellung von Motion-Applikationen Entwicklungsumgebung Antriebskonfiguration Kurvenscheibeneditor CNC-Editor Achsgruppenkonfiguration Bewegungsplanung IEC 61131-3 Anwendungsapplikation Laufzeitsystem SM3_Basic.library (DriveInterface, PLCopen MC, zusätzliche Motion-FBs) Antriebsspezifische Treiber (Bibliothek) Standard-Treiber (CAN / ETC /...) Antriebsschnittstelle SM3_CNC.library (CNC, Kinematiken) Positionsregler CODESYS-Standard-E/A-Abbild CANopen EtherCAT Lokale E/As... SM3_Robotics.library (PLCopen MC Part 4) Virtuelle Achse(n) Bewegungsausführung Maschinenverbindung
CODESYS Inspiring Automation Solutions 6 Prinzipielle Anwendung Konfiguration und Inbetriebnahme von Antrieben Einfügen des gewünschten Bussystems in das CODESYS-Projekt: Unterstützung von CANopen, EtherCAT und Sercos sowie Standardsystemen wie z. B. Schrittmotoren oder Antrieben mit analoger Ansteuerung, weitere auf Anfrage Einfügen der gewünschten Antriebe Gerätename repräsentiert implizit bereitgestellte IEC-Datenstruktur mit abstrahierten Daten für jeden Antrieb dadurch problemloser Wechsel der Antriebe bzw. Antriebsbusse möglich. Inbetriebnahme der Antriebe mit integriertem "Online Config Mode" Konfiguration der bus- bzw. antriebsspezifischen Parameter über das Objektverzeichnis der Geräte Die in CODESYS integrierten Feldbus- und E/A-Konfiguratoren ermöglichen eine übersichtliche Konfiguration von unterstützen Antrieben. Im Onlinebetrieb zeigen die Konfiguratoren wertvolle Informationen an, wie z. B. Status, Betriebsmodus und aktuelle Parameterwerte. Inbetriebnahme der Bewegungsapplikation auf dem Motion Controller Übersetzen, Herunterladen und Ausführen der Applikation Zusätzliche Hilfsmittel: Visualisierungstemplates für Programmbausteine ermöglichen eine einfache Onlinebedienung bzw. -parametrierung. CODESYS Depictor-Objekte ermöglichen eine einfache 3D-Visualisierung der Bewegung innerhalb des CODESYS Development Systems anhand der realen Steuerungsapplikation. Inbetriebnahme der Bewegungsapplikation mit Mitteln des CODESYS Development Systems das Bewegungsprogramm läuft als Teilaufgabe auf der Steuerung. STÖBER ANTRIEBSTECHNIK GmbH & Co. KG Schneider Electric Automation GmbH Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH & Co. KG
7 Bewegungsplanung und -ausführung Aufruf von Programmbausteinen nach PLCopen for MotionControl zur Bewegungssteuerung im CODESYS-Projekt (z. B. MC_Power, SMC_GroupPower, MC_MoveAbsolute, MC_MoveVelocity, MC_MoveDirectAbsolute) Parameter der Programmbausteine sind IEC 61131-3-Variablen, die zur Laufzeit der Anwendung verändert werden können, z. B. durch Logikapplikation, Sensorwerte oder Benutzereingabe in der Bedienoberfläche. Optional Aufruf von mitgelieferten Zusatzbausteinen, z. B. für Diagnose, Fehlerbehandlung Komfortable Bewegungsplanung von Kurvenscheiben, CNC-Bewegungen und Robotik-Achsgruppen mit speziellen Editoren / Konfiguratoren; Informationen zu den Produkten CODESYS SoftMotion sowie CODESYS SoftMotion CNC+Robotics ab Seite 8 Mit der Funktionsbibliothek nach PLCopen for Motion Part 4 ist die Programmierung von Robotik-Aufgaben mit wenigen Bausteinaufrufen möglich. Auszug aus der Referenzliste für ASYS Automatisierungssysteme GmbH Baumann GmbH Bosch Packaging Technology B.V. Festo AG & Co. KG Grossenbacher Systeme AG KEBA AG KEB Karl E. Brinkmann GmbH Lenord, Bauer & Co. GmbH Kendrion Kuhnke Automation GmbH MITSUBISHI ELECTRIC EUROPE B.V. Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH & Co. KG ROFIN-BAASEL Lasertech GmbH & Co. KG Schneider Electric Automation GmbH STÖBER ANTRIEBSTECHNIK GmbH & Co. KG Trumpf-Laser GmbH + Co. KG
CODESYS Inspiring Automation Solutions 8 die verfügbaren Produkte CODESYS SoftMotion: Für einachsige sowie koordinierte, mehrachsige Verfahrbewegungen, wie z. B. Master-Slave-Funktionen, Kurvenscheiben: Verwendung der verfügbaren Bibliotheksbausteine und Programmierung der Bewegungsfunktion Beliebige Verschaltung der Funktion im Rahmen der Logikapplikation möglich Grafische Planung von Kurvenscheiben-Funktionen mit Hilfe eines eingebauten Kurvenscheiben-Editors (Cam) Zahlreiche bausteinspezifische Visualisierungstemplates zur einfachen Inbetriebnahme mit dem CODESYS Development System Zusätzliches Visualisierungstemplate zur Online-Bearbeitung von Kurvenscheiben im laufenden Betrieb mit den optionalen Produkten CODESYS HMI, CODESYS TargetVisu und CODESYS WebVisu Bewegungsplanung mit integriertem Kurvenscheiben-Editor in CODESYS SoftMotion Komfortable Definition von CNC-Kurven mit integriertem grafischen 3D-Editor bzw. zugehörigem G-Code (nach DIN 66025) CODESYS SoftMotion CNC+Robotics: Enthält die komplette Funktionalität von CODESYS SoftMotion sowie zusätzliche Funktionen für koordinierte Bewegungssteuerung. Für CNC-Bewegungen mit mehreren koordinierten Achsen und exakt festgelegtem Bewegungspfad: Planung von CNC-Bewegung im integrierten DIN 66025-Editor mit grafischer 3D-Anzeige Schritt für Schritt anhand eines umfangreichen Satzes von G-Code-Bewegungskommandos, z. B. Linie, Kreis, Spline Durch Eingabe von Daten in einem Tabelleneditor Grafisch im 3D-Editor mit numerischer Nachbearbeitung des G-Codes Durch Einlesen bestehender G-Code-Dateien im ASCII-Format Durch Import von DXF-Dateien zur automatisierten Erzeugung des passenden G-Codes Unterstützung verschiedener Geschwindigkeitsprofile: trapezförmig, sigmoidal, quadratisch (ruckbegrenzt, S-Profil) Vorgabe der gewünschten Bahngeschwindigkeit (Vorschub) und Grenzen für Beschleunigung, Bremsung sowie Ruck Bausteine zur Begrenzung der Dynamik von Raum- und Zusatzachsen Abarbeitung der CNC-Bewegung durch Programmbausteine Zahlreiche Zusatzfunktionen wie Werkzeugradius-Korrektur, Kantenverrundung, begrenzte Kurvengeschwindigkeit
9 Erstellung eigener Programmbausteine mit den Mitteln der IEC 61131-3 für eigene Funktionen, z. B. anwendungsspezifische Eckverrundung beim Laserschneiden Decoder und Interpolator als portable IEC 61131-3-Bibliotheksbausteine Zahlreiche kinematische Transformationen für unterschiedliche Aufgabenbereiche, z. B. Gantry-Systeme und Roboter Visualisierungstemplates zur Online-Bearbeitung von CNC-Projekten im laufenden Betrieb sowie für Diagnose und Test von Kinematiken mit den optionalen Produkten CODESYS HMI, CODESYS TargetVisu und CODESYS WebVisu Für Robotik-Anwendungen mit PTP- (Point to Point) oder CP- (Continuous Path) Interpolation: Parametrierung von Achsgruppen für vordefinierte Kinematiken in einem komfortablen Konfigurator Integrierte Bewegungsplanung mit Koordinatenwerten für Roboterpositionen in unterschiedlichen Koordinatensystemen Funktionsbibliothek mit Programmbausteinen gemäß PLCopen for MotionControl Part 4, wie z. B. SMC_GroupPower, MC_GroupEnable/Disable/Reset/ReadError, MC_MoveDirectAbsolute, MC_MoveLinearAbsoulte, MC_MoveCircularAbsolute, MC_GroupHalt, MC_GroupStop, MC_TrackConveyorBelt oder MC_TrackRotaryTable Zahlreiche unterstützte Kinematiken mit komfortabler Konfiguration, z. B. diverse Portal-Roboter (2/3/5 Achsen), Bipod- /Tripod-Roboter, Scara-Roboter Zusätzliche Werkzeug-Kinematiken istockphoto.com guli studio Der integrierte Achsgruppen-Konfigurator ermöglicht eine einfache Parametrierung verschiedener Roboterkinematiken.
CODESYS Inspiring Automation Solutions 10 aus einem intelligenten Gerät wird ein Motion Controller PC-basierter Motion Controller Voraussetzungen Geeigneter Industrie-PC mit MS Windows 7/8/10 Feldbusschnittstelle für die Antriebsansteuerung (CAN oder Sercos) bzw. freier Ethernet-Port (EtherCAT) Echtzeitfähige SoftSPS mit Motion Control CODESYS Control SoftMotion RTE SL für IPCs, verfügbar im CODESYS Store unter codesys.store Lizenzerwerb und Einzel-Lizenzierung per Software / USB-Dongle pro PC-basiertem Motion Controller Optionen: Zusatzlizenzen für CODESYS SoftMotion CNC+Robotics CODESYS TargetVisu: Visualisierung auf dem Motion Controller CODESYS WebVisu: Überwachung / Diagnose per HTML5-Webbrowser Motion Controller, auch integriert in Mechatronik-Steuerungen oder intelligenten Antrieben Voraussetzungen Echtzeitfähiges System Hardware mit angemessenen Leistungsressourcen, entsprechend dem geplanten Einsatz FPU empfohlen Passende Kommunikationsverbindungen zu Antrieben bzw. Standard-Feldbusse (CANopen, EtherCAT, Sercos) Geschäftsmodell Erwerb des CODESYS Control Runtime Toolkits Implementierung des Laufzeitsystems für CODESYS SoftMotion bzw. CODESYS SoftMotion CNC+Robotics mit vollständigem Motion-Bausatz für die Auslieferung des Motion Controllers an Anwender. Optionaler Erwerb der gewünschten Feldbusunterstützung Erwerb von Laufzeitlizenzen für CODESYS SoftMotion bzw. CODESYS SoftMotion CNC+Robotics pro ausgeliefertem Motion Controller; Preis abhängig von Stückzahl und Geräteplattform Hoch performante Produktionsmaschine zur Bestückung und Komplettierung von industriellen Filtersystemen Automatisiert von DOR Engineering auf PC basierten Steuerungen mit DOR Engineering
11 Typische Anwendungsfälle für CNC-Applikation Nutzung des CNC-Editors Joggen der Achsen mit PLCopen-Bausteinen Portal-Kinematik mit Schrittmotoren Pick & Place-Applikation Nutzung von PLCopen-Bausteinen zum Positionieren (Greifen) und zum bandsynchronen Ablegen eines Objekts auf ein sich bewegendes Ziel Darstellung des Prozesses mit Visualisierungstemplates Tripod- / Palettier-Roboter Roboter-Kinematik (Transformation und Parametrierung) 3D-Visualisierung über CODESYS Depictor im CODESYS Development System Konfiguration der Achsgruppe mit integriertem Konfigurator Etikettieren / Kurvenscheiben-Applikation Verwendung des Kurvenscheiben-Editors (Cam) PLCopen-Bausteine und virtuelle Achse als Königswelle" Verwendung der Touch Probe- / Latching-Funktion die Vorteile auf einen Blick Flexible Bewegungsplanung: Beeinflussung der Bewegung durch Status der Logikapplikation und umgekehrt, einfache Skalierung von Bahnkurven Beeinflussung der Bahnkurve / Bewegung aus der optionalen Visualisierung heraus CNC- und Roboter-Programmierung unabhängig von der Kinematik: Wechsel der Kinematik durch intuitiv parametrierbare Objekte im Gerätebaum und Bibliotheksbausteine Generische Realisierung von Robotik-Anwendungen mit Achsgruppen-Konfigurator und PLCopen for MotionControl Part 4-Bausteinen Keine festen Grenzen: Begrenzung der Achsenzahl oder Update-Rate lediglich durch vorhandene Rechenleistung, eingesetzten Feldbus und vorhandenen Speicher Motion-Programmierung unabhängig vom Antrieb: Wechsel des Antriebs ohne Software-Änderung Portierbar auf unterschiedliche Plattformen: Bibliotheken und Applikation in den Sprachen der IEC 61131-3 erstellt CODESYS kompiliert das Bewegungsprogramm für das jeweilige Zielsystem Integration im CODESYS Development System: Eine Hardware und eine Oberfläche für Logik-Applikation, Motion-Applikation und Visualisierung Durchgängiges Engineering sowie kostengünstige Realisierung
3S-Smart Software Solutions GmbH Memminger Str. 151 87439 Kempten, Germany Tel.: +49-831-54031-0 Fax: +49-831-54031-50 info@codesys.com codesys.com Branch Offices: CODESYS Italia Srl Via Vittoria Colonna 50, 20149 Milan, Italy CODESYS Software System (Beijing) Co., Ltd. 100025 Beijing P.R.C., China 10/2016 CODESYS die herstellerunabhängige IEC 61131-3 Automatisierungssoftware. CODESYS Produktfamilien: CODESYS ist ein eingetragenes Warenzeichen der 3S-Smart Software Solutions GmbH. Technische Änderungen, Druckfehler und Irrtümer vorbehalten. Vervielfältigung (auch nur Auszugsweise) und Weitergabe nur nach vorheriger Genehmigung. Bitte beachten Sie: Nicht alle CODESYS-Funktionen sind in allen Ländern verfügbar. Weitere Informationen zu diesen länderspezifischen Einschränkungen erhalten Sie unter support@codesys.com.