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Den Schlüssel gefunden

Wirtschaftliche Automatisierung von einfachen CNC-Anwendungen
Den Schlüssel gefunden

Der IEC 61131-3 programmierbare Motion Controller LMC058 von Schneider Electric eignet sich nicht nur für den Einstieg in die Motion-Control-Technologie: Er versteht auch G-Code und kann für bis zu zwei Achsen interpolieren. Tests mit einem Postprozessor für die automatische NC-Code-Generierung von Wicam bestätigten das. Für eine Fülle einfacher NC-Anwendungen steht mit dem Controller daher eine auf Standard- Automatisierungstechnik basierende Lösung zur Verfügung.

Exklusiv in KEM Der Autor, Jochen Weiland, ist Vice President Communications Industry Business bei Schneider Electric

CNC-Technik ist das Mittel der Wahl für Maschinen, die Konstruktionsdaten aus CAD/CAM-Anwendungen in automatisierte Bearbeitungsabläufe umsetzen müssen. Es sind jedoch längst nicht nur hoch komplexe Mehr- achsbearbeitungszentren, die den Bereich der CNC-Anwendungen ausmachen. Am Markt findet sich eine große Zahl von vergleichsweise einfachen Maschinen zum Schneiden, Trennen, Biegen, Bombieren, Aufweiten, Schweißen und sonstiger Bearbeitungsverfahren, die vorwiegend in der Metall- und holzbearbeitenden Industrie Anwendung finden. Viele dieser Maschinen kommen ohne weiteres mit zwei interpoliert arbeitenden Achsen aus, um die NC-Programme abarbeiten zu können.
Verschenkte Leistung – verschenktes Geld
Aus steuerungstechnischer Sicht sind CNC-Maschinen bisher die Domäne eines überschaubaren Kreises von Herstellern für CNC-Technik gewesen. Nur ein Bruchteil davon agiert als Anbieter von Komplett-Automatisierungslö- sungen. Wer in die CNC-Technik einsteigt, verlässt daher zum einen die Standard-Steuerungstechnik mit den gewohnten Tools, Programmierstandards und den vielfältigen Möglichkeiten, Komplettlösungen aus einer Hand zu bekommen. Zum anderen wird bei vielen der eingangs genannten Anwendungen das Potenzial leistungsfähiger CNC-Steuerungen nicht ausgereizt, wodurch sich der Anteil der Automatisierungslösung an den Gesamtkosten einer Maschine ungünstig entwickelt.
Äußerst reizvoll erscheint deshalb die Alternative, die Schneider Electric mit seinem Standard-Motion-Controller für den Einstiegsbereich der Motion Control-Technologie aufzeigt: Der Modicon LMC058 ist ein Motion Controller mit integrierter SPS für die Synchronisation von bis zu acht Servomotoren, er kann alternativ auch mit den Schrittmotoren des Automatisierungsspezialisten betrieben werden. Für Standard-Bus-Kommunikation bietet der Controller ein CAN-Interface (CANbus-Master) an, für Echtzeit-Kommunikation ein CANmotion-Interface. Bei letzterer handelt es sich um einen auf Basis von CAN entwickelten, schnellen Motion-Bus. Ethernet-und serielle Schnittstelle sind ebenfalls Standard-Interfaces.
Abarbeitung von DIN-G-Code mit 1 ms Zykluszeit
Durch die NC-Funktionalitäten erschließt sich für den LMC058 neben der Steuerung servobasierter Maschinenkonzepte auch ein breites Spektrum von Anwendungen im unteren Performance-Bereich der NC-Technik. Die integrierte SPS des Motion-Controllers arbeitet Standard-G-Code-Programme (nach DIN 66025) mit einer Zyklusgeschwindigkeit von einer Millisekunde ab. Die SPS interpoliert für bis zu zwei Antriebsachsen – Servo- oder Schrittmotorachsen – die in einem NC-Programm vorgegebenen geografischen Informationen in Positionssollwerte. Das komplette Engineering einer solchen Lösung basiert auf den Tools der Workbench Somachine. Der Controller wird mit IEC 61131–3-konform programmiert, umfangreiche Software-Bibliotheken – auch für die Umrechnung der ortsbezogenen Informationen des NC-Programms in Motor-Sollwerte – verkürzen die Engineering-Zeit bei gleichzeitiger Verbesserung der Software-Qualität. Für Portal-, Gantry-, Scara- und Parallelkinematiken sind darüber hinaus auch Transformationen als Bibliotheksbausteine vorhanden.
Das Bedienkonzept einer Maschine wird mit dem Tool Vijeo Designer erstellt. Open Source Software, Bibliotheken mit graphischen Elementen und Anzeigefunktionen verkürzen auch hier die Projektzeit. Für die mehrsprachige Ausführung sind in Vijeo Designer in wenigen Schritten bis zu neun Sprachen für ein HMI-Programm hinterlegbar.
NC-Programme können entweder in entsprechenden Programmier-Tools entstehen oder – eine elegante Alternative – aus CAD-Programmen generiert werden: Schneider Electric hat eine Zusammenarbeit mit dem auf NC-Programmierung spezialisierten Software-Haus Wicam in Pfinztal nahe Karlsruhe gestartet. Das 1986 von Harald Wilkesmann gegründete Unternehmen zählt zu den renommiertesten Anbietern für die automatisierte NC-Programmierung im Bereich der Blechbearbeitung.
Automatisch generierten NC-Code problemlos abgearbeitet
Kernprodukt von Wicam ist das Software-Paket PN4000. Die seit Jahren weltweit im Einsatz befindliche Software ist durch ihren Postprozessor ´NC-Creator´ in der Lage, Konstruktionsdaten unterschiedlicher Formate vollautomatisch in NC-Programme umzuwandeln. Ausgehend von dem sehr mächtigen Basispaket können zur Senkung der Komplexität individuell Funktionsumfänge konfiguriert werden, die auf die jeweils kundenspezifische Situation optimal passen. Im Laufe der vergangenen annähernd 27 Jahre bewies das von einem USB-Stick ohne Festplatteninstallation lauffähige Software-Paket im Einsatz mit einer Vielzahl von Konstruktionsprogrammen und praktisch allen gängigen NC-Steuerungen seine Alltagstauglichkeit.
Ein Evaluierungsprojekt für den Motion Controller LMC058 erbrachte jetzt die eindeutige Aussage, dass der Controller ebenfalls die auf Basis von PN4000 erzeugten NC-Programme problemlos versteht und vor allem auch abarbeiten kann. Harald Wilkesmann betrachtete das Projekt anfangs mit Misstrauen. „Die am Markt angebotenen SPSen und Motion Controller adressieren gänzlich andere Anwendungsbereiche, die Erfolgsaussichten erschienen mir deshalb zunächst sehr fragwürdig. Als ich erkannte, dass es hier im Prinzip um die Generierung von Standard-G-Code geht, war mir klar, dass unser Produkt PN4000 für den LMC058-Controller von Schneider Electric ideal nutzbar ist.“
Heute zählt der LMC058 bei Wicam zu den gelisteten Steuerungen, für die der NC-Creator von PN4000 Programme generieren kann. Die auf dem PC des Konstrukteurs in CAD/CAM-Programmen erzeugten Daten werden beispielsweise als DXF-Datei oder Step-Volumenmodell abgespeichert und in den Postprozessor eingelesen. Das aus den Daten generierte NC-Programm wird dann via FTP direkt in den Programmspeicher des Controllers übertragen.
Halle 11, Stand C 50
Schneider Electric,
Tel.: 09391 606-3357,
E-Mail: jochen.weiland@
schneider-electric.com
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