Endlich Anschluss für die SPS

Steuerungssoftware - Die Trennung von Antriebstechnik und Bahnsteuerung in Maschinen und Anlagen ist längst aufgehoben. Dem ist die klassische SPS-Technologie bisher jedoch nur zögernd gefolgt. Jetter geht andere Wege.

11. Februar 2007

CNC-Funktionalitäten sind inzwischen nicht mehr nur Werkzeugmaschinen vorbehalten. Im Bereich des Fertigungsmaschinenbaus steigt die Komplexität der geforderten Antriebsfunktionalitäten drastisch an. Dieser Entwicklung kann nur durch integrierte Systeme begegnet werden, bei denen die Trennung der unterschiedlichen Steuerungs- und Antriebsfunktionalitäten aufgehoben ist. Klassische Konzepte für die Realisierung komplexer Antriebsfunktionen sehen eine SPS und eine CNC vor, also zwei verschiedene Geräte mit völlig unterschiedlicher Software. Moderne Systeme integrieren SPS, Technologiefunktionen von Antrieben und Bahnsteuerung in ein System, programmiert mit einem Tool und einer Sprache. Ein solches System ist Jetweb Motion Control der Jetter AG aus Ludwigsburg. Basissteuerung ist eine Jetcontrol 647. Als Achsantriebe am Systembus sind Verstärker der Jetmove2xx/6xx-Famile vorgesehen, Antriebe von Fremdherstellern lassen sich aber ebenfalls integrieren. Die Motioncontrol-Software ist auch für die Steuerung vom Typ Jetcontrol-Soft verfügbar, der PC-basierten Lösung von Jetweb. Der Motioncontrol-Kernel hat einerseits eine Schnittstelle zum in der Steuerung ablaufenden Interpreter und andererseits eine direkt zu den Antrieben über den Systembus und zur analogen Schnittstelle. Eine dritte Möglichkeit ist der Zugriff auf das Dateisystem der Steuerung. Diese wird vor allem benötigt, um die Konfigurations- und Initialisierungsdateien für die Achsen und Achsverbunde einzulesen.

Funktionsvielfalt

Um das System zu betreiben, ist keine spezielle Software erforderlich. Jetweb besitzt eine zentrale Achsverwaltung, alle Achsberechnungen werden zentral ausgeführt. Die Sollwert- Erzeugung für jede einzelne Achse erfolgt zentral. Jetweb arbeitet datenkonsistent, Achsen und Achsverbunde werden in physikalischen Einheiten programmiert, das Objektmodell des MC-Kernels ist zustandsorientiert. In Jetweb MC findet der Anwender eine breite Palette unterschiedlicher Funktionen für Erweiterungen und Anpassungen:

- Punkt-zu-Punkt,

- Linear- und Kreisinterpolation (2D und 3D),

- Spline-Interpolation zur Bearbeitung von komplexen Konturen oder zur zeitoptimalen Bahngenerierung im Handlingbereich,

- Gantry-Funktion für Portalbewegungen ohne Verkanten,

- Geometrisches Überschleifen inklusive Lookahead für einen optimalen Geschwindigkeitsverlauf,

- Ruckbegrenzung zur Verringerung von Maschinenschwingungen,

- Integrierte Schnittstelle für kinematische Transformationen,

- Interpolation der Raumorientierung für Maschinen mit Orientierungsachsen.

Weitere Funktionen sind Elektrisches Getriebe, Querschneider, Fliegende Säge und Tabelleninterpolation. Die Software beherrscht das dynamische Aus- und Einkoppeln von Achsen auf eine Leitachse, interpoliert anwenderdefinierte mathematische Funktionen und setzt Druckmarken zur hochpräzisen Positionskorrektur. Diese Funktionen können teilweise auch miteinander kombiniert werden, was die Flexibilität stark erhöht und eine Anpassung auf die jeweilige Applikation ermöglicht. Programmiert wird Jetweb MC mit Jetsym ST(X), einer auf Strukturiertem Text basierenden Programmiersprache, die über leistungsfähige Befehle im Bereich Achsen und Bahnsteuerung verfügt. Die Programmierung erfolgt ablauforientiert, wie bei Hochsprachen üblich. Das Programm für die gesamte Anlage kann in bis zu einhundert Parallelprogramme strukturiert werden. Das Ganze basiert dabei auf einem Multitasking-Betriebssystem. Die Befehle für die Bahnsteuerung werden in das Programm integriert. Das sind Ablaufbefehle oder Befehle für die Abfrage und Bearbeitung von Steuerungsfunktionen. So gibt es beispielsweise Befehle wie »Motionhome« für die Referenzfahrt, »Motionmove Ptp« für eine einfache Punkt-zu-Punkt-Positionierung oder auch »Motionmove Spline« für die Realisierung einer Spline-Funktionalität. Komfortable Motionwizards in der Programmierumgebung unterstützen den Anwender, um eine effiziente und funktionsorientierte Programmierung zu erreichen. Die Philosophie der Motioncontrol- Software sieht einzelne Achsen, Bahn- oder Technologieverbunde als Objekte. Die Objekte werden zunächst in den Jetsym-Projekteinstellungen angelegt, wo auch die Konfiguration der Hardware erfolgt.

Achsen und -verbunde als Objekte

Achsen sind in der Regel mit Jetmove 2xx/6xx angetriebene lineare oder rotatorische Einzelachsen, die als Normal- oder Modulo-Achsen betrieben werden können. Sie können als Simulationsachsen ausgelegt sein, falls noch keine Hardware angeschlossen ist, oder als rein virtuelle Achsen. Beschreiben mehrere zuvor konfigurierte Achsen gemeinsam eine Bahn, handelt es sich um einen Bahnverbund. Meist bilden die beteiligten Achsen eine kinematische Kette, an deren Ende ein Werkzeug angebracht ist, über welches die Achsen mechanisch gekoppelt sind. Beispiele hierfür sind 3D-kartesische Verbunde oder Scara-Roboter. Technologieverbunde sind zusammengefasste, zuvor konfigurierte Achsen, die gemeinsam einen Prozessablauf beschreiben. Meist besteht zwischen den Achsen keine mechanische Kopplung und es kann eine Aufteilung in eine Leit- und mehrere Folgeachsen vorgenommen werden. Beispiele sind elektronische Getriebe oder elektronische Kurvenscheiben. Wenn sie aktiv sind, lassen sich diese Objekte über die in Jetsym integrierten Funktionen ansprechen. Bei Achsverbunden geschieht dies explizit mit dem Motiongroup-Befehl. Einzelachsen sind implizit aktiv, wenn sie an keinem aktiven Achsverbund beteiligt sind. Wurde ein Achsverbund aktiviert, lassen sich die beteiligten Achsen nicht mehr einzeln anweisen.

www.jetter.de

Erschienen in Ausgabe: 01/2007