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1 PROGETTAZIONE ROBOTICA INDUSTRIALE SOFTWARE MISURE AUTOMAZIONE PRISMA s.n.c. Via G.Garibaldi, BELGIOIOSO (PV) Italy Tel./Fax: r.a., web: NxCNC_V2 DOCUMENTI DI INSTALLAZIONE NxCNC-INSTALLAZIONE 1

2 INSTALLAZIONE Il controllo numerico NxCNC V02 é una UNITÀ DI GOVERNO in grado di gestire, attraverso il proprio firmware, più assi interpolati e funzioni evolute di PLC. É parte integrante del sistema P301 CNC PRISMA e può essere utilizzato autonomamente, in modo personalizzato, in un ambiente ospite sviluppato dall utente. NXCNC E P301 CNC, LA DOCUMENTAZIONE Il software dell Unità Video-Grafica P301 CNC viene comunque fornito con il controllo numerico e la tabella che segue descrive il piano completo di documentazione. Documento P301 CNC Unità Video-Grafica MANUALE D'UTILIZZO P301 CNC Unità Video-Grafica MANUALE DI CARATTERIZZAZIONE o SETUP MACCHINA P301 CNC Unità Video-Grafica SOFTWARE PLC NxCNC ISTRUZIONI PER L'USO NxCNC INSTALLAZIONE Utilizzo Manuale utilizzato dall'operatore per il lavoro giornaliero con la macchina automatica gestita da P201 CNC. Utilizzato per la messa a punto o Setup iniziale della macchina. Normalmente non serve all'utilizzatore finale. Utilizzato per la messa a punto o Setup iniziale della macchina. Normalmente non serve all'utilizzatore finale. Utilizzato, sempre nel Setup macchina, per definire delle funzionalità macchina speciali. Normalmente non serve all'utilizzatore finale. Utilizzato per realizzare l'impianto elettrico che collega la macchina al controllo numerico. NxCNC-INSTALLAZIONE 2

3 CONFIGURAZIONE DI NXCNC V02 Il controllo numerico continuo NXCNC v02 è composto da una combinazione di alcune schede che permettono di coprire differenti esigenze per numero e tipo di assi da governare. Le schede che possono comporre la configurazione sono: P056R RACK 28 TE con scheda BUS 3 slot e convertitore DC-DC (spazio disponibile 6 slot) P059R RACK 45 TE con scheda BUS 6 slot e convertitore DC-DC (spazio disponibile 9 slot) P053 scheda CPU coldfire (occupa uno slot ) P051 scheda 2-4 assi con 32 ingressi e 16 uscite optoisolate (occupa tre slot) P057 scheda 2 assi (occupa uno slot) P058 scheda I/O optoisolati 16 ingressi e 16 uscite (occupa uno slot) P054 interfaccia optoisolata di due encoder per P051 (entra nel gruppo P051) Il numero di schede e la loro configurazione sono definiti dall applicazione e memorizzati nella caratterizzazione. Il FIRMWARE standard nelle versioni CNC6xx permette la gestione di 10 assi in interpolazione lineare, circolare, elicoidale, risiede nella memoria flash della CPU e permette l aggiornamento diretto tramite floppy o allegato . La caratterizzazione del controllo ( passi encoder, velocita, guadagni ecc. ) risiede nella memoria flash della CPU nella quale possono risiedere anche le seguenti funzioni : PLC veloce in linguaggio macchina (gestione delle interazioni con gli assi ) PLC lento per la gestione della logica della macchina DESCRIZIONE DELLE SCHEDE P056 P059 P053 Scheda bus con tre connettori DIN per eurocard e convertitore DC-DC con ingresso 18-36V DC o 18-24V AC ed uscite 5V e +12V -12V per l alimentazione dei circuiti logici ed analogici del controllo, il convertitore è dotato dei sistemi di filtraggio che lo rendono conforme alle normative CE. Viene montata sul rack 28 TE e compone il gruppo P056R. Scheda bus con sei connettori DIN per eurocard e convertitore DC-DC con le stesse caratteristiche di quello montato sulla P056. Viene montata sul rack 45 TE e compone il gruppo P059R. Scheda microcalcolatore basata sul microprocessore a 32 bit Motorola ColdFire MCF5206E. Si tratta di un processore da 50 Dhrystone 2.1 MIPS alla frequenza di clock di 54 MHz. con memoria cache interna,due timers programmabili, due canali seriali e bus I2C compatibile.la scheda dispone di un clock di 54 Mhz e comprende 8 Mbit di memoria FLASH, 8 Mbit di memoria RAM statica, 256 Kbit di memoria EPROM di bootstrap, due interfacce seriali EIA RS232C, interfaccia compatibile I2C, una uscita optoisolata con segnale a frequenza variabile ed un ingresso optoisolato per un segnale di cattura delle quote assi. Nella memoria flash viene caricato il firmware, la caratterizzazione ed i vari PLC che permettono il controllo completo della macchina ; la memoria di bootstrap residente in eprom permette di poter garantire in qualunque momento il caricamento di eventuali aggiornamenti del firmware prelevandoli da floppy o da file di . La scheda permette di gestire due assi in interpolazione e tutti gli I/O della scheda P051 in un tempo di circa 300 micro sec.( 450 micro sec. per 4 assi ). NxCNC-INSTALLAZIONE 3

4 P051 P057 P058 Scheda assi che permette la gestione di 4 assi bifase (encoder) più la eventuale fase di zero. La gestione degli encoder e della logica di scheda si basa su di un gate array custom Prisma, la frequenza di taglio della gestione del segnale encoder è settabile in scheda con i jumpers dedicati, di default viene predisposta la massima, 500 Khz (frequenza encoder) e quindi 2Mhz frequenza di conteggio con ogni tipo di encoder ( frequenza minima impostabile circa 7800 Hz. La scheda è predisposta per l azzeramento con fase C ad impulso con fronte in salita e micro zero con chiusura verso massa ; per avere funzionamenti diversi, es. fase C con fronte in discesa e micro sempre chiuso a massa che apre per lo zero, vedere i settaggi sui lay-out di scheda dis S007. Il limite massimo è 625 Khz (frequenza encoder ) solo con encoder line driver. I valori di frequenza riportati sopra sono validi per segnali in perfetta quadratura, un errore nella quadratura degli stessi porta ad una riduzione,della frequenza di taglio, tanto più importante quanto più grande è l errore. Per potersi interfacciare con gli encoders la scheda deve essere utilizzata in unione con una P054 ogni due encoder da governare. Le uscite analogiche del controllo assi sono cinque, quattro sono uscite bidirezionali +/- 10V con risoluzione 12 bits off-set ad alta stabilità (T c var. 2 mv), la quinta è unidirezionale 0-10V ed e indicata come uscita mandrino con risoluzione 12 bits. La scheda è dotata anche di 4 ingressi analogici per l utilizzo con potenziometri o sensori, tre di questi hanno campo di misura da 0 a 5V mentre il quarto, su richiesta, può diventare un ingresso differenziale con tensione di confronto di 1,2 V per il centro del range ed una amplificazione di dieci volte la differenza ; tutti gli ingressi si basano su di un convertitore A/D da 12 bits. Sui connettori encoder e riferimenti sono presenti uscite in tensione a 5V e +/- 12V che possono servire per alimentare encoders o sensori esterni, ogni uscita è protetta da un fusibile autoripristinabile che non permette il prelievo di correnti superiori ai 200 ma. La parte di scheda dedicata agli I/O è gestita da tre microprocessori ed è completamente optoisolata dal resto del CNC; gli ingressi gestiti sono 32 e sono attivi per segnali da 15 a 24V DC, le uscite sono 16 e possono essere a richiesta di tipo NPN o PNP, garantiscono il governo di carichi fino a 150 ma e sono protette,per i sovracarichi, da un fusibile autoripristinabile da 200 ma; non sono protette contro i corto circuiti, il fusibile permette la rottura del buffer (montato su zoccolo) ma salvaguarda il resto del circuito e lo stampato, questa parte di circuito richiede alimentazione a 24V DC dalla stessa linea dei sistemi ausiliari che devono essere letti o comandati. La scheda è prevista come espansione assi, gestisce completamente due assi encoder, due fasi più fase di zero. La scheda è predisposta per l azzeramento con fase C ad impulso con fronte in salita e micro zero con chiusura verso massa ; per avere funzionamenti diversi, es. fase C con fronte in discesa e micro sempre chiuso a massa che apre per lo zero, vedere i settaggi sui lay-out di scheda. La gestione encoder e della logica di scheda è effettuata con gate array custom Prisma e le prestazioni ed i settaggi sono gli stessi della P051. Questa scheda non ha necessità di utilizzo della P054 perchè i circuiti di interfacciamento con i diversi tipi di encoder sono residenti in scheda e le loro prestazioni sono le stesse che si possono leggere per la P054. La parte analogica è dotata di quattro uscite bidirezionali +/- 10V con risoluzione di 12 bits. Sul connettore encoder e riferimenti sono presenti uscite in tensione a 5V e +/- 12V che possono servire per alimentare gli encoders ed eventuali sistemi analogici esterni, ogni uscita è protetta da un fusibile autoripristinabile che non permette il prelievo di correnti superiori ai 200 ma. La scheda è una espansione degli I/O optoisolati, è dotata di 16 ingressi e 16 uscite otticamente separate dalla logica scheda e del CNC. Gli ingressi sono attivi per segnali DC da 15V a 24V, le uscite possono essere richieste in configurazione NPN o PNP, possono pilotare carichi fino a 150 ma e sono dotate singolarmente di un fusibile autoripristinabile da 200 ma, come per le uscite della P051, non sono protette contro i corto circuiti. La sezione optoisolata richiede l alimentazione a 24V dalla stessa linea dei carichi da pilotare. NxCNC-INSTALLAZIONE 4

5 P054 Questa piccola scheda è l interfaccia encoder optoisolata per la P051 venendo a formare con questa un gruppo completo, ogni scheda tratta due encoders. Ogni P054 permette il condizionamento dei segnali di ogni tipo di encoder incrementale sia push-pull che line driver ; per essi tratta le due fasi e la fase di zero o riferimento, può alimentare direttamente encoders a 5V DC con massimo assorbimento di 150 ma per ogni encoder, il circuito di condizionamento può però trattare anche encoders a tensioni diverse, fino a 24V DC se alimentati da sorgente esterna. ALLESTIMENTI BASE DI NXCNC. Sono disponibili i seguenti allestimenti base di NxCNC: NxCNC 28TE disegno S006, composta da: - Contenitore Europa 3U con bus ed alimentatore - N. 1 scheda Microcalcolatore cod. P053B. - N. 1 gruppo 2/4 Assi (P o 2 P054). - N. 1 slot libero per espansioni NxCNC 45TE disegno S007, composta da: - Contenitore Europa 3U con. bus ed alimentatore - N. 1 scheda Microcalcolatore cod. P053B. - N. 1 gruppo 2/4 Assi (P o 2 P054) - N. 4 slot liberi per espansioni NxCNC-INSTALLAZIONE 5

6 PRESTAZIONI PRINCIPALI DI NXCNC. Il firmware di codice CNC601 consente: Controllo continuo e simultaneo fino a dieci assi interpolati. Gestione di assi sincroni per la movimentazionedi portali. Interpolazione lineare, circolare ed elicoidale. Gestione mandrino. Gestione potenziometro di "Feed rate override" (0-200%). Gestione potenziometro di "Spindle rate override" (50-150%). Esecuzione dei movimenti vettoriali senza fermata sul punto nel rispetto dell'accelerazione centripeta ammessa. Esecuzione dei movimenti vettoriali con fermata ad ogni punto. Esecuzione del movimento vettoriale risultante a partire dalle prestazioni massime dei singoli assi componenti il movimento. Verifica degli estremi delle corse assi. Movimentazione manuale con jogs. Gestione pulsantiera remota. Controllo di ulteriori quattro assi punto-punto con firmware Attraverso la connessione seriale RS232-C un sistema ospite accede alle seguenti funzioni: Interprete per linguaggio ISO residente. PLC lento ISO PLC software assembler interagente con il firmware Viene fornito il software P301 CNC PRISMA installabile su PC che costituisce una interfaccia "uomo-macchina" interattiva con NxCNC V02. Le sue funzioni principali sono: Monitor delle posizioni e funzioni su video. Esecuzione in continuo o in passo passo di un programma ISO con visualizzazione grafica dei movimenti programmati ed eseguiti. Esecuzione di blocchi singoli. Movimentazione manuale comandabile da tastiera PC. Azzeramento assi e definizione di 9 origini pezzo. Edit di programmi ISO con rappresentazione grafica dei movimenti programmati. Visualizzazione e modifica dei correttori lunghezza, correttori raggio e dei parametri di programma. Gestione della Caratterizzazione o Setup macchina. NxCNC-INSTALLAZIONE 6

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