OEM da Costruttori a Integratori? Carlo Viale -
Competenza Meccanica Meccatronica Competenza Applicativa Software Elettronica Meccanica Applicazione: Cosa voglio ottenere (cosa mi chiede il mio mercato)? Modularità? Velocità? Semplicità di Manutenzione? Flessibilità? Precisione?
Packaging, Assemblaggio, Robotica, Tessile, Lavorazione metallo, vetro, legno, pietra, microlavorazioni Per vincere le Sfide Di Competizione Globale Di Specializzazione Di riduzione del Time to market L applicazione e il suo sviluppo sono fondamentali per fare le corrette scelte progettuali Approccio Meccatronico è un approccio di integrazione Meccanica scelte storiche, applicazione, precisione e velocità richiesta. Motion Servo e brushless, dinamica, velocità precisione Controllo (+HMI) PLC, PAC, CN, PC, software, modularità, flessibilità Competenza conoscenza approfondita delle applicazioni e delle esigenze dei propri clienti
In definitiva l obiettivo è scegliere «il meglio» relativamente alla propria applicazione Integrando diverse tecnologie e fornitori creando quel «valore aggiunto» che aumenta la capacità competitiva. MAster Consideriamo Controllo Azionamento/Motore (quindi Master /Slave) che è la situazione tipica di controllo multi asse Per l integrazione è fondamentale che i componenti utilizzati comunichino seguendo uno standard riconosciuto come lo standard IEC 61158 (FieldBUS per l automazione) tra cui, ad esempio EtherCAT
1. Beneficio tangibile sull applicazione. 2. Trasformo le esigenze in caratteristiche sulla macchina. 3. Integro correttamente i vari componenti. 4. Conosco in anticipo le caratteristiche finali della mia macchina e quindi adotto la corretta soluzione ad un dato problema. 5. Semplifico il Supporto. E sempre vero?
Consideriamo EtherCAT Standard definito da IEC 61158, IEC 61784, ISO 15745, SEMI E54.20 Ad es. CoE Canopen Over EtherCAT 1) MODALITA DI FUNZIONAMENTO CANopen-Standard EN 50325-4: Object Dictionary, Mappatura PDO (Process Data Objects) e SDO (Service Data Objects). Il Master e lo devono parlare la stessa lingua, EtherCAT, ed anche lo stesso «dialetto», CoE. Opzionalmente, l'eredità di 8 byte a PDO può essere modificata. Il numero di byte all interno di un PDO ed il numero di PDO scambiabili dallo deve essere sufficiente al master.
2) MODALITA DI SINCRONISMO Sono previste 3 modalità di sincronismo: - DC CLOCK. Attraverso un clock distribuito su ogni apparato della rete. Il sistema calcola automaticamente il tempo tra il passaggio di un frame ed il suo ritorno. - Free Run - EtherCAT non è sincronizzato. Lo funziona autonomamente. - SM2/SM3 - EtherCAT è sincronizzato con SyncManager 2 (SM2) (se vengono trasferite solo le uscite) o l'evento SM3 (se vengono trasferiti solo gli ingressi). Il master e tutti gli della rete devono prevedere lo stesso metodo di sincronismo.
3) MODALITA DI COMANDO Il protocollo EtherCAT prevede 8 modalità di comando di un servoazionamento. CSP PP CSV PV CST TQ HM IP Aggiorna la posizione target periodicamente Imposta velocità, accelerazione, decelerazione, target ed esegue il profilo Aggiorna la velocità periodicamente Esegue un profilo di velocità Aggiorna la coppia periodicamente Esegue un profilo di coppia Esegue l home Esegue interpolazione tra assi Verificare quali modalità di comando sono implementate.
4) MODALITA DI COMANDO HM Il protocollo EtherCAT prevede 37 modalità di homing. Assicurarsi che lo scelto abbia la tipologia di homing desiderato.
5) TEMPO DI CICLO MINIMO Ogni ha un tempo di ciclo minimo espresso in micro secondi (µs). I tempi di ciclo tipici di uno EtherCAT possono variare da un minimo di 125 µs ad un massimo di 1000 µs. Il tempo ciclo del master è dato dalla quantità di presenti sulla rete e dal loro tempo di ciclo minimo. Minore sarà il tempo ciclo minimo per ogni migliore sarà la performance ottenuta. Assicurarsi che il tempo ciclo minimo di ogni sia sufficiente per ottenere un prodotto conforme alle aspettative.
6) FILE XML e ACCESSO ALLO SLAVE Ogni dev essere corredato da un file xml che ne descriva le funzionalità, il contenuto dei PDO scambiati, dati sul produttore etc Inoltre, dev essere possibile accedere a tutte le funzionalità dello. Per esempio la parametrizzazione per un servoazionamento ( possibilità di settare Real Time Autotuning, guadagni, filtri etc ) Attenzione: Chiedere il file xml di configurazione
7) TROUBLESHOOTING RISOLUZIONE DEI PROBLEMI E utile avere, in fase di integrazione, uno strumento software, che dia la possibilità di monitorare le aree di memoria gestite da EtherCAT per fare in modo di trovare nel più breve tempo possibile eventuali errori e possibili incomprensioni tra master e. Verificare la possibilità di avere questo tipo di strumenti per trovare e risolvere eventuali problemi in breve tempo.
Esempi Applicativi Settore: Lavorazione Metallo (deformazione e taglio) Macchine 6-8 assi Componenti principali: Utilizzo di Controllo di tipo CNC specifico per il settore Servo azionamenti e motori brushless Bus Motion EtherCAT (CoE) MAster Esigenze: Funzioni dedicate e personalizzabili (Flessibilità Software) Velocità e precisone di lavorazione Robustezza generale della soluzione Punti Chiave adottando Bus Standard: Velocità di comunicazione Controllo Real Time Adattabilità e configurabilità dei PDO (il master può scrivere nelle aree corrette i valori sullo )
Esempi Applicativi Settore: Tessile/Pelle Macchine 9-14 assi Componenti principali: Utilizzo di Controllo di tipo CNC specifico per il settore Servo azionamenti e motori brushless Utilizzo di Bus Motion standard (EtherCAT) MAster Esigenze: Funzioni dedicate e personalizzabili (Flessibilità Software) Standardizzazione della soluzone CN + Servo comprendendo le macchine di fascia alta che attualmente utilizzavano un controllo di tipo PC con rete motion poco diffusa. Robustezza generale della soluzione. Punti Chiave adottando Bus Standard: Tempo ciclo ridotto, Varietà di hm mode, PDO configurabili
Esempi Applicativi Settore Medicale - Lavorazioni di Precisione (milling machine) 5 assi Componenti principali: Soft CNC Servo azionamenti e motori brushless con feedback ad Encoder Bus Motion EtherCAT Esigenze: Personalizzazione delle funzioni di lavorazione: es. cambio utensile Flessibilità del controllo dal punto di vista HW (PC, PC Industriale ) Estrema precisione (Meccanica di precisione) Velocità di lavorazione Robustezza generale della soluzione Punti chiave: Tempo ciclo (250 µs), Precisione, Strumenti di monitoring, MAster
CONCLUSIONI La ricerca dell eccellenza applicativa attraverso l integrazione può essere un valore aggiunto ma quando si connettono un master ed uno che non si conoscono è una sfida (da vincere): Conoscere lo standard e applicare lo standard è la chiave per integrare in tempi certi e con i risultati attesi. Nella nostra esperienza i punti chiave da considerare sono: Modalità di comando le più complete possibili Ampia gamma di homing mode Disponibilità di Strumenti di diagnostica e configurazione Velocità di comunicazione Modalità di sincronismo PDO liberamente configurabile ( CoE)
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