Controllo Motori Con Canopen - problema di controllo motori e assi

[marcoben73]

Salve a tutti.

Siamo una giovane azienda che sta sviluppando una testa di lavorazione "particolare" per macchine utensili.

Adesso dobbiamo decidere come procedere con l'automazione.

Il nostro problema è che siamo abbastanza digiuni di questioni riguardanti l'automazione e quindi a questo forum chiediamo se qualcuno gentilmente ci dà alcuni consigli sulle idee riportate sotto.

Vi descrivo brevemente la situazione e l'idea che ci siamo fatti finora.

Il prodotto finale sarà una testa da montare su una macchina utensile a controllo numerico a 6 assi (X, Y, Z, A, B, C).

La testa ha poi altri 10 assi che si muovono in maniera lineare e un motore rotativo (ON/OFF/velocità).

Tutti i motori, esclusi i 3 per i movimenti cartesiani (X, Y, Z) sono interni alla nostra testa.

L'idea nostra è usare una singola scheda di controllo per ogni motore con uscita CANopen (per i 10 assi lineari pensavamo maxon motor EPOS 24/5) in modo da garantire la massima flessibilità di integrazione con il cnc della macchina utensile.

Per arrivare al prodotto finito abbiamo ipotizzato tre fasi:

1) test della testa ferma (senza X, Y, Z, A, B, C) per verificare la meccanica; abbiamo la necessità di controllare i nostri 10 assi lineari e il motore rotativo; in questa fase non abbiamo necessità di movimenti interpolati quindi mi chiedevo se esiste un modo semplice per la movimentazione dei motori (es: scheda CANopen per PC più software per profilo 402)?

2) test della testa con un solo movimento lineare (asse X); in questa fase credo sia già necessario interpolare 10 + 1 assi, quindi serve un cnc; ma se non mi interessano movimenti "fluidi" posso adottare ancora la stessa soluzione che uso per il punto 1?

3) test finale: 10 + 6 assi interpolati; qui mi serve per forza un cnc (mi sembra molto potente e flessibile il PowerPLC-Bridge www.cjb.it)

Mi scuso se non ho utilizzato un linguaggio adeguato, ma io mi occupo della parte software del progetto (il CAM)

Grazie in anticipo a chiunque ci risponde.

Modificato: 28 febbraio 2008 da Livio Orsini

[marcoben73]

Ho scoperto che le schede maxon motor EPOS 24/5 non possono interpolare, quindi non posso usarle con il cnc PowerPLC-Bridge.

Aggiungo quindi un'altra domanda, tutti i cnc richiedono che le schede di controllo CANopen possano interpolare?

Modificato: 28 febbraio 2008 da marcoben73

[Livio Orsini]

tutti i cnc richiedono che le schede di controllo CANopen possano interpolare?

Non è molto chiara la richiesta.

Tra l'altro personalmente non mi è chiaro perchè vuoi usare una scheda di controllo più CNC.

Sarebbe più logico che il CNC pilotasse direttamente l'azionamento.

Lo schema dovrebbe essere: CNC --> bus di campo (o analogica o frequanza) --> azionamento (l'azionamento è costituito dal motore, dal driver e dal trasduttore di reazione).

[walter.r]

Sarebbe più logico che il CNC pilotasse direttamente l'azionamento.

Assolutamente d'accordo con Livio.

Se si tratta di una macchina utensile, secondo me conviene partire da subito con la soluzione CNC.

L'interpolatore deve essere DENTRO il CNC.

Non ho mai usato il software di cui parli, ma mi sembra un normale ambiente di sviluppo IEC61131.

Per risolvere il problema dei collaudi esistono sicuramente altri modi per movimentare gli assi senza ricorrere per forza al Canopen.

Il costruttore del sistema motore-driver dispone sicuramente di soluzioni adatte allo scopo....

Considera che esistono PLC-CNC che arrivano fino a 16 assi GIA' FATTI, che in poco tempo ti permetterebbero di automatizzare la tua applicazione.....

Dai un occhiata a QUESTO link.....

[marcoben73]

Premetto che i motori da noi scelti sono servomotori brushless con encoder incrementale

Vorremmo usare schede di controllo asse (credo quello che nomini col nome "driver") da collegare ad un Personal Computer con bus Canopen (ma ci serve un software che ci dia la possibilità di muovere 10 assi non interpolati da installare su pc ), che ad oggi non abbiamo ancora trovato. Questo solo per la prima fase del progetto!!!!! I "driver" in questione consentono solo controllo punto-punto!!!

La seconda fase del progetto prevede che questi dieci assi vengano interpolati....

quindi un cn con la possibilità di interpolare almeno 11 assi a cui sono collegati gli azionamenti!!!!

l'idea è creare un prodotto flessibile, con 10 assi lineari e 3 rotanti che possa essere "facilmente" interfacciato con CNC differenti!!

ORA...

è ovvio che se nella prima fase usiamo driver punto-punto li dobbiamo poi gettare (risparmiando solo se il progetto non dovesse funzionare)

che per la seconda fase serve un cn per interpolazione.

i driver saranno poi comandati dal cn del cliente finale o del costruttore della fresa che probabilmente è solo simile al nostro

Non avendo una conoscenza sufficiente di come affrontare il problema e di quali componenti scegliere per risolverlo, stiamo cercando un esperto per consigli

grazie

[walter.r]

credo quello che nomini col nome "driver"

No marcoben73, il driver è la parte di potenza che comanda il motore, normalmente NON è intelligente, nel senso che non contiene un interpolatore, ma solo le logiche di pilotaggio del motore in velocità.

i driver saranno poi comandati dal cn del cliente finale o del costruttore della fresa che probabilmente è solo simile al nostro

Quindi, se ho ben capito, a te in realtà serve solo un simulatore che ti consenta di preparare e collaudare l'attrezzatura che POI verrà gestita dal CN del cliente...

Se è così, vedo ancora meno bene l'idea di appoggiarti a schede per PC con software tutto da progettare....perchè non avresti il ritorno economico di più applicazioni vendute.

che possa essere "facilmente" interfacciato con CNC differenti!!

Fai bene a mettere tra virgolette il "facilmente"......

Tu potrai solo prevedere il cavo del Canopen da collegare al CN, ma poi da lì a far funzionare il tutto.....

[marcoben73]

grazie Walter

hai capito il nostro problema

ci serve il cnc solo per i nostri test, ma non sarà o sarebbe il cnc della macchina utensile

quindi....se ho ben capito

l'azionamento o "driver" deve per forza essere comandato da un cn, il quale interpola le posizioni assi programmate dal G-code

l'azionamento contiene tutte i dati del motore, dell'encoder, velocità, accelerazioni, guadagno, ecc. ecc.

altri quesiti:

ci sono dei limiti per quanto riguarda l'accoppiamento azionamento-cnc? cioè qualsiasi azionamento funziona con qualsiasi cnc?

se eseguo il setup azionamento con un cnc poi devo cambiare il setup se viene controllato da un cn differente?

noi avremmo pensato al cnc di cjb http://www.cjb.it/sub-index.html, un pacchetto che contiene cnc-plc

a parere tuo quale grado di difficoltà ha una cosa del genere?

grazie

[walter.r]

cioè qualsiasi azionamento funziona con qualsiasi cnc?

Bella domanda.

Una volta c'era solo il pilotaggio in analogica +/- 10V, e valeva praticamente per tutti i driver e i CNC.

Poi sono arrivati i bus digitali, e qui si è aperto un mondo.

Se lavori in analogico, sei in uno standard, direi, mondiale.

Se lavori in CanOpen ( o un altro bus...), ogni costruttore lo sviluppa a modo suo, quindi bisogna verificare di caso in caso l'accoppiamento driver-CNC.

Per esempio, quello che uso io e che ti ho indicato, ha il CanOpen che va configurato in funzione delle richieste del driver, e ha incorporato il bus digitale proprietario Control Techniques.

se eseguo il setup azionamento con un cnc poi devo cambiare il setup se viene controllato da un cn differente?

Normalmente no, se il CNC è abbastanza intelligente.....

Come ti ho già detto, non conosco il pacchetto di CJB, bisogna vedere cosa ti danno di "già fatto", cioè se il sistema è già pronto per essere programmato in ISO e va solo configurato, o se bisogna scriversi da soli tutte le routine di controllo.

Nel qual caso, lascerei perdere.......

E poi, occorre anche valutare i costi......

[marcoben73]

ciao WALTER

quindi, correggimi se ho male interpretato

ci dotiamo di un cnc che abbia la possibilita di interpolare fino a 16 assi (tipo quello che ci hai indicato)

il quale viene fornito con un interfaccia grafica e completo di funzioni di interpolazione già programmate (correggimi)

l'interfaccia grafica si può installare su pc (se non usiamo interfaccia hardware schleicher)

l'interfaccia grafica consente di settare gli azionamenti e programmare il plc

comunque l'hardware plc si deve acquistare, e si acquistano gli azionamenti delle dimensioni opportune ( per la potenza del motore da muovere)

un azionamento per ogni asse, so che esistono anche azionamenti per due assi....

il tutto con bus compatibile ( correggimi )

dal web schleicher ho notato " fino a 16 assi interpolati in 8nc sottosistemi (riesci a colmare anche questa mia ignoranza)

ho lavorato molto con 840d siemens, con un paio di messe in servizio con loro tecnici

conosco bene la programmazione iso, meno il setting assi.... anche se ho sistemato la dinamica di parecchie macchine cnc

lo steso per plc S7, visto qualcosa.... fatto solo poche modifiche

non mi posso quindi ritenere un esperto in messa in servizio e programmi plc

mi aspettano mesi di duro lavoro

ma non mi spavento

simo voraci di ogni consiglio

grazie a tutti

[akhenaten76]

Applicazione interessante!

Prima di tutto volevo specificare che per poter interpolare tramite CANopen il drive o meglio i drive devono implementare il profilo Interpolated Position mode, che prevede una serie di object dedicati alla parametrizzazione dell'interpolazione.

Onestamente non ho mai affrontato il problema di interpolare tanti assi contemporaneamente e mi sorge qualche perplessità sulla reattività del sistema; mi spiego meglio, quando interpolo tramite bus ci sono continue comunicazioni per tenere sottocontrollo le traiettorie, ovviamente più sono gli assi e maggiore è il traffico in rete.

Necessariamente avrai bisogno di lavorare a frequenze di comunicazione elevate e pertanto la necessita di avere una installazione non esposta a disturbi indotti o riflessioni sulla linea. Considera inoltre che il CAN è un bus che sfrutta i caratteri dominanti per risolvere i conflitti di comunicazione, pertanto avrai gli assi con Node ID basso con precedenza più alta e quindi maggiore controllo rispetto a quelli con ID alto.

Per quanto riguarda CJB, mi è capitato di imbattermi nelle loro apparecchiature CANopen... la mia non è stata un ottima impressione, almeno in quanto a competenza

Onestamente prenderei in considerazione più un sistema OSAI o qualcosa di straniero per il tuo genere di applicazione.

Sicuramente nel sito della CIA (CAN in AUTOMATION) troverai altri dispositivi interessanti.

[walter.r]

quindi, correggimi se ho male interpretato

Hai interpretato benissimo...

l'interfaccia grafica consente di settare gli azionamenti e programmare il plc

No, solo di settare e comandare l'interfaccia con i drivers e programmare i part program ISO, e muovere gli assi con comandi manuali.

Per il PLC occorre un software di programmazione IEC61161 da acquistare a parte

fino a 16 assi interpolati in 8nc sottosistemi

Vuol dire che i 16 assi li puoi "spalmare" su un massimo di 8 macchine diverse. Potresti avere una "macchina" con 10 assi e un'altra con 6, ad esempio, oppure 4 macchine uguali con 4 assi ciascuna.

mi sorge qualche perplessità sulla reattività del sistema; mi spiego meglio, quando interpolo tramite bus ci sono continue comunicazioni per tenere sottocontrollo le traiettorie, ovviamente più sono gli assi e maggiore è il traffico in rete.

Questa cosa è sicuramente vera, ed è da tenere in considerazione.

Chiaramente l'interfaccia analogica +/- 10V è "parallela", cioè viene gestita contemporaneamente per tutti gli assi, mentre un Bus è per forza di cose "seriale", quindi occorre verificare che i tempi siano sufficienti per le prestazioni richieste.

[marcoben73]

Ancora un grazie per le vostre preziose risposte e consigli !!

premettendo che a progetto completo il robot cartesiano ha un totale di 16 assi, anzi 17 ( ASSE X GANTRI ) interpolati

ho pensato di dividere il programma iso generato dal CAM in due parti e sincronizzarle in lavorazione:

la prima per l'interpolazione degli assi LINEARI XYZ e ROTANTI ABC

la seconda per l'interpolazione degli altri 10 assi della nostra atrezaztura!!

che ne pensate?

vedete particolari difficoltà?

Come cnc mi hanno proposto il Delta Tau, lo conoscete? sembra che sia da configurare e non sia poi cosi semplice, nei prossimi giorni dovrei ricevere preventivi e specifiche a riguardo.

Nel frattempo stiamo anche prendendo contatti con le aziende da voi consigliate per avere altri dati da valutare

A presto

marcoben73

[walter.r]

Delta Tau, lo conoscete?

Personalmente, no .

L'idea di scindere gli assi della macchina dall'attrezzatura, quale che sia, è secondo me ottima, ti permette molto maggiore flessibilità, al costo di qualche piccola noia in più per la sincronizzazione.

Domanda, se non è un segreto ( ): la macchina è un centro di lavorazione ?? E l'attrezzatura è un accessorio della lavorazione o qualcosa legato al carico/scarico pezzi ??

Se così fosse, secondo me l'avere due "cervelli" è la cosa migliore.

Posso chiederti di che zona sei ???

Modificato: 4 marzo 2008 da walter.r

[marcoben73]

Ciao,

noi stiamo realizzando il prototipo della sola testa (che comprende i tre assi rotanti A B C e il nostro utensile che ha 10 assi).

La testa va poi montata su un centro di lavoro che fornisce i tre assi cartesiani (X Y Z).

Per avere un'idea guarda le immagini QUI

Noi siamo in provincia di Bergamo

[walter.r]

Per avere un'idea guarda le immagini

Carina, la testolina .......

E' sicuramente un'applicazione interessante, e qui si può davvero scegliere se applicare un CN già fatto o partire da zero, dipende molto dai tempi e dalle competenze a disposizione.

Personalmente opterei per la prima ipotesi, come ti ho già detto.

Occore anche vedere quali sono i limiti di spesa, perchè esistono CN dedicati alla macchina utensile che forse non sono l'ideale per un "oggetto" come quello.

C'è anche un amico che è, penso di poterlo definire così, un "super esperto" della macchina utensile, e combinazione ogni tanto scrive anche su questo forum.

E non è troppo lontano da te.

Se vuoi approfondire la conoscenza con l'apparecchio che ti ho "presentato", sono a disposizione.

Altrimenti, possiamo anche sentire lui cosa farebbe per ottimizzare la tua applicazione.

[marcoben73]

A questo punto però devo fare alcune domande di carattere più "filosofico".

Noi vogliamo produrre solo la testa. Non l'intero centro di lavoro.

L'idea è fornire la testa a chi già produce macchine utensili.

Il CNC lo sceglierà il produttore della macchina o è meglio se lo "imponiamo" noi?

E meglio che il CNC della macchina abbia il totale controllo (6 assi standard + 10 assi custom dell'utensile) oppure è meglio seguire la strada delle intelligenze separate, quindi lasciare al CNC di macchina i 6 assi e "enbedded" nella testa un CNC dedicato per i 10 assi utensile?

Poi c'è la questione test del prototipo per cui mi sembra necessario comunque avere un CNC.

Per questa questione ti possiamo contattare tramite le informazioni del tuo profilo del forum?

[walter.r]

Il CNC lo sceglierà il produttore della macchina o è meglio se lo "imponiamo" noi?

Per quanto ne so, se la musica non è cambiata, il CN lo sceglie il costruttore della macchina, e spesso è il cliente finale che vuole che si monti "...quello che conosce già...".

La vedo dura sul fatto che la tua azienda, in quanto produttrice di un accessorio, possa imporre la scelta del CN.

E meglio che il CNC della macchina abbia il totale controllo (6 assi standard + 10 assi custom dell'utensile) oppure è meglio seguire la strada delle intelligenze separate, quindi lasciare al CNC di macchina i 6 assi e "enbedded" nella testa un CNC dedicato per i 10 assi utensile?

Entrambi le scelte hanno punti a favore e altri contro.

Se è tutto inglobato, è più facile fare programmi pezzo "complessivi", si vede la macchina nel suo insieme.

Nel secondo caso, la soluzione è tecnicamente più flessibile, ma c'è il problema della sincronizzazione dei part-program, se gli assi della testa si devono muovere interpolando con quelli principali della macchina.

per questa questione ti possiamo contattare tramite le informazioni del tuo profilo del forum?

Se vuoi, assolutamente si...