TwinCAT NC I – Achsinterpolation in drei Dimensionen

Bahnen fahren mit dem PC

TwinCAT NC Interpolation (NC I) ist das NC-System für interpolierende Bahnbewegungen. TwinCAT NC I bietet eine 3-D-Interpolation (Interpreter, Sollwertgenerierung, Lageregler), eine integrierte SPS mit NC-Schnittstelle und eine I/O-Anbindung für Achsen über den Feldbus. Alle gängigen Feldbussysteme und Programmierstandards der CNC-Welt, wie DIN 66025, werden unterstützt. TwinCAT NC I substituiert herkömmliche Achsbaugruppen und CNC-Steuerungen durch offene PC-Lösungen. TwinCAT NC I nutzt die PC-Leistung und ermöglicht Achsregelung unter Windows NT/2000/XP/Vista/CE. Hardwarebaugruppen werden in Software nachempfunden und dadurch überflüssig.

 

TwinCAT-NC-I-Interpreter

Als bewährte Beschreibungssprache von Maschinenabläufen dient die in der DIN 66025 festgelegte Syntax. Ergänzend hierzu existiert eine Erweiterung der DIN-Syntax um praktisch einsetzbare Funktionen:

• Unterprogramm- und Sprungtechnik
• programmierte Schleifen
• Nullpunktverschiebungen
• Werkzeugkorrekturen
• Werkzeuge
• M- und H-Funktionen

 

3-D-Interpolation

Es werden folgende Geometrien vom Interpreter unterstützt:

• Gerade im Raum
• Kreise in allen Hauptebenen
• Kreise im Raum
• Helices mit Basiskreisen in den Hauptebenen

 

TwinCAT-NC-I-Bedienoberfläche

Eine im TwinCAT System Manager integrierte Bedienoberfläche informiert über sämtliche Soll- und Istwerte sowie über die physikalischen und logischen Zustände der Interpolationskanäle und Interpolationsachsen. Ferner werden mit dem System Manager die NC-Struktur und sämtliche NC-Parameter festgelegt.

Online-Umkonfiguration von Achsen

Einzelne PTP-Achsen können im Stillstand der Achsen zu neuen Interpolationsgruppen flexibel zusammengestellt und im Anschluss als PTP-Achsen rekonfiguriert werden. Somit lassen sich sämtliche PTP-Eigenschaften wie Referenzierfahrt, Werkzeugwechsel etc. nutzen.

 

SPS-Bausteine zur Interpolation

Um ein einfaches Interface zur Achsinterpolation zu schaffen, existieren SPS-Bausteine, mit denen durch eine anschauliche, tabellenförmige Beschreibung Aufträge für den Interpolationskanal erzeugt werden können.

 

TwinCAT-NC-I-Bahndynamik

Ruckbegrenztes Profil, das zu jedem Zeitpunkt Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position auf der Bahn beschreibt, sowie die zugehörigen, transformierten kartesischen Achsgrößen. Die maximal zulässigen dynamischen Grenzwerte können jederzeit aus dem NC-Programm geändert werden.

 

TwinCAT-NC-I-Bahn-Override

TwinCAT NC I verfügt über einen Geschwindigkeitsoverride, der synchron auf sämtliche Achsen wirkt.

 

Mindestgeschwindigkeit an Geometrieübergängen

Für viele Anwendungen ist es nötig, während der Bearbeitung (Laser, Schweißen) eine Mindestgeschwindigkeit an Geometrieübergängen nicht zu unterschreiten. Zu diesem Zweck kann die Mindestgeschwindigkeit parametriert werden.

 

Kurvengeschwindigkeitsreduktion

TwinCAT NC I stellt zwei Reduktionsmethoden zur Verfügung, welche die Geschwindigkeit an benachbarten Geometrieübergängen heruntersetzt. Die Parameter für diese Geschwindigkeitsreduktion sind aus dem NC-Programm veränderbar.

 

„Look Ahead”

Der „Look Ahead“ arbeitet über alle eingegebenen Einträge und verbindet, soweit inhaltlich erlaubt, benachbarte Geometrien.

 

Slavekopplung an Bahnachsen

Eine Master-/Slavekopplung an eine Bahnachse ist möglich, unabhängig um welchen Slavetyp es sich hierbei handelt.

 

Geometrisch-dynamische Glättung mit Splines

Um eine bestmögliche geometrische und dynamische Glättung an Segmentübergängen zu erreichen, können automatisch Bezier-Splines eingefügt werden.

 

Diagnose- und Optimierungsmöglichkeiten

Zu Diagnose- und Analysezwecken können alle Zustandsvariablen ausgelesen und angezeigt werden. Ein ideales Tool stellt in diesem Zusammenhang das TwinCAT ScopeView dar, mit dem alle internen und externen Variablen aufgezeichnet werden. Zu diesen Variablen gehören z. B. Bahngrößen (Soll- und Istgrößen) wie Bahngeschwindigkeit, Bahnbeschleunigung, tangentialer und orthogonaler Bahnfehler, sowie sämtliche kartesische Größen wie Position, Geschwindigkeit, Schleppabstand etc.

Technische Daten	TwinCAT NC I
PC-Hardware	Standard-PC/IPC-Hardware, keine Zusätze
Betriebssysteme	Windows NT/2000/XP/Vista, Windows NT/XP Embedded, Windows CE
Echtzeit	Beckhoff-Real-Time-Kernel als Bestandteil von TwinCAT
Laufzeitsystem	NC-Interpolation inklusive TwinCAT NC PTP und PLC
Anzahl Achsen	3 Achsen pro Gruppe, 1 Gruppe pro Kanal, max. 31 Kanäle, Hilfsachsen
Achstypen	elektrische Servoachsen, Schrittmotorantriebe
Interpreterfunktionen	Unterprogramm- und Sprungtechnik, programmierte Schleifen, Nullpunktverschiebungen, Werkzeugkorrekturen, M- und H-Funktionen, Restweglöschen
Geometriefunktionen	Geraden und Kreise im 3-D-Raum, Kreise in allen Hauptebenen, Helices mit Basiskreisen in allen Hauptebenen
Achsfunktionen	Online-Umkonfiguration von Achsen in Gruppen, Bahn-Override, Slavekopplung an Bahnachsen
Programmierung	DIN 66025-Programme für NC-Interpolation, Zugriff über Funktionsbausteine für TwinCAT PLC nach IEC 61131-3
Debugging	Online-Monitoring im TwinCAT System Manager mit folgenden Anzeigen: aktuelle Soll-/Istposition (Schleppabstände aller Achsen), aktuell bearbeitete NC-Programmzeile, aktuell interpretierte NC-Programmzeile, Kanalstatus
I/O-System	freie Feldbusauswahl: EtherCAT, PROFIBUS DP/MC, CANopen, DeviceNet, Interbus, SERCOS, Lightbus, Ethernet, PC-Hardware (Printer-Port, COM-Port, USB), PC-Karten: generische Memory-DPRAM-Unterstützung
Connectivity	Variablenzugriff über OPC, Beckhoff-ADS-OCX/DLL (Automation-Device-Specification)

Bestellangaben
TwinCAT NC I	Lizenz zur Nutzung der Interpolations- und PTP-Positionierungssoftware mit integrierter IEC 61131-3-SPS TwinCAT PLC, enthält Programmiersoftware und Laufzeitsystem