M O T I O N T E C H N O L O G Y Positionscontroller2

Transkript

1 M O T I O N T E C H N O L O G Y 2 Positionscontroller

2 Delta Elektronik A/S besidder den nødvendige know-how til at opbygge et servosystem fra bunden med fokus på følgende... System integration Parameter / Diagnostik Reguleringsegenskaber Stabilitets-problemer Dynamisk optimering Elektromekanisk system Transmissionsvalg Mekanisk stivhed / inerti Moderne maskiner kræver hurtigere cyklus og større præcision Delta Elektronik A/S' forretningsområde Lad Delta Elektronik A/S dimensionere er at levere komplette servo systemløsninger med tilhørende servomekanik opnås bedst mulig systemperformance motor og føringssystem, således at der såvel til avancerede synkroniserings- og samt garanti for, at motor og mekanik interpolations-opgaver som i simple passer sammen. Panasonic AC-servomotor kan monteres på alle ELMORE førings- punkt-til-punkt styringer. typer. Den optimale servoløsning opnås kun gennem perfekt samspil mellem de elektronmekaniske dele og servosystemet. Derfor er det en målsætning for Delta Elektronik A/S at kunne levere servomekanik i form af føringsmoduler, XYZ systemer mv., samt komplette servostyringer. Herigennem sikrer Delta Elektronik A/S den komplette funktion. s s s s TRIO Motion Technology er i dag en af verdens hurtigst voksende producenter af Motion Controllere. Bag succesen står et hold meget dygtige og erfarne servospecialister, derfor er alle TRIOs produkter State of the art, både når det gælder servofunktioner og integration med den øvrige styring. Vi er ikke i tvivl men døm selv. Fuld system-integration med PLC-systemer: Opnå øget servofunktionalitet ved anvendelse af en motion-styring i komplekse styringsopgaver. Se side 4 5. Reducer omkostningerne: Med TRIO i en komplet maskinstyring undgås styringsmix. Se side 6 7. Forenklet fortrådning: Med digital servointerface opnår man, at drev og styring bliver transparent. Se side 8 9. Spar udviklingstid: Opnå hurtigere programmering og gennemførelse af projekt med TRIO s programmeringsstruktur. Se side

3 Markedets stærkeste motion controller Digitalt drive interface 64 akser - ingen konfigurering Controlleren finder og konfigurerer selv de akser, der er tilsluttet. Giver meget forenklet fortrådning og idriftsættelse uden tung opsætning. Ethernet IP kommunikation Ethernet kommunikation med flere protokoller kommunikation til PLC systemer, HMI paneler, visionsystemer og remote access. Hvor tit anvendes der ikke forskellige PLCfabrikater til næsten de samme typer maskinstyringer? Ofte er motion-opgaverne ens, og man kunne med stor fordel drage nytte af de samme servo-funktioner, ved blot at ændre kommunikationen til PLC en, når der skiftes fabrikat. Øget performance i applikationen Flere og hurtigere processorer end tidligere modeller. Hurtigere servostyring giver en hurtigere maskine, cyklustid og performance. Nu kan hele maskinstyringen programmeres i én enkel MC 464 I/O logik HMI interface motion-funktioner. Programmering efter PLCOpen IEC standard Væg mellem flere programmeringssprog ladder (LD) struktureret tekst (ST) eller funktionsblok (FB). TRIOs stærke motion-biblioteker er konverteret til PLC Open standard. Herved kan enhver tænkelig motion-opgave løses hurtigt og effektivt. s s s s s En busstruktur til hvert sit formål... Med TRIO's controller er brugeren ikke fastholdt til én bustype eller busstruktur. TRIOs filosofi er at anvende den bustype, der egner sig bedst til opgaven. Derfor kan deres controllere leveres med flere field busser, der også kan anvendes på samme tid. Profibus eller DeviceNet til PLC kommunikation Ethernet til SCADA/HMI/OPC/PLC kommunikation Modbus for kommunikation til Operatørpaneler CAN bus for digitale I/O EtherCAT, SERCOS eller PanaNET for digital interface til servodrev 4 5

4 Høj performance til komplet maskinstyring Styring af servoakser, hydraulikcylindre, pneumatiske ventiler samt frekvens - Programmér PLC logik og motion-funktioner. MC 464 controlleren er udstyret med en separat processor til håndtering af servo-loopet og en separat til logik. Derfor OPC Remote Client Internet er den nu så hurtig, at den også kan håndtere PLC logik omformere fra én og samme styring. til 64 akser. Den samlede maskinstyring kan programmeres HMI interface og remote access i ladder logik og/eller i struktureret tekst. Herved Med Ethernet IP kan der skabes med op til 1000 digitale I/O og avanceret motion med op kan enhver programmør frit Ethernet TCP/IP - Ethernet IP - Modbus TCP kommunikation til et bredt vælge programmerings- program af HMI paneler. I begge miljø for applika- tilfælde vil det være muligt at få tionen. remote access til både MC 464 Ingen PLC TRIO-controlleren er hele styringen. Med CANopen gives der mulighed for at kombinere anvendelsen af ser voakser, frekvensomformer, controller og HMI panelet for fjern support og service. Herved kan ventilblokke, digitale I/O, operatør status og fejl på servosystem og PLC hurtigt diagnostiseres, der kan foretages onlineændringer og interface o.l. downloades programmer. TRIO s motion-coordinator er udviklet til I/O moduler og I/O logik servostyrings o pgaver og samtidig kan den håndtere op til 1000 digitale I/O. MC 464 controlleren har integreret Disse I/O tilsluttes som decentralt placerede mo- firmware konfigurering for duler. Et hurtigt bus-interface mellem controlleren kommunikation til I/O moduler fra og I/O modulerne sikrer den fornødne hastighed WAGO, MUUR og MicroInnovation. der kræves i dynamiske maskinstyringer. Herved kan man frit vælge det distribuerede I/O system, som Modulopbygning giver muligheder for at konfi- passer bedst til opgaven. gurere styring efter behov. Ligeledes vil styringen efterfølgende kunne udbygges med flere servoakser, kommunikationskort og flere I/O. Register input.. Realtids-positionsregistrering < 1 my sek. hurtig synkronisering af Produkt-spacing og bevægelse i forhold til print mærket in-line justering på folien. Produkter der kommer med vilkårlig afstand løbende beregning af Roterende kniv positionskorrektionen, således at CAM funktionen sikrer, at folien er produktet oprettes og synkroniseres i skåret og limet det rigtige sted i forhold til trykket på folien. forhold til printmærket og produktets position. Giver fleksible løsninger ved 6 produktomstilling. 7

5 Installationen sker hurtigt og fortrådningen bliver enkel. TRIO controlleren indeholder alle drevparametre, så opsætning af et nyt drev Sæt adressen efter evt. et nedbræk bliver en enkel og hurtig sag uden brug af anden software. Drev og styring bliver nu transparent. Link dem sammen Hurtig installation er nøgleord i nutidens maskinstyringer... Tænd Controllen Link 64 servoakser sammen med et standard Ethernet kabel Idriftsættelsen og parameteropsætning af et servosystem skal helst ikke blive en øget omkostning. Med Panasonics RTEX Real Time Express som er et realtidsbaseret Ethernet interface, opnås en effektiv løsning med en meget forenklet fortrådning mellem servodrev og positionscontrolleren. Auto konfigurering MC 464 controlleren scanner automatisk hele netværket ved opstart. Derefter linkes alle fundne drev automatisk ind til den fysiske akse konfiguration i controlleren. Nu kan de anvendes direkte i applikationen uden anden opsætning. Cyklisk sendes status på drev, fejl koder, aktuelt moment, position og hastighed. På den måde overvåger MC 464 controlleren hele tiden status på drevne, disse data er også tilgængelige ved remote access. s s s s s s Med Panasonic RTEX interface opnås Ren digital styring af servodrev med fuld interpolation. Adgang til alle drev-parametre fra TRIO controllerens software. Hurtig og tidsbesparende fortrådning: Hurtig system set-up. Automatisk drive-opsætning ved controller power-up. Multi-akset styring op til 64 akser med opdateringstid < 250 microsec. En busstruktur, der er egnet til avancerede servofunktioner. 8 9

6 Flyvende klip/skæring Flyvende etikettering og bearbejdning CAM operationer til pakkelinier CONNECT Elektronisk gear alt i en kommando CONNECT-funktionen er en simpel udførelse af elektronisk gearing mellem to eller flere akser. Masteren kan være en kontrolleret akse, en ekstern encoder eller en virtuel akse. Elektrisk hovedaksel Elektronisk knastaksel og high speed positions-registrering Stærke servofunktioner gør en forskel Hurtig og nøjagtig positions-registrering er ofte en afgørende faktor for præcisionen. Frem for alt ønsker man en minimal og konstant tidsforsinkelse fra signalet trigges til positionen er registreret. Med REG_IN registreres postionen af en akse med en forsinkelse på 0,001 ms. Hvilket er 10 til 100 gange bedre end de hurtigste PLC styringer. MOVELINK Flyvende klip alt i en kommando Det vigtigste i de fleste avancerede servoapplikationer, er synkrone master/slave bevægelser. MOVELINK-funktionen kaldes med føl gende data: Synkrondistance, master distance, accelerationsdistance samt til hvil ken akse der skal synkroniseres til. MOVELINK er herved en færdig funk tion, der genererer: Synkroniseringer til klip, fylde-operation og roterende stans mv. Kombinationen af TRIO s egne kommandoer/funktioner med programmeringen i struktureret tekstform eller i henhold til PLC-Open, sikrer et overskueligt og effektivt program til servoapplikationer, hvor den traditionelle hovedaksel, special gear, knaster og aksler, erstattes af individuelle intelligente digitale drev. Dette medfører en simplere og mere fleksibel maskin- CAMBOX Elektrisk CAM-skive alt i en kommando CAMBOX er en viderudvikling af MOVELINK kommandoen. Dog tilføjet en tabel med dataværdier for den ønskede positionsprofil på slaveaksen. Herved opnås samme funktion som en mekanisk CAM-skive, men langt mere fleksibel. 10 konstruktion. 11

7 Motion Perfect er blevet controllerens Project Manager. Udover udvikling af applikationsprogrammer så anvendes Motion Perfect også til: Drev konfigurering monitorering af status for projektet håndtering af PLCOpen funktioner til Motion-bevægelserne og PLC rutiner. Motion Perfect TRIO s let tilgængelige udviklingsmiljø Online-generering af projektets dokumentation... Motion Perfekts funktion DocMaker genererer automatisk dokumentation til projektet med udskrifter af: Applikations programmet, oversigt med program funktioner, I/O lister, globale og lokale variabel lister. DocMaker giver ligeledes et overblik over strukturen i projektets opbygning, samt overvåger for dobbelt anvendelse af globale, lokale variabler samt digitale I/O. TrioBasic programmerne skrives i Trio s eget gratis udviklingsmiljø MotionPerfect. Dette program assisterer programmøren, således at udviklingsprocessen foregår i ét samlet program. MotionPerfect er ligeledes et kraftfuldt værktøj ved indkøring af maskinen og servosløjferne, idet programmet inkluderer: s s s s s s Project Manager og off-line simulering af bevægelser og program. Akse, PID, positions og hastigheds statusmonitor. Program Compiler og Debugger: Grafisk Oscilloskop for analyse. Online hjælpefunktion til kommandoer og servofunktioner. Online monitorering af servo-parametre: Status af digitale og analoge I/O. Konfigurering og initialisering af digitale servodrev

8 Trio-Controllerne kan programmeres i flere forskellige sprog i henhold til standarden IEC Alle TrioBASIC, funktioner og kommandoer er tilgængelige som funktionsblokke i henhold til PLCOpen. Således kan enhver programmør let tilgå TrioBasic, og enhver ny programmør vil have let ved at tilegne sig sproget. Anvend struktureret tekst og opnå væsentlige fordele... Trio har udvidet den alm. Basic-syntax på en sådan måde, at udviklingen af servo-programmer falder i lette sekvenser: UNITS = encoder counts/mm SPEED = 100 UNITS => [mm/s] ACCEL = 300 UNITS => [mm/s^2] MOVE(200) Flyt Aksen +200 [mm] WAIT IDLE Vent på at bevægelsen er færdig WAIT UNTIL plc_ok Vent på kvittering fra PLC MOVE(-200) Flyt Aksen 200 [mm] GOSUB error_check Udfører ErrorCheck-SubRutinen GOTO LOOP Fortsætter løkken Bemærk WAIT åbner mulighed for simpel og veldefineret sekvensstyring. IEC PLC Open programmering PLC funktionaliteten i TRIO controlleren er stærkt forbedret ved mulighed for at udvikle applikationsprogrammet i henhold til PLC-Open standarden. Nu kan PLC logikken og alt I/O håndtering, programmeres i Ladder diagrammer og motion funktionerne kan implementeres som funktionsblokke. Controllerkernen giver også mulighed for eksekvering af PLC rutiner samtidig med at avancerede servo-funktioner, skrevet i struktureret tekst, bliver udført. Tidssvarende maskinstyringer i dag anvender komplekse styringsalgoritmer, der er tidskrævende, besværlige og dyre at implementere i en PLC med f.eks. Ladderprogrammering. Derfor er TRIO- Basic en programmeringsform, i struktureret tekst, der på enkelt vis giver øgede muligheder samt reducerer udviklingstiden. Debugging er en væsentlig del af idriftsættelsen af et multi-akset servosystem. I hver programblok kan der indlægges break points som automatisk giver stop i program udførslen. Eller programmet kan afvikles i single-step. s s s s s s s s Struktureret tekst er udviklet til motion-programmering... Højniveau struktureret programmering: Reducerer udviklingstiden. Giver lettere program-læselighed og vedligeholdelse. Omfattende mulighed for kommentarer i programmet. 64 bit Floating point 48 bit integer-præcision Præcise beregninger. Globale og lokale variabler. UNITS-styring i maskinenheder. Feks. mm eller grader. Debugging funktion med break-point eller singlestep funktion. Online hjælpefunktion under programudviklingen

9 TRIOs motion-coordinator MC 464 er baseret på en høj performance 64 bit 400 MHz MIPS processor, men er stadig designet som en økonomisk effektiv løsning til servosystemer med op til 64 servoakser med digitalt servointerface. Lineær interpolation op til 4 akser. Cirkulær interpolation. Helikal interpolation. CAM profiler. Elektronisk gearing. Sammenkædede bevægelser. Elektronisk knastaksel. Virtuel akse. MC464 motion-controller fra 4 til 64 akser... Registrering af position på input. TRIO MC 464 features... MC 464 er en fleksibel enhed, der kan modulopbygges med op til 64 servo-akser og op til 1000 digitale I/O. Profibus eller DeviceNet interface for kommunikation til PLC-systemer. Alle akser kan udføre lineær og cirkulær interpolation, elektronisk gearing eller CAM-funktioner, hvilket dækker behovet i selv de mest avancerede servoapplikationer. Med TRIO s option moduler kan styringen opbygges med: Ekstra encoder input som reference til masterakse, analoge udgange, absolut encoder feedback via Panasonic RTEX interface, high speed registreringsinput og high speed positions-relaterede udgange. Som standard er controlleren konfigureret med: 16 digitale I/O og 2 analoge input. Separat højhastigheds CAN bus for tilslutning af ekstra distribuerede digtiale I/O og analoge I/O moduler. Et eller flere moduler for kommunikationskort: Profibus, DeviceNet eller Ethernet alt efter PLCbehovet. Modbus interface for kommunikation til standard operatør paneler eller HMI. En eller flere MC 464 kan linkes sammen via et Real Ethernet modul for indbyrdes kommunikation og synkronisering af servo clocken. Herved kan der udvides med mere end 64 synkrone akser. De 64 servoakser er baseret på anvendelse af digitalt servointerface. De 64 akser opnås med 2 stk. Panasonic RTEX interface eller via EtherCAT eller SERCOS interfaces. Alle relevante data og status kan ændres og læses i servodrevet over de digitale servo interfaces. Ligeledes opnås en meget simpel og tidsbesparende fortrådning. s s s s s s s s 400 Mhz 64-bit MIPS processer: Høj regne kapacitet. Op til 64 servo eller 24 step akser. Virtuelle akser og ekstra encoder. Modulopbygning med Option board konceptet. Struktureret programmering med specielle servofunktioner. Multitasking med op til 18 samkørende tasks 10 tasks til PLC programmering. Memory Stick for enkelt program- loading eller data-medie. Profibus, DeviceNet og Ethernet kommunikation. Op til 1000 digitale I/O via CAN-bus interface

10 Drevspecifikationer Actual speed (r/min) Corresponds to wide frequency range (-1500Hz) Suppresses vibration quickly Servomotor og drev fra 50 W 5 kw Real time Autotuning A4-serien har automatisk tuning af PID regulatoren i real tid, hvilket giver optimale regulerings parameter ved skiftende inertiforhold. Tuningsalgoritmen kan også kompensere for stivheden i det mekaniske system, således at Without notch filter funktionen kan anvendes i remtræksenheder såvel som spindel løsninger med høj stivhed. Hurtigere hastighedsrespons båndbredden er øget til 1kHz og giver dermed et hurtigere hastighedsrespons i motoren der også medvirker til en bedre opløsning. Effect of notch filter With notch filter s Fra 50 W og op til 5 kw 50ms/div 50ms/div s s s Servomotor med absolut multi turn feedback Dynamisk respons frekvens 1000Hz Ingen parametre tuning Real time auto-tuning Notch filter. A4-seriens Notch filter og Troque-Observer er kraftigt forbedret. Notch filteret sørger for elektronisk udkompensering af mekaniske vibrationer i f.eks. kuglespindler og lejere. Observeren kan fjerne vibrationer og resonansfrekvenser, hvilket fører til reduktion af støj samt en mere jævn rotation i maskinen. s s s Notch filter hurtig vibrations dæmpning Kompakte motorer og drev Real tid Ethernet drev bus RTEX Minas series A4 AN A4P A4 AN A4P Minas E Rated power 50W to 5kW 400W to 7.5kW 50W to 400W Velocity response frequency 1000Hz 400Hz Rated/max. rotational speed 3000/5000 rpm Rated torque 0.16 to 15.8Nm 1.9 to 57.2Nm 0.16 to 1.3Nm Peak torque 0.48 to 47.6Nm 5.3 to 137Nm 0.48 to 3.8Nm Moment of inertia to 19.7 x 10-4 kg m² 2.45 to 288 x 10-4 kg m² to 0.2 x 10-4 kg m² Pulses 2500 pulses/rev. Incremental Resolution 10,000 Encoder Pulses 17-bit resolution Absolute Resolution 131,072 Control method Pulse train Ethernet Digital input Pulse train Ethernet Digital input Pulse train Control modes Position, velocity, torque, full-closed Position, internal speed 18 19

11 MSMD-serien W Motorspecifikationer Motor dimensions MSMD 50W 750W (LOW INERTIA) HIGH QUALITY CONNECTORS 50W 750W Dimensions are subject to change without notice. Contact us or a dealer for the latest information. Minas A4 series (low inertia) Motor output 50W 100W 200W 400W 750W Motor model MSMD5AZP1 MSMD012P1 MSMD022P1 MSMD042P1 MSMD082P1 Rotary encoder specifications 2500P/r incremental LL Without brake With brake LR S LA LB LC LD LE 3 LF LG LH LN LZ LW LK Keyway KW 3h9 4h9 5h9 6h9 KH RH TP M3 x 6 (depth) M4 x 8 (depth) M5 x 10 (depth) Mass (kg) Without brake With brake AC200V Motor model MSMD5AZP1 MSMD012P1 MSMD022P1 MSMD042P1 MSMD082P1 Applicable driver Model no. MADDT1205 / MADDT1205N MADDT1207 (N) MBDDT2210 (N) MCDDT3520 (N) Frame symbol Frame A Frame B Power supply capacity (kva) Rated output (W) Rated torque (N m) Momentary max. peak torque (N m) Rated current (Arms*) Frame C Max. current (Ao-p) Regenerative brake Without option No limit 2 frequency With external brake (times/min) 1 resistor No limit 2 Rated rotational speed (r/min) 3000 Max. rotational speed (r/min) Moment of inertia Without brake of rotor (x10-4 kg m 2 ) With brake Recommended moment of inertia ratio of the load and the rotor 3 Smaller than 30 times Smaller than 20 times Rotary encoder specifications 2500P/r Incremental Resolution per single turn 10,000 Protective enclosure rating IP65 (except shaft through hole and cable end connector) Ambient temperature 0 C to 40 C, storage : -20 C to + 80 C Ambient humidity 85%RH or lower (free of condensation) Environment Installation location Indoors (no direct sunlight), free from corrosive gas, inflammable gas, oil mist and dust Altitude 1000m or lower Vibration resistance 49m/s 2 or less Mass (kg), ( ) represents holding brake type 0.32 (0.53) 0.47 (0.68) 0.82 (1.3) 1.2 (1.7) 2.3 (3.1) Brake specifications (This brake will be released when it is energized. Do not use this for braking the motor while it is running.) Static friction torque (N m) Engaging time (ms) Releasing time (ms) 4 20 ( ) 15 ( ) 20 ( ) Operating current (DC) (A) Releasing voltage DC 1V or more Operating voltage DC 24V ±5% Permissible load Radial load P-direction (N) During assembly A-direction (N) B-direction (N) Radial load P-direction (N) During operation A-direction (N) B-direction (N) *rms = root mean square 20 21

12 MSMA-serien 1kW-5kW Motorspecifikationer MSMA 1kW 5kW (LOW INERTIA) LG LL Dimensions are subject to change without notice. Contact us or a dealer for the latest information. LF LR LE 6 Sh6 7 ø LB h7 LH ø Minas A4 series (low inertia) Motor output 1.0kW 1.5kW 2.0kW 3.0kW 4.0kW 5.0kW Motor model MSMA102P1 MSMA152P1 MSMA202P1 MSMA302P1 MSMA402P1 MSMA502P1 Rotary encoder specifications 2500P/r incremental LL Without brake With brake LR S LA /145 (slot) 145 LB LC LD LE 3 6 LF LG 84 LH LZ LW LK Keyway KW 6h9 8h9 KH 6 7 RH Mass (kg) Without brake With brake Connector/Plug specifications Refer to Minas A4 Manual 4- ø LZ LW LK W RH W KW 1kW 5kW AC200V Motor model MSMA102P1 MSMA152P1 MSMA202P1 MSMA302P1 MSMA402P1 MSMA502P1 Applicable driver Model no. MDDDT5540/N MEDDT7364/N MFDDTA390/N MFDDTB3A2/N Frame symbol Frame D Frame E Frame F Power supply capacity (kva) Rated output (W) Rated torque (N m) Momentary max. peak torque (N m) Rated current (Arms*) Max. current (Ao-p) Regenerative brake frequency (times/min) 1 Without option No limit With external brake resistor No limit 2 No limit 2 Rated rotational speed (r/min) 3000 Max. rotational speed (r/min) Moment of inertia of rotor (x10-4 kg m 2 ) Recommended moment of inertia ratio of the load and the rotor 3 Rotary encoder specifications Without brake With brake Smaller then 15 times 2500P/r Incremental Resolution per single turn 10,000 Protective enclosure rating IP65 (except shaft through hole and cable end connector) Ambient temperature 0 C to 40 C (free from freezing), Storage : -20 C to + 80 C Ambient humidity 85%RH or lower (free from condensing) Environment Installation location Indoors (no direct sunlight), free from corrosive gas, inflammable gas, oil mist and dust Altitude 1000m or lower Vibration resistance 49m/s 2 or less Mass (kg), ( ) represents holding brake type 4.5 (5.1) 5.1 (6.5) 6.5 (7.9) 9.3 (11.0) 12.9 (14.8) 17.3 (19.2) Brake specifications (This brake will be released when it is energized. Do not use this for braking the motor in motion.) Static friction torque (N m) Engaging time (ms) Releasing time (ms) 4 15 (100) 50 (130) Operating current (DC) (A) Releasing voltage DC 2V or more Operating voltage DC 24V ±10% Permissible load Radial load P-direction (N) During assembly A-direction (N) B-direction (N) During operation Radial load P-direction (N) A-direction (N) B-direction (N) *rms= root mean square 22 23

13 Delta Elektronik A/S Husby Allé Taastrup Telefon Telefax Synergi Website