Контроллер - festo.com · not-aus ("АВАР-ВЫКЛ"), затем можно...

Обрезать: Вверху: 61,5 мм Внизу: 61,5 мм Слева: 43,5 мм Справа: 43,5 мм

Контроллер

Описание

Описание системы

Тип

CMXR-C2

Описание754 133

ru 1002NH

Festo GDCP-CMXR-C2-SY-RU 1002NH 3

Издание __________________________________________________________ ru 1002NH

Обозначение ________________________________________ Festo GDCP-CMXR-C2-SY-RU

Номер для заказа ____________________________________________________ 754 133

(Festo AG & Co KG., D-73726 Esslingen, 2010)

Интернет-страница: http://www.festo.com

Эл. почта: [email protected]

Запрещается передавать настоящий документ третьим лицам, а также копировать его, использовать и сообщать кому-либо его содержание без явного разрешения. Невыполнение этого условия обязывает к возмещению ущерба. Все права защищены, в частности право проведения регистрации патента, промышленного образца или образца, оформленный по нормам промышленной эстетики.

http://www.festo.com/�

4 Festo GDCP-CMXR-C2-SY-RU 1002NH

Список исправлений

Составитель:

Название руководства по

эксплуатации:

GDCP-CMXR-C2-SY-RU

Имя файла:

Место сохранения файла:

Номер п/п Описание Указатель

исправления

Дата изменения

001 Составление 1002NH 21.03.2010

Товарный знак

CANopen®, CiA® и PROFIBUS® являются зарегистрированными марками соответствующих

владельцев марки в определенных странах.

СОДЕРЖАНИЕ



1. Введение .................................................................................................................... 8

1.1 Используемые термины ...................................................................................................... 8

1.2 Дополнительные документы ............................................................................................... 9

2. Инструкции по безопасности .......................................................................................10

2.1 Пользование документацией ............................................................................................ 10

2.2 Использование по назначению ........................................................................................ 10

2.3 Квалификация персонала ................................................................................................ 11

2.4 Инструкции по безопасности для этого руководства по эксплуатации ............................. 11

2.5 Инструкции по безопасности для данного продукта ......................................................... 11

2.6 Инструкции по безопасности для данного продукта ......................................................... 12

3. Модульный многоосевой контроллер CMXR-C2 ...........................................................14

3.1 Центральный блок CMXR-C2 ............................................................................................. 15 3.1.1 Интерфейсы CAN ............................................................................................. 16

3.2 Карта памяти .................................................................................................................... 16 3.2.1 Файловая система ........................................................................................... 17 3.2.2 Каталог применений ....................................................................................... 18

3.3 IP-адрес на момент поставки ............................................................................................ 19

3.4 Периферийные модули .................................................................................................... 19 3.4.1 Присвоение адресов периферийным модулям ............................................... 21 3.4.2 Штекеры на передней панели ......................................................................... 21

3.5 Подключение периферийных устройств к разъему CAN X4 .............................................. 23

4. Конфигурация с помощью FCT ....................................................................................24

5. Язык программирования Festo Teach Language (FTL) ...................................................25

5.1 Обработка программ ........................................................................................................ 26 5.1.1 Загрузка программ FTL .................................................................................... 26

6. Пульт ручного управления CDSA-D1-VX .......................................................................28

6.1 Установка .......................................................................................................................... 30

6.2 Коммутационный бокс CAMI-C .......................................................................................... 31

6.3 Отсоединение пульта ручного управления ....................................................................... 32

6.4 Обзор аппаратной части ................................................................................................... 33

6.5 Программное обеспечение .............................................................................................. 34

6.6 Права доступа пользователей .......................................................................................... 35 6.6.1 Уровни пользователей ..................................................................................... 36 6.6.2 Настроенные пользователи при поставке ....................................................... 38



6.7 Обмен данными с многокоординатным контроллером CMXR .......................................... 38 6.7.1 Синхронизация диалоговой программы ......................................................... 39

6.8 IP-адреса на момент поставки .......................................................................................... 39

6.9 Управление с дисплея ....................................................................................................... 40

6.10 Эмуляция CDSA ................................................................................................................. 40

7. Приводные системы ...................................................................................................41

7.1 Конфигурация контроллеров моторов ............................................................................. 41

7.2 Адрес шины CAN, контроллер мотора .............................................................................. 41

8. Рабочие режимы ........................................................................................................42

8.1 Ручной режим ................................................................................................................... 42

8.2 Автоматический режим .................................................................................................... 43

8.3 Остановка кинематического устройства, аварийнаяостановка ....................................... 43

8.4 Повторное позиционирование ......................................................................................... 45

9. Способ активации.......................................................................................................47

9.1 Система CMXR-C2 в режиме Stand-alone .......................................................................... 47 9.1.1 Системные сигналы ......................................................................................... 49

9.2 Приоритет управления и право записи ............................................................................ 50 9.2.1 Режим работы ................................................................................................. 50 9.2.2 Уровень пользователя ..................................................................................... 51 9.2.3 Влияние приоритета управления .................................................................... 51 9.2.4 Пример интеграции ......................................................................................... 52

10. Системы координат ....................................................................................................53

10.1 Системы осевых координат .............................................................................................. 53

10.2 Системы декартовых координат ....................................................................................... 53 10.2.1 Линейные оси X, Y, Z ........................................................................................ 53 10.2.2 Оси вращения A, B, C....................................................................................... 54 10.2.3 Ориентация по Эйлеру ZYZ .............................................................................. 55

10.3 Системы координат кинематики ....................................................................................... 55 10.3.1 Базовая система координат ............................................................................ 55 10.3.2 Система мировых координат ........................................................................... 57 10.3.3 Система координат инструмента ..................................................................... 59 10.3.4 Работа с системой координат инструмента ..................................................... 59

11. Поддерживаемая кинематика .....................................................................................61

11.1 Структура кинематических моделей ................................................................................. 61 11.1.1 Основные оси .................................................................................................. 61 11.1.2 Оси вращения, оси захватов ........................................................................... 62 11.1.3 Слежение за осями вращения ......................................................................... 62 11.1.4 Интерполяция осей вращения ........................................................................ 64



11.1.5 Электрические и пневматические приводы захватов ..................................... 67 11.1.6 Вспомогательные оси ...................................................................................... 68 11.1.7 Программирование приводов захвата и вспомогательных приводов ............ 69 11.1.8 Обозначение последовательности осей для кинематики ................................ 69

11.2 Декартовый линейный портальный привод ..................................................................... 70

11.3 Декартовый двухкоординатный портальный привод ....................................................... 72

11.4 Декартовый трехмерный портальный привод .................................................................. 74

11.5 Кинематическая модель трипода ( EXPT ) ......................................................................... 76 11.5.1 Начало системы координат инструмента ........................................................ 77

11.6 Интерполяция осей........................................................................................................... 79

11.7 Обзор всей поддерживаемой кинематики ....................................................................... 80

A ОГЛАВЛЕНИЕ ..............................................................................................................81

1. Введение


1. Введение В этом документе описывается система "Festo CMXR-C2 - многоосевой контроллер с роботизированными функциями" с программным обеспечением версии 1.0. К этой системе наряду с собственно многоосевым контроллером относится также пульт ручного управления CDSA-D1-VX и его эмуляция на компьютере с помощью программного обеспечения.

Многокоординатный контроллер CMXR-C2 Пульт ручного управления CDSA-D1-VX

1.1 Используемые термины

Обозначение Значение

Центральный блок Основное устройство многокоординатного контроллера CMXR

Многокоординатный контроллер Центральный блок с установленными периферийными модулями

Карта памяти Карта памяти Compact Flash Card CF тип I

FTL Festo Teach Language, язык программирования для многокоординатного

контроллера CMXR, ориентированный на программирование перемещений.

TCP Tool Center Point - центральная точка инструмента

DriveBus Канал связи между многокоординатным контроллером CMXR и контроллерами

моторов Festo на базе CANopen DS402

Festo Configuration Tool (FCT) Программное обеспечение для параметрирования и ввода в эксплуатацию

приводов Festo

FCT PlugIn Программный модуль для определенного устройства в Festo Configuration Tool

(FCT)

Пульт ручного управления CDSA-D1-VX как устройство ввода в эксплуатацию и управления

Эмуляция CDSA Эмуляция функций пульта ручного управления на ПК

CoDeSys Среда программирования ПЛК (управление процессом)

1. Введение


1.2 Дополнительные документы Вся функциональность многокоординатного контролера CMXR-C2 описана в следующих документах:

№ детали Наименование Содержание

571687 GDCP−CMXR−C2−SY-DE Данное руководство по эксплуатации

571693 GDCP−CMXR−C2−HW−DE Описание аппаратного обеспечения CMXR-C2

560315 GDCP−CMXR−SW-DE Базовое программирование семейства CMXR

571705 GDCP−CMXR−C2-ST−DE Специальное руководство по программированию слежения

571699 GDCP−CMXR−C2−CS−DE Программирование в среде CoDeSys

Для устройства управления CDSA-D1-VX также предоставляется 2 документа:

№ детали Наименование Содержание

560333 GDCP-CDSA-SY-DE Руководство по эксплуатации устройства управления CDSA

560339 GDCP-CDSA-SW-DE Инструкция по программному обеспечению CDSA

Внимание

Эти документы доступны на 6 языках: DE (немецкий), EN (английский), ES (испанский), FR (французский), IT (итальянский) и SV (шведский); см. краткую инструкцию по эксплуатации GDSP−CMXR−C2−SY−ML.

2. Инструкции по безопасности



2.1 Пользование документацией Этот документ предназначен для операторов и программистов, работающих с многокоординатными структурами и роботами, которые используют контроллеры Festo CMXR. В нем дается введение в управление и программирование. Обязательным условием является соответствующее обучение персонала.

2.2 Использование по назначению

Предупреждение

Многокоординатный контроллер Festo CMXR не предназначен для решения задач управления, связанных с безопасностью (например: останов в аварийной ситуации или контроль снижения скорости).

Многокоординатный контроллер Festo CMXR согласно EN-13849-1 соответствует категории B и не является достаточным инструментом для реализации функций безопасности персонала.

Для выполнения задач управления и обеспечения безопасности персонала должны приниматься дополнительные меры, которые и в случае неисправности будут обеспечат безопасность всей системы.

При возникновении ущерба из-за несоблюдения этого руководства по эксплуатации компания Festo ответственности не несет.

Внимание

Перед вводом в эксплуатацию необходимо прочесть инструкции по безопасности для изделий в главе 2.5, а также инструкции по безопасности для этого руководства по эксплуатации в главе 2.6.

Если руководство по эксплуатации на предоставленном языке понятно недостаточно, проинформируйте об этом поставщика.

Обязательным условием безупречной и надежной работы системы управления является правильные и квалифицированные транспортировка, хранение, монтаж и установка, а также аккуратное управление и поддержание в исправности.



2.3 Квалификация персонала

Внимание

К обращению с электрическим оборудованием допускается только обученный и квалифицированный персонал.

2.4 Инструкции по безопасности для этого руководства по эксплуатации


ОПАСНО!

Несоблюдение может привести к материальному ущербу и травмированию людей.

Осторожно

Несоблюдение может привести к серьезному материальному ущербу.

2.5 Инструкции по безопасности для данного продукта


ОПАСНО!

При утилизации батарей соблюдайте правила утилизации спецотходов.

Несмотря на то, что батареи имеют небольшое напряжение, при коротком замыкании они могут дать достаточный для воспламенения горючих материалов ток. Поэтому запрещается утилизировать аккумуляторные батареи вместе с проводящими материалами (например, железная стружка, загрязненная маслом проволочные мочалки и т.д.).

Элементы, для которых опасно воздействие статических зарядов: Неправильное обращение может привести к повреждению таких элементов.

Информация

Указания по электромагнитной совместимости находятся в соответствующем руководстве по эксплуатации!




ОПАСНО!

Опасные перемещения!

Опасность для жизни, тяжелые травмы или материальный ущерб из-за неожиданных перемещений приводов!

2.6 Инструкции по безопасности для данного продукта

Предупреждение ОПАСНО! Опасность для жизни из-за недостаточного количества кнопок аварийного выключения NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ")! Кнопки аварийного выключения NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") должны работать и быть доступными во всех режимах работы системы. Разблокировка кнопок аварийного выключения NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") ни в коем случае не должна приводить к повторному неконтролируемому запуску системы! Сначала следует проверить цепь кнопки аварийного выключения NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ"), затем можно включать!


ОПАСНО!

Опасность для персонала и материальных ценностей!

Тестируйте все новые программы, прежде чем вводить систему в эксплуатацию!


ОПАСНО!

Установка дополнительного оборудования и изменение элементов могут отрицательно сказаться на безопасности системы!

Последствиями являются серьезные травмы, повреждение оборудования и нанесение вреда окружающей среде. Поэтому модернизацию или изменение системы путем установки оборудования сторонних производителей необходимо предварительно согласовать с компанией Festo.




ОПАСНО!

Опасное электрическое напряжение!

Если не указано иное, техническое обслуживание выполняется исключительно при выключенном оборудовании! При этом система должна быть защищена от непреднамеренного или несанкционированного повторного включения.

Если требуется проведение измерений и проверок системы, эти работы должны выполняться только квалифицированными электриками.

Осторожно

Допускается использование только разрешенных компанией Festo запасных частей.

3. Модульный многоосевой контроллер CMXR-C2



Многокоординатный контроллер CMXR-C2 является модульной системой управления, состоящей из центрального блока CMXR-C2 с различными коммуникационными интерфейсами, из модулей входа / выхода и пульта ручного управления. Многокоординатный контроллер служит для управления кинематическими процессами комплекта Festo, дополнительными приводами и периферийными устройствами. Программирование выполнено на языке FTL (Festo Teach Language).

Многоосевой контроллер CMXR-C2 наилучшим образом подходит для выполнения задач слежения, для распознавания деталей можно подключать оптические датчики (камера …).

Внимание

Все названные в этом руководстве по эксплуатации примеры и возможности использования являются необязательными и не претендуют на правильность и полноту. При использовании CMXR необходимо соблюдать все соответствующие предписания.



3.1 Центральный блок CMXR-C2 Центральный блок CMXR-C2 является высокопроизводительным процессорным узлом, отвечающим за обработку программ на языке FTL. Комплект поставки включает:

- Центральный блок с …

- 2 разъемами шины CAN,

- 2 разъемами Ethernet.

- Картой памяти CF тип I, емкость 256 Мб

1 Блок питания на 24 В пост. тока

2 7-сегментный дисплей

3 Разъем CAN X4, периферийные устройства

4 Разъем Ethernet X5

5 Разъем CAN X6, DriveBus

6 Разъем Ethernet X7

7 Разъем USB X8

Рис. 3.1 Элементы передней части многокоординатного контроллера CMXR-C2

Обозначение Значение

CAN X6, DriveBus Интерфейс для контроллеров мотора

CAN X4, периферийные

устройства

Подсоединение периферийных устройств, например, пневмоострова

Интерфейс USB, X8 Порт USB для архивации и восстановления программ, а также для получения

диагностической информации при сервисном обслуживании. Дополнительная

информация содержится в руководстве по программному обеспечению CDSA.

Интерфейс USB, X10 Зарезервировано для последующих расширений.

Ethernet X7 Универсальный интерфейс со шлюзом, может использоваться для подключения сети и

ввода в эксплуатацию

Ethernet X5 Локальный интерфейс (без шлюза), предпочтительно для ввода в эксплуатацию

7-сегментный дисплей Информация для диагностики

Блок питания Блок питания на 24 В пост. тока

Таблица 3.1 Центральный блок CMXR-C2

4

6

3

7

5

1

2



Внимание

Для снижения нагрузки сети Ethernet рекомендуется использовать свитч Ethernet.

3.1.1 Интерфейсы CAN Интерфейс CAN X6 системы CMXR-C2 зарезервирован для обмена данными с контроллерами мотора по шине DriveBus. Иное применение невозможно.

С помощью интерфейса CAN X4 можно подключать дополнительные периферийные устройства, например, пневмоострова Festo или электрические модули ввода/вывода. Управление и программирование этих периферийных устройств выполняется под CoDeSys.

3.2 Карта памяти

Данные системы CMXR-C2 сохраняются на карте памяти. На карте сохранены все необходимые для работы данные: операционная система, данные конфигурации и программы перемещений.

Карта памяти вставляется в соответствующий слот. Ввод и извлечение карты памяти во время работы запрещены.

Внимание

При вводе или при извлечении карты памяти центральный блок должен быть отключен от питания. Ввод и извлечение карты памяти под напряжением запрещены.

Тип карты памяти указан в описании аппаратной части центрального блока.



При необходимости легко быстро сделать резервную копию карты памяти. Копирование карты памяти можно выполнить с помощью кардридера на ПК или с помощью программы Festo Configuration Tool (FCT).

Если возникает неисправность аппаратной части системы CMXR или карты памяти, неисправную деталь можно быстро заменить. Для этого не требуется дополнительного программного обеспечения или ПК.

Осторожно

Карта памяти является местом хранения всех данных многоосевого контроллера. Запрещается использовать этот носитель данных для других целей. В противном случае может ухудшиться работоспособность носителя.

3.2.1 Файловая система Карта памяти имеет структуру каталогов, в которых сохраняются такие необходимые данные, как конфигурация, системные и программные данные. Эти каталоги создаются при установке многокоординатного контроллера; запрещается изменять или дополнять эти каталоги. В противном случае нормальная работа системы не гарантируется.

Осторожно

Необходимая структура каталогов создается при настройке многокоординатного контроллера. Запрещается изменять или дополнять структуру каталогов. При таких изменениях нормальная работа системы не гарантируется.

Вид структуры каталогов на карте памяти:

Имя каталога Значение

application Хранение всех данных пользователя: конфигурация, программы и данные программ

protocol Хранение файлов отчета

system Системный каталог

systemsettings Системный каталог

Terminal Системный каталог

Таблица 3.2 Файловые каталоги на карте памяти



В каталоге "application" сохранены все необходимые данные приложения. Это касается конфигурации системы CMXR, а также всех проектов FTL и программ приложения.

Внимание

С помощью модуля Festo Configuration Tool (FCT) создаются и сохраняются на карте памяти все необходимые для работы системные данные, конфигурация и программы FTL.

3.2.2 Каталог применений В каталоге "application\control" сохранены все данные конфигурации, данные проекта и программ FTL.

Вид структуры каталога применений:

В каталоге приложений содержится каталог "control". В этом каталоге находятся следующие каталоги:

Имя каталога Значение

config Целевой каталог конфигурации приложения

ieccontrol Данные для CoDeSys

teachcontrol Содержит все проекты FTL

text Содержит возможные тексты сообщений

Таблица 3.3 Каталог применений

Каталог "teachcontrol" содержит все проекты FTL, каждый из которых сохранен в своем каталоге. В этом каталоге проектов находятся все присвоенные проекту программы FTL. В верхнем дереве каталогов созданы проекты "_global" и "cube".



3.3 IP-адрес на момент поставки В состоянии поставки многокоординатный контроллер CMXR установлен на карте памяти в минимальном объеме для того, чтобы после подачи питания можно было установить сетевое соединение. Заданы следующие настройки сети:

Сетевые параметры X7 Значение

IP-адрес 192.168.100.100

Маска подсети 255.255.255.0

Адрес шлюза 0.0.0.0

Таблица 3.4 Предварительно заданные параметры сети

Для соединения с системой CMXR на ПК необходимо выполнить соответствующие настройки сети.

Внимание

Многокоординатный контроллер CMXR-C2 не работает по протоколу DHCP!

3.4 Периферийные модули Модульный многокоординатный контроллер может быть расширен периферийными модулями серии CECX, эти модули подключаются с правой стороны центрального блока. При этом модули соединяются по системной шине, которая имеет штепсельные контакты.

Место подключения периферийного модуля можно выбрать. Так как каждый модуль имеет собственный адрес, он может однозначно идентифицироваться. К контроллеру CMXR-C2 можно подключить до 12 периферийных модулей.

№ детали Обозначение Значение

567869 CMXR-C2 Центральный блок

552096 CECX-D-16E Модуль на 16 дискретных входов

552097 CECX-D-14A-2 Модуль на 14 дискретных выходов

552099 CECX-D-8E8A-NP-2 Модуль на 8 дискретных входов и 8 дискретных выходов

552100 CECX-A-4E4A-V Аналоговый модуль с 4 входами, 4 выходами по напряжению



№ детали Обозначение Значение

552101 CECX-A-4E4A-A Аналоговый модуль с 4 входами, 4 выходами по току

552107 CECX-C-2G2 Модуль энкодера с 2 входами

553972 CECX-D-6E8A-PN-2 Модуль на 6 входов и 8 выходов с PNP-переключением

553973 CECX-E-4E-T-P1 Модуль измерения температуры, 6 аналоговых входов

553974 CECX-E-6E-T-P2 Модуль измерения температуры, 6 аналоговых входов

553979 CECX-S-S4 Дополнительный модуль RS485/422

565598 CECX-F-PB-S-V1 PROFIBUS шинный узел V1

Таблица 3.5 Периферийные модули системы CMXR-C2

Внимание

Максимально можно подключать до 12 модулей, которые образуют периферийные устройства. Исключением является шинный узел PROFIBUS, в системе может быть только один такой модуль.

Примеры периферийных модулей:

CDCX-D-8E8A-NP-2 CECX-F-PB-S-V1

Модуль на 8 дискретных входов и 8 дискретных выходов Шинный узел (слейв) PROFIBUS

Внимание

Конфигурация модулей осуществляется с помощью Festo Configuration Tool (FCT).

Использование модулей в программах FTL описано в руководстве по программированию системы CMXR.



3.4.1 Присвоение адресов периферийным модулям Каждый периферийный модуль имеет переключатель адреса, который находится под крышкой. Он выполнен в форме поворотного переключателя. Адрес модуля настраивается в переключателе с помощью соответствующего инструмента.

Обратите внимание:

- Модули одного и того же типа должны иметь разные адреса.

- Модули разных типов могут использовать одинаковые адреса.

Внимание

Шинный узел PROFIBUS не имеет переключателя адреса, в системе может быть установлен только один такой модуль.

1 Штекер шины (за заглушкой)

2 Углубление для монтажной рейки

3 Переключатель адреса (адрес модуля)

4 Фиксатор монтажной рейки

3.4.2 Штекеры на передней панели Для электропитания и для подключения кабелей дискретных и аналоговых сигналов используются стандартные штекеры с шагом 5,08 мм. Сигналы энкодера подключаются через разъем SUB-D, полевые шины CAN и PROFIBUS подключаются через соответствующие разрешенные разъемы.

В следующих таблицах показаны необходимые сочетания разъемов и рекомендации по выбору разъемов. По желанию может быть выбрано другое количество точек подключений.

4

1

2

3

4



Периферийный модуль

Тип штекера Кол-во

CMXR-C2 2-контактный для блока питания

9-контактный SUB-D (розетка) для каждой шины CAN

Штекер RJ45 для Ethernet

1

1 … 2

1 … 2

CECX-D-16E

CECX-D-8E8A-NP-2

CECX-D-6E8A-PN-2

CECX-A-4E4A-V

CECX-A-4E4A-A

CECX-E-4E-T-P1

2-контактный для блока питания

8-контактный для сигналов

1

2

CECX-D-14A-2 2-контактный для блока питания



2

1

1

CECX-E-6E-T-P2 6-контактный для сигналов 2

CECX-A-4E-V 2-контактный для блока питания


1

2

CECX-A-4A-V 2-контактный для блока питания


1

CECX-C-2G1 2-контактный для блока питания

Штекер RJ45 для сигналов

1

4

CECX-S-2S1 SUB-D 9-контактный (розетка) 24

CECX-C-2G2 2-контактный для блока питания

2-контактный для сигналов с фиксацией состояния

SUB-D 9-контактный (розетка) для энкодера

1

1

2

CECX-F-PB-S-V1 Штекер PROFIBUS SUB-D (штекер) 1

Таблица 3.6 Штекеры для периферийных модулей системы CMXR-C1

Внимание

Для подключения электропитания периферийных модулей рекомендуется использовать 2-контактные штекеры. Если при вводе в эксплуатацию требуется трассировка сигнальных проводов, электропитание модулей сохраняется.

Обзор доступных штекеров можно получить на сайте http://www.festo.com/katalog.

Изображение 8-контактного штекера NECC-L1G8-C1 с пружинной клеммой

http://www.festo.com/katalog�



3.5 Подключение периферийных устройств к разъему CAN X4

С помощью интерфейса CAN X4 можно подключать обычные периферийные устройства, например, пневмоострова Festo или модули ввода/вывода. Устройства должны поддерживать протокол CANopen DS 301.

Конфигурация и программирование выполняются с помощью CoDeSys.

4. Конфигурация с помощью FCT


4. Конфигурация с помощью FCT

Конфигурация многокоординатного контроллера CMXR-C2 выполняется с помощью программы Festo Configuration Tool (FCT). Это программное обеспечение имеет графическое оформление в форме диалоговых окон для целенаправленного ввода необходимых данных.

Пример окна модуля конфигурации:

С помощью Festo Configuration Tool (FCT) можно конфигурировать, например,

- центральный блок CMXR-C2,

- сигналы периферийных модулей,

- управляюще интерфейсы,

- кинематику процессов,

- динамические данные приводов.

Дополнительная информация содержится в документации плагина CMXR в Festo Configuration Tool (FCT).

5. Язык программирования Festo Teach Language (FTL)



Программы перемещений контроллера CMXR пишутся на текстовом языке программирования FTL (Festo Teach Language). FTL содержит большой запас команд, например, для движений, динамики, ответвлений, циклов и добавления сигналов периферийных устройств. В системе CMXR программа FTL обрабатывается транслятором.

Написание программ FTL может осуществляться оффлайн или онлайн. Для написания программ в оффлайн доступен редактор FTL в Festo Configuration Tool (FCT). Онлайн-программирование выполняется с помощью переносного пульта ручного управления CDSA-D1-VX.

Дополнительная информация содержится в руководстве по программированию системы CMXR.

Пример программы FTL – написана в плагине FCT

Пример программы FTL – пульт ручного управления CDSA-D1-VX:



5.1 Обработка программ В CMXR программа FTL обрабатывается транслятором. Это позволяет быстро делать изменения в программе, которые сразу начинают действовать.

При этом программы FTL считываются не с карты памяти, а сразу из внутренней памяти системы CMXR. Для запуска программы ее сначала следует загрузить с карты памяти. После завершения загрузки программа готова к работе.

Внимание

Из-за объема памяти центрального блока максимальное количество позиций в одном проекте ограничено. О превышении объема памяти сообщается в форме ошибки.

• Предел CMXR-C1: около 1,500 позиций

• Предел CMXR-C2: около 10000 позиций

5.1.1 Загрузка программ FTL Как правило, программы FTL создаются с помощью встраиваемого блока CMXR в Festo Configuration Tool (FCT) и затем при загрузке записываются на карту памяти системы CMXR.

Через Ethernet и с помощью IP-адреса центрального блока CMXR карту памяти также можно связать с ПК. С помощью такого соединения программы FTL будут сохраняться на карте памяти. Эти программы могут загружаться и выполняться внешней системой управления. Для запуска программы с пульта ручного управления необходимо выгрузить весь проект и затем загрузить его заново.

Следует помнить, что все проекты FTL загружаются в каталог application\teachcontrol. Использование и создание других каталогов запрещено. Частая запись на карту памяти сокращает ее срок службы.

Внимание

Необходимо следить за тем, чтобы при загрузке одновременно не выполнялась перезапись и загрузка программы в систему CMXR.

Если загрузка и запуск программ FTL выполняются автоматически, следует использовать блокировки для предотвращения сбоев. Для этого можно использовать интерфейс с подчиненной системой.

Если на карту памяти копируется проект, уже загруженный в память системы CMXR, он не будет обновляться. Для загрузки нового проекта с карты памяти в память системы CMXR следует закрыть активный проект (выполняется выгрузка) и затем загрузить его заново. Это процесс можно выполнить с помощью маски в пульте ручного управления или с помощью внешней системы управления.



Внимание

Активный загруженный проект при записи на карту памяти не обновляется в оперативной памяти системы CMXR. Для обновления данных проект необходимо выгрузить и загрузить снова.

6. Пульт ручного управления CDSA-D1-VX


6. Пульт ручного управления CDSA-D1-VX Все необходимые для работы операции - также корректировку программ FTL - можно выполнять с помощью переносного пульта ручного управления CDSA. Также доступна аналогичная по функциям эмуляция CDSA на компьютере.

на следующем изображении показан пульт ручного управления CDSA, вид спереди:

1 NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ")

2 Стилус

3 Кнопки запуска, останова

4 Кнопки шагового режима

5 Кнопки выбора функций

6 Цветной сенсорный дисплей

7 Кнопки выбора функций

8 Светодиодная индикация

9 Заглушка разъема USB

Рис. 6.1 Пульт ручного управления CDSA

Функция Описание

Выключатель NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ")

2-канальный выключатель NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") категории 3, для встраивания в контур NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ")

Кнопки запуска, останова Для запуска и остановки программы перемещений

Кнопки шагового режима Кнопки для перемещения приводов в разных системах координат

Кнопки выбора функций Кнопки для выбора различных функций, например, системы координат, индикация положения, программирование

Светодиодная индикация Индикация состояний, например, ошибка

Сенсорный дисплей 6,5-дюймовый TFT-дисплей с сенсорным экраном, управляемый пальцем или стилусом

Стилус Стилус для управления сенсорным дисплеем

Интерфейс USB, X8 Для импорта и экспорта программ FTL и сохранения отчетов состояния

Таблица 6.1 Функции пульта ручного управления CDSA, вид спереди

1

2

4

6

3

7

5

8

9

6

1



На следующем изображении показан пульт ручного управления CDSA, вид сзади:

1 Ручка для правши и левши

2 Кнопка подтверждения

3 Кабельный отвод

Рис. 6.2 Пульт ручного управления CDSA - вид сзади

Функция Обозначение

Ручка Пульт ручного управления имеет эргономичную ручку, используемую в качестве опоры для рук и

подходящую для правши и левши.

Кнопка

подтверждения

Слева и справа от ручки (для левши и правши) установлена 3-ступенчатая, 2-канальная кнопка

подтверждения, подготовлено для контура безопасности заказчика.

Кабельный

отвод

При установке кабеля выбирается левое или правое расположение кабельного отвода.

Таблица 6.2 Функции пульта ручного управления, вид сзади

Эргономичная конструкция пульта ручного управления позволяет осуществлять управление в лежащем состоянии пульта, например, на столе. Корпус и ручка обеспечивают удобное для управления положение.

1

3

2

3

2

3

1



6.1 Установка Связь пульта ручного управления и многокоординатного контроллера CMXR осуществляется по соединению Ethernet. Интерфейсом обоих партнеров коммуникации является коммутационный бокс, в котором находятся подключения для пульта ручного управления и системы CMXR.

Обзорное изображение установки пульта ручного управления:

1 Распределительный шкаф

2 Многокоординатный контроллер CMXR-C1/-C2

3 Провод Ethernet (Crossover)/провод Ethernet со свитчем

4 Коммутационный бокс CAMI-C с… 2-канал. NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") 2-канальн. Кнопка подтверждения версия на 24 В

5 Перемычка CAMF-B

6 Кабель NESC-C-D1-x-C1

7 Пульт ручного управления CDSA

Рис. 6.3 Установка - пульт ручного управления CDSA

Коммутационный бокс обычно подключается в распределительном шкафу. Через проем контактный разъем коммутационного бокса защищается от проворачивания и выводится наружу. Для фиксации коммутационного бокса используется контргайка.

Внимание

Для соединения по Ethernet рекомендуется использовать интеллектуальные маршрутизаторы. Только в таком случае можно одновременно подключить ПК (с программным обеспечением FCT) и пульт управления.

Внимание

При установке необходимо учитывать дополнительную информацию в соответствующих руководствах по эксплуатации. При этом в зависимости от способа применения необходимо соблюдать все правила техники безопасности.

1

2

3

6

4

5

7

5



6.2 Коммутационный бокс CAMI-C Пульт ручного управления подключается к системе CMXR через коммутационный бокс. В этом коммутационном боксе имеются следующие разъемы:

- Разъем Ethernet, связь между системой CMXR и пультом ручного управления

- 11-контактная колодка штекерного разъема для

- Электропитание 24 В пост. тока для пульта ручного управления

- 2-канальное подключение аварийного выключателя NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ")

- 2-канальное подключение кнопок подтверждения

1 Колодка штекерного разъема для питания, аварийное отключение и сигналы кнопки подтверждения

2 9-контактный штекер SUB-D, не используется

3 Соединительная резьба для кабеля пульта ручного управления

4 Крепежная гайка

5 Стенка распределительного шкафа

6 Подключение Ethernet

Рис. 6.4 Коммутационный бокс CAMI-C

На изображении показан коммутационный бокс CAMI-C, установленный с наружной стороны распределительного шкафа. Учтите, что проем должен выполняться подходящим инструментом.

6

5

1

3

2

4

6

5

4



6.3 Отсоединение пульта ручного управления Многокоординатным контроллером CMXR можно управлять с внешнего контроллера, т.е. такие команды, как запуск и остановка можно задавать снаружи. Для такого режима работы пульт ручного управления не требуется. Если работы по вводу в эксплуатацию завершены, пульт можно отсоединить.

Если пульт ручного управления отсоединить от коммутационного бокса во время работы, сработает аварийный контур NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") . Возникшую аварийную ситуацию NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") невозможно сбросить из-за разомкнутой аварийной цепи NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ"). Чтобы продолжить работу несмотря на отсоединенный пульт ручного управления (активация может поступать с внешней системы управления), в коммутационный бокс вместо пульта вкручивается перемычка (маркировка CAMF-B-M25-G4).

В перемычке имеется два внутренних мостика 2-канального аварийного сигнала NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ"). По этим мостикам аварийная цепь закрывается, и можно сбросить аварийную ситуацию NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ").

Внимание

Отсоединение пульта ручного управления без размыкания цепи NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") не предусмотрено. Это определяется общей концепцией системы и действующими правилами техники безопасности. Если такое решение необходимо, заказчик может реализовать его в соответствии с действующими правилами техники безопасности.

Осторожно

Выключатель NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ") отсоединенного пульта ручного управления неактивен. Эксплуатирующая сторона обязана убрать этот отсоединенный пульт ручного управления, чтобы исключить ошибочное нажатие неактивного аварийного выключателя NOT-AUS ("АВАР-ВЫКЛ").

1 Перемычка в коммутационном боксе установлена

2 Проволочный канат с ушком для крепления

3 Перемычка

Рис. 6.5 Перемычка CAMF-B-M25-G4

1

2

3

3

2



6.4 Обзор аппаратной части Для подключения пульта ручного управления к коммутационному боксу имеется три готовых кабеля различной длины. Также имеется перемычка для перемыкания аварийных сигналов в отсоединенном состоянии, а также настенный держатель с держателем кабеля для расположения на стене пульта ручного управления.

Тип Значение

CDSA-D1-VX Пульт ручного управления

NESC-C-D1-5-C1 Готовый соединительный кабель, длина 5 м



CAMI-C Коммутационный бокс

NECC-L1G11-C1 11-контактный штекер для коммутационного бокса

CAMF-B-M25-G4 Перемычка для коммутационного бокса

CAFM-D1-W Настенный держатель с полкой для кабеля

Таблица 6.3 Обзор аппаратной части, пульт ручного управления

Готовый соединительный кабель

NESC-C-D1-xx-C1

Настенный держатель

CAFM-D1-W

Коммутационный бокс

CAMI-C



6.5 Программное обеспечение Пульт ручного управления имеет графическую оболочку с легко понятной и интуитивной структурой управления. Для работы с пультом ручного управления не требуются знания программирования и компьютерных программ. Вся информация доступна на английском и немецком языках. Язык выбирается с помощью программного обеспечения пульта, перезагрузка системы при этом не требуется.

Пример графической оболочки, индикация положений:

Пример графической оболочки, редактор программирования:

Дополнительная информация содержится в руководстве по программному обеспечению пульта ручного управления.



6.6 Права доступа пользователей Чтобы работать с пультом ручного управления, пользователь должен при входе указать имя пользователя и пароль. Это предотвращает доступ неуполномоченных лиц к возможностям системы. В графическом формуляре можно выбрать созданного пользователя. После ввода правильного пароля активируются все разрешенные этому пользователю права доступа.

Структура окна выбора пользователя:

В меню управления пользователями можно создавать новых пользователей. При этом каждому пользователю присваивается пароль и уровень прав доступа. Права доступа пользователей поделены на уровни от 1 до 16. Уровень 16 дает все права доступа и должен принадлежать администратору.

Структура окна управления пользователями:



6.6.1 Уровни пользователей В CMXR для каждого пользователя может устанавливаться уровень пользователя с несколькими ступенями от 1 до 15. Максимальный уровень 16 не имеет никаких ограничений, он должен принадлежать администратору.

Список функций с соответствующим уровнем пользователя

Клавиша меню Функция Уровень Запись

Установка Окно настроек 1 -

Пользователь Окно пользователей 1 -

Дисплей Настройка параметров дисплея 1 -

Система Ниспадающее меню для системных настроек 15 -

Блокировка Блокирует сенсорную функциональность на 30 секунд 1 -

Отчет Сервисная область 7 да

Таблица 6.4 Сервисная область


Переменные Окно мониторинга переменных 1 -

Переменная Ниспадающее меню для управления 7 да

Исправление Удаление неиспользуемых переменных 7 да

Проверить использование

Проверить использование переменных 7 да

Таблица 6.5 Функция переменной


Проект Окно проекта 1 -

Загрузка Загрузка программы / проекта 1 да

Открыть Открытие проекта / программы (только передать) 1 да

Закрыть/завершить

Закрыть проект / завершить программу 1 да

Информация Показать информацию о программе 1 -

Обновление Обновить вид проекта 1 -

Файл Работа с файлами 7 да

Исполнение Окно выполнения 1 -

Вид Показать выбранную программу 1 -

Step/Cont Переключение Step / Continue (шаговый/постоянно) 7 да

Выход Выход из программы. 7 да

Таблица 6.6 Функции проекта




Программа Окно программы 1 -

Изменить Изменить выбранную программу 7 да

Макро Последняя команда - повторить вставку 7 да

Новая Вставить новую команду FTL 7 да

ПК Установить указатель набора 7 да

Step/Cont Переключение Step / Continue (шаговый/постоянно) 7 да

Редактирование Функции редактирования программы 7 да

Выбор Выбор строк для вырезки или копирования 7 да

Удаление Удалить выбранные строки 7 да

Отмена Отмена последней операции 7 да

Текстовый редактор

Окно текстового редактора 7 да

Таблица 6.7 Функции программы


Positions Окно положений робота 1 -

Приводы Отображение положений привода 1 -

Axes Показать положения осей робота 1 -

World Показать положения в мировых координатах 1 -

Object Показать положения в координатах объекта 1 -

V-Jog Регулировка толчковой скорости 1 да

Jog Толчковая регулировка системы координат 1 да

Таблица 6.8 Состояние и функции робота


Messages Окно сообщений 1 -

Confirm Подтвердить и сбросить выбранное сообщение 1 да

Confirm all Подтвердить и сбросить все сообщения 1 да

Disp. ID Отображение идентификационных номеров вместо текстов

1

Help Показать справку по выбранному сообщению 1 -

Message Окно журнала сообщений 1 -

Disp. ID Отображение идентификационных номеров вместо текстов

1

Help Показать справку по выбранному сообщению 1 -

Таблица 6.9 Функции сообщения



6.6.2 Настроенные пользователи при поставке При настройке многокоординатного контроллера CMXR автоматически создается 4 пользователя. Эти пользователи служат основой для последующих настроек. Привилегированный пользователь "Администратор" может создавать, изменять или удалять новых пользователей. Дополнительная информация содержится в руководстве по программному обеспечению пульта ручного управления.

Имя пользователя Пароль Уровень пользователя

Администратор admin 16

Сервис service 15

Программист teacher 7

Оператор operator 1

Таблица 6.10 Настроенные пользователи при установке

При перезагрузке системы CMXR или после выхода пользователя активируется так называемый пользователь по умолчанию с уровнем 1. Этот пользователь создан в системе и активен лишь в том случае, когда нет активных пользователей в созданном списке.

Внимание

После запуска системы активен пользователь по умолчанию с выбранным ранее языком.

Внимание

Пользователь "Сервис" необходим системе и не может быть удален. Этот пользователь не может использоваться для работы в системе.

Внимание

Для доступа к многокоординатному контроллеру CMXR по сети (подключение сетевого диска) используются те же пользователи. Но для этих служб права пользователей не имеют значения. Соединение по сети может создать любой пользователь с соответствующим паролем.

6.7 Обмен данными с многокоординатным контроллером CMXR

Обмен данными пульта ручного управления с многокоординатным контроллером CMXR осуществляется по соединению Ethernet с использованием постоянных IP-адресов.

Если необходимо установить связь с другой системой CMXR, пульт ручного управления необходимо переключить на коммутационный бокс нужной системы. Теоретически связь возможна с использованием настройки другого адреса Ethernet, однако из-за аппаратных сигналов кнопок подтверждения это невозможно, так как их соединение определено аппаратной частью.



Внимание

Связь возможна только с CMXR, которому принадлежит коммутационный бокс, так как аппаратные сигналы кнопок подтверждения должны быть присвоены согласно кинематике.

Внимание

Для каждого многокоординатного контроллера CMXR требуется отдельный коммуникационный бокс, он обеспечивает связь с пультом ручного управления.

6.7.1 Синхронизация диалоговой программы При подключении пульта ручного управления к коммутационному боксу подается электропитание и устанавливается связь с системой CMXR. На карте памяти центрального процессорного блока находится диалоговая программа для пульта ручного управления. Для работы пульта ручного управления эта программа загружается в пульт ручного управления и сохраняется там.

При каждом запуске пульта ручного управления сравниваются версии программы в пульте и на карте памяти центрального процессорного блока системы CMXR. Если они разные, программа загружается в пульт ручного управления. Это занимает некоторое время.

Внимание

Диалоговая программа для пульта ручного управления сохранена на карте памяти центрального блока и в пульте ручного управления. Если версии разные, программа из карты памяти загружается в пульт ручного управления.

6.8 IP-адреса на момент поставки Связь между пультом ручного управления CDSA и системой CMXR осуществляется через Ethernet. Пульт ручного управления CDSA поставляется со следующими настройками:

Сетевые параметры Значение

IP-адрес (CDSA) 192.168.100.101

Маска подсети 255.255.255.0

Адрес шлюза 0.0.0.0

Host IP (CMXR) 192.168.100.100

Адреса пульта на момент поставки согласованы с адресами системы CMXR на момент поставки. Если эти устройства используются вместе без подключения сети, дополнительные настройки IP-адресов не требуются.



Внимание

Если пульт ручного управления встраивается в сеть, необходимо обратить внимание на присвоение правильного адреса. В этом случае необходимо изменить адреса, имеющиеся на момент поставки.

Внимание

Многокоординатный контроллер CMXR не работает по протоколу DHCP. Конфигурация должна выполняться через FCT.

6.9 Управление с дисплея Если с сенсорным дисплеем действий не производится, примерно через 2 минуты уменьшается уровень фоновой подсветки для продления срока его службы. Примерно через 10 минут активируется экранная заставка. Дисплей активируется снова посредством прикосновения к нему.

Внимание

При касании дисплея отключается уменьшенный уровень фоновой подсветки или экранная заставка. Активируется полная мощность подсветки.

6.10 Эмуляция CDSA С помощью встраиваемого модуля FCT CMXR на ПК устанавливается эмулятор CDSA. Этот эмулятор обладает таким же объемом функций, что и блок диагностики и обслуживания CDSA-D1-VX и имеет аналогичное управление.

Осторожно

Эмулятор CDSA предназначен только для использования на ПК. В нем нет защитных устройств пульта управления CDSA-D1-VX! Функции аварийного отключения и кнопок подтверждения должны обеспечиваться иным, дополнительным способом!

7. Приводные системы


7. Приводные системы Для выполнения кинематических операций используются исключительно электрические контроллеры моторов компании Festo. При этом можно использовать как сервомоторы Festo, так и шаговые моторы Festo. В настоящее время компанией Festo поддерживаются следующие контроллеры двигателей:

Тип Значение

CMMP-AS Festo Premium, контроллеры сервомоторов

CMMS-AS Festo Standard, контроллеры сервомоторов

CMMS-ST Контроллеры Festo для шаговых моторов

Таблица 7.1 Поддерживаемые контроллеры двигателя Festo

Связь с контроллерами двигателей осуществляется по шине Festo DriveBus, построенной на профиле CANopen DS402 – режим "Interpolated Position Mode".

7.1 Конфигурация контроллеров моторов Параметры каждого контроллера задаются с помощью соответствующего встраиваемого модуля FCT (модуль в программном обеспечении Festo Configuration Tool FCT). Перед совместным запуском с системой CMXR необходим основной функциональный ввод в эксплуатацию привода каждой координаты.

Особенности при параметрировании контроллеров моторов

Управляющий интерфейс: DriveBus

Управление ошибками: нельзя устанавливать группу "Аппаратные концевые выключатели" в положение "Предупреждение" или "Игнорирование".

7.2 Адрес шины CAN, контроллер мотора При связи по шине Festo DriveBus по интерфейсу CAN X6 многокоординатного контроллера CMXR является ведущим устройством (Master), все контроллеры моторов работают как подчиненные устройства (Slave). Выставлен и используется следующий адрес шины для контроллеров:

начиная с CAN-ID 2 по восходящей: Контроллеры моторов для всех основных приводов координат

Затем без пропусков: Контроллеры моторов для всех приводов захватов

Затем без пропусков: контроллеры моторов для всех вспомогательных осей

При максимально допустимом количестве осей (6) используются адреса CAN 2 … 7.

8. Рабочие режимы


8. Рабочие режимы В системе CMXR предусмотрено 2 рабочих режима:

• Ручной режим с уменьшенной скоростью • Автоматический режим

Осторожно

Уменьшенная скорость в ручном режиме не является безопасной функцией. Для выполнения задач управления и обеспечения безопасности персонала должны приниматься дополнительные меры, которые и в случае неисправности будут обеспечат безопасность всей системы.

Выбор режима работы осуществляется с помощью дискретного входа (например, ключевой переключатель) или с помощью сигнала на полевой шине. Активный режим работы показывается соответствующим дискретным выходным сигналом.

В зависимости от предписаний сигналы режимов работы создаются безопасной логической схемой, так как при определенных обстоятельствах для активации режима работы эта безопасная логическая схема должна находиться в определенном состоянии.

8.1 Ручной режим Этот режим используется для наладки кинематических устройств и для отработки программ. Как правило, для этого режима используется пульт ручного управления. При этом ограничивается скорость (например, максимальная скорость TCP по траектории 250 мм/с). Это ограничение скорости не является гарантией безопасности. Для обеспечения безопасности процессов управления или безопасности персонала должны приниматься дополнительные меры.

Функции в ручном режиме:

- Движение кинематического устройства с уменьшенной скоростью. Обязательным условием является нажатая кнопка подтверждения.

- При движении по декартовым координатам макс. 250 мм/сек. на TCP,

- при движении отдельных линейных приводов макс. 250 мм/сек.,

- при движении отдельных поворотных приводов необходимо учитывать выступающий компонент, в самой дальней точке не должно быть превышений скорости в 250 мм/сек. В зависимости от этой длины рассчитывается скорость вращения привода и записывается в конфигурацию.

- Программирование позиций

- Составление и изменение программ

- Тестирование программ в пошаговом и непрерывном режиме с уменьшенной скоростью. Обязательным условием является нажатая кнопка подтверждения



Внимание

Значения уменьшенной скорости конфигурируются с помощью Festo Configuration Tool (FCT). В зависимости от параметров там задаются пределы для максимальных значений скорости.

Для перемещения вручную с помощью пульта ручного управления используются встроенные 2-канальные, 3-ступенчатые кнопки подтверждения. Они подключаются к системе CMXR через дискретный вход.

8.2 Автоматический режим В автоматическом режиме все движения кинематического устройства выполняются на полной скорости. Обрабатываются и выполняются все установленные в программе значения динамики.

Осторожно

В автоматическом режиме возникают очень большие скорости. При работе в этом режиме необходимо соблюдать действующие предписания и использовать защитные устройства для кинематического оборудования.

Перемещение приводов координат вручную в автоматическом режиме невозможно. Кнопки подтверждения на пульте ручного управления не имеют значения.

8.3 Остановка кинематического устройства, аварийнаяостановка

Остановка кинематического устройства осуществляется на траектории. Это означает, что все участвующие в интерполяции приводы тормозят вместе до полной остановки. Для этого системе CMXR требуется сигнал аварийной остановки или сигнал кнопок подтверждения. Если система CMXR затормозит использующиеся приводы на траектории не скоординировано, это может привести к столкновению, например, с инструментом.

Согласованная остановка на траектории выполняется лишь в том случае, если все необходимые для этого приводы готовы к эксплуатации, т. е. не имеют ошибок и неисправностей. Если имеется ошибка, привод невозможно остановить точно по траектории. Как правило, привод этой координаты при ошибке останавливается сам. В таком случае возникает отклонение от траектории, на которое контроллер CMXR повлиять не может.

Осторожно

Несогласованная остановка приводов может привести к столкновению (например, с инструментом), так как возникает отклонение от траектории.



Чтобы система CMXR могла остановить приводы точно по траектории, ей требуется время. Это время длится от сигнала аварийной остановки до заданного допустимого времени отключения мощности приводов соответствующим модулем безопасности. В течение этого времени система CMXR должна успеть остановить приводы точно по траектории. Если она не успеет сделать это, в любом случае вмешается соответствующий модуль безопасности и отключит подачу питания на приводы.

Внимание

Многокоординатный контроллер CMXR выполняет торможение с максимально возможными параметрами траектории, возможными с учетом динамики приводов. Это необходимо учитывать при определении времени торможения.

На следующем изображении показаны сигналы для отключения приводов и остановки подвижных элементов точно по траектории:

В левой части изображения возможна точная остановка по траектории. В правой части мощность привода отключается защитным устройством, например, 2-канальным реле времени.

Внимание

При настройке времени задержки для отключения мощности привода аппаратной частью необходимо соблюдать действующие предписания.

Перемещение

Деблокировка привода,

Сигнал аварийной

Времени достаточно до

точной остановки по

t

Времени недостаточно до точной

остановки по траектории, приводы

останавливаются

t



8.4 Повторное позиционирование В CMXR реализована функция "Повторное позиционирование". Под повторным позиционированием понимается автоматический подход к точке, в которой была прервана программа, и последующее возобновление программы. При этом подход к месту прерывания выполняется автоматически.

Кинематическое устройство может сойти с траектории, например, из-за

- потери высоты приводами, например, при вмешательстве тормозов

- или при ручном перемещении кинематического устройства.

После повторного запуска программы кинематическое устройство напрямую перемещается из фактического положения в место прерывания. Если кинематическое устройство было перемещено вручную, при повторном позиционировании это может привести к столкновению. По этой причине при повторном позиционировании следует учитывать опасность столкновения.

Осторожно! Опасность столкновения!

Повторное позиционирование выполняется непосредственно. Это означает, что приводы напрямую перемещаются из текущего положения в положение прерывания.

Чтобы минимизировать опасность столкновения, перед началом повторного позиционирования кинематическое устройство рекомендуется переместить вручную ближе к месту прерывания. При этом возможно имеющиеся приводы ориентации также необходимо привести примерно в то направление, при котором было прервано движение.

Повторное позиционирование выполняется с заданной скоростью. Эта скорость задается в Festo Configuration Tool (FCT). Рекомендуется выставить здесь умеренные значения динамики, поддающиеся управлению.

Внимание

При вводе значений динамики следует вводить разумные значения, поддающиеся управлению.



Внимание

В зависимости от вида кинематического устройства для повторного позиционирования используется PTP или прямоугольная линейная интерполяция.


Если повторное позиционирование выполняется с прямоугольной линейной интерполяцией, учитываются заданные инструменты на траектории. Это может привести к нежелательным плавным движениям кинематического устройства.

Положение прерывания на траектории

Промежуточное положение

Движение для повторного позиционирования, напрямую

Съезд с траектории, например, при ручном перемещении

9. Способ активации


9. Способ активации Систему контроллера CMXR-C2 помимо пульта ручного управления всегда можно активировать встроенным управлением CoDeSys. Если устанавливается дополнительная вышестоящая система управления, для ее реализации можно использовать права доступа дискретных входов/выходов, PROFIBUS DP, Ethernet TCP/IP или CAN с помощью модулей CoDeSys.

Чтобы облегчить малоопытным пользователям CoDeSys активацию системы CMXR-C2, сохранены различные варианты в качестве шаблонов проекта CoDeSys, функциональность которых при необходимости можно расширить.

Для минимальной конфигурации сохранен шаблон "CMXR-Stand-alone", дополнительную информацию по этой теме см. в руководстве пользователя "Система CMXR с CoDeSys".

Осторожно

При выполнении метода активации необходимо учитывать действующие предписания.

Выбор метода активации осуществляется с помощью Festo Configuration Tool (FCT). Там же устанавливаются необходимые параметры этих способов активации.

Внимание

Количество шаблонов проекта CoDeSys зависит от версии.

9.1 Система CMXR-C2 в режиме Stand-alone В режиме Stand-alone управление движениями осуществляется с пульта ручного управления, только некоторые важные сигналы дополнительно передаются по внутренним ПЛК и их интерфейсу RC на управление движением. Эти сигналы в шаблоне проекта CoDeSys непосредственно наносятся на настроенную 1-ю карту входов/выходов, после этого проект без какого-либо расширения может напрямую загружаться в управление и запускаться.

Внимание

Системные сигналы также могут напрямую обрабатываться в CoDeSys, карта входов/выходов в этом случае не является обязательной

На следующем изображении показан пример установки в режиме Stand-alone:



В этом примере деблокировка привода инициализирована сигналом аварийной остановки через защитное устройство. Этот орган управления может настраивать временную задержку для обеспечения задержки отключения деблокировки привода. Ответом активного режима или при наличии активной ошибки можно активировать сигнальный элемент, например, лампочку.

В следующей таблице указаны все компоненты, рекомендуемые для способа активации "Stand-alone с CoDeSys". Количество периферийных модулей можно согласовать с соответствующим приложением.

Тип Кол-во Значение

CMXR-C2 1 Центральный блок

CECX-D-8E8A-NP-2 1 Модуль на 8 дискретных входов и 8 выходов

NECC-L1G2-C1 2 2-контактный штекер

NECC-L1G8-C1 2 8-контактный штекер

CDSA-D1-VX 1 Пульт ручного управления

NESC-C-D1-5-C1 1 Кабель для пульта ручного управления, например, 5 метров

CAMI-C 1 Коммутационный бокс для пульта ручного управления

NECC-L1G11-C1 1 11-контактный штекер для коммутационного бокса

Таблица 9.1 Элементы CMXR, режим Stand-alone с использованием CoDeSys

CMXR-C2 Пример защитного устройства

Коммутационный бокс CAMI-C

Пульт ручного управления CDSA

Автоматический рабочий режим

Ручной рабочий режим

Сигнал аварийной остановки

Кнопка

Кнопка подтверждения

Сигнал аварийной

дополнительные сигналы аварийного останова

2-канальное исполнение

Приводы

Деблокировка привода

Ответ, ручной режим

Ethernet

Ответ, активная ошибка

Ответ, автоматический режим



Внимание

В режиме Stand-alone рекомендуется использовать как минимум один дополнительный центральный модуль входов/выходов CECX-D-8E8A-NP-2 в многоосевого контроллера CMXR-C2.

9.1.1 Системные сигналы В следующей таблице указаны системные сигналы и задействованные сигналы рекомендованной платы входов/выходов CECX-D-8E8A-NP-2.

Сигнал Обозначение сигнала Значение

Выход 0 doutError Ошибка активна

Выход 1 Свободное использование

Выход 2 doutAutoSelected Активен автоматический режим

Выход 3 doutManSelected Активен ручной рабочий режим





Вход 0 dinEmStop Аварийный останов

Вход 1 dinEnabling Кнопка подтверждения

Вход 2 dinAutoSelected Автоматический рабочий режим

Вход 3 dinManSelected Ручной рабочий режим

Вход 4 Свободное использование




Таблица 2: Распределение системных сигналов

Занятые на плате входов/выходов "обозначением сигнала" точки входов/выходов установлены как предложение по умолчанию. Свободные входы и выходы могут использоваться в качестве сигналов приложения. Присвоение символов точкам входов/выходов выполняется с помощью Festo Configuration Tool (FCT).



9.2 Приоритет управления и право записи Система CMXR может управляться внутренними ПЛК или с помощью пульта ручного управления. Чтобы не возникли проблемы, только одно из устройств может иметь право активно управлять системой CMXR, например, запускать программы. Этот активный участник обладает "приоритетом управления" и тем самым имеет право записи. Пассивное наблюдение всегда доступно любому устройству.

Внимание

Только одно устройство может активно управлять системой CMXR.

9.2.1 Режим работы Приоритет управления устанавливается в модуле управления движением системы CMXR. После запуска системы ни одно из имеющихся устройств управления не обладает приоритетом управления и, таким образом, не имеет права записи. Сначала должен поступить соответствующий запрос. Запрос отправляется в диалоговом окне пульта ручного управления или путем обмена сигналами с внутренним управлением ПЛК. При этом все участники имеют одинаковые права. Первое запрашивающее устройство получает приоритет управления. Если устройству больше не требуется приоритет управления, оно должно отправить его обратно системе управления. Забрать приоритет управления невозможно.

Состояния приоритета управления пульта ручного управления показывается фоновым цветом в поле активного уровня пользователя:

Цвет фона = серый: без права записи / без приоритета управления

Цвет фона = синий: с правом записи / с приоритетом управления

Эти сигналы также передаются на разъеме к внешнему управлению.

На следующем изображении показан пульт ручного управления.

Внимание

Каждое управляющее устройство должно самостоятельно запрашивать приоритет управления и при ненадобности возвращать его. Забрать приоритет управления невозможно. Если связь с устройством прервана, приоритет управления по истечении заданного времени ожидания (таймаут) возвращается к управлению.

Внимание

Если связи с управлением нет и используется пульт ручного управления CDSA, после запуска системы с пульта ручного управления необходимо один раз запросить приоритет управления.

Поле активных уровней пользователя



9.2.2 Уровень пользователя Приоритет управления не зависит от режима работы и уровня пользователя управляющего устройства. Даже на уровне пользователя 16 (администратор) управление можно осуществлять только при наличии активного приоритета управления, получение приоритета управления без его предварительного возврата управляющим участником невозможно.

9.2.3 Влияние приоритета управления Приоритет управления влияет на возможный объем действий участника. Каждый участник системы всегда может выполнять пассивные действия, т. е. он может наблюдать, но не может оказывать влияние, например, на программы или кинематическое устройство. Далее возможности зависят от активного интерфейса. В следующей таблице предоставлен обзор активных и пассивных функций отдельных соединений и участников.

Функция Пульт ручного управления CDSA

CoDeSys

активные функции с правом записи

Медленное перемещение приводов

(Jog)

X X

Программирование позиций X X

Запуск, остановка программ X X

Удаление ошибок X X

пассивные функции без права записи

Выбор рабочего режима X

Сигналы кнопок подтверждения,

аварийный останов X

X

Обмен циклическими данными

входа/выхода

X

Наблюдение за переменными X X

Запись переменных X X

Таблица 9.3 Обзор активных и пассивных функций



9.2.4 Пример интеграции При активации через внешнюю систему управления во внешней системе управления рекомендуется установить переключатель для того, чтобы запрашивать приоритет управления или деблокировать его для других участников (пульт ручного управления). Состояние приоритета управления отображается световым сигналом.

В зависимости от состояния переключателя внешняя система управления получает приоритет управления или отдает его обратно основной системе управления. Также можно интегрировать этот приоритет управления в выбор режимов, например:

- ручной режим без приоритета управления, - ручной режим с приоритетом управления, - автоматический режим.

Для работы в автоматическом режиме внешнему управлению всегда нужен приоритет управления, в противном случае будет невозможно запустить программы.

CMXR-C2

Пульт ручного управления

CDSA

Управляющие сигналы

Внешнее управление

Переключатель для деблокировки

пульта ручного управления

10. Системы координат



10.1 Системы осевых координат Система осевых координат является системой координат, учитывающей все физические оси кинематического устройства. У каждой оси имеется координата в осевой системе координат. Начало координаты находится в нулевой точке соответствующей оси.

По положению система осевых координат привязана к форме и положению механических приводов. Это зависит от механической конструкции кинематических устройств.

Примеры:

Слева на изображении показана кинематическая модель трипода Festo EXPT. Положение приводов и тем самым системы осевых координат зависит от кинематической модели.

Касательно расположения на правом изображении речь идет о декартовой кинематике. Эта механика также имеет систему осевых координат несмотря на то, что перпендикулярно друг к другу оси образую декартовую систему. В системе осевых координат система CMXR учитывает не кинематическую модель, а только отдельные оси, которые могут быть линейными или ротационными.

10.2 Системы декартовых координат Система декартовых координат состоит из 3 взаимно перпендикулярных осей. С помощью преобразования координат система CMXR, в зависимости от внутренней кинематической модели, из отдельных осевых координат рассчитывает декартовую среду.

10.2.1 Линейные оси X, Y, Z В декартовой системе 3 взаимно перпендикулярные оси X, Y и Z образуют прямоугольную систему координат. Они определяются по правилу правой руки.

A1

A3

A2 A1

A3

A2



Большой палец показывает на положительную ось X, указательный палец на положительную ось Y, а средний палец на положительную ось Z.

С помощью этих 3 линейных осей можно, например, перемещать или описывать в пространстве перемещение инструмента в 3 направлениях. В данном случае следует говорить о 3 степенях свободы.

10.2.2 Оси вращения A, B, C С помощью линейных осей X, Y и Z можно описывать положение, например, инструмента. Но если ориентация изменилась, т. е. инструмент повернулся в своем начальном положении, это невозможно будет описать с помощью координат X, Y и Z. Для описания такой ориентации в декартовой системе необходимы ротационные оси (= оси вращения). Они делают оборот вокруг линейных осей X, Y и Z.

При этом первая ось вращения в декартовой системе обозначается как "A", вторая ось вращения как "B" и третья ось как "C". Последовательность вращения в декартовой системе определяется в системе CMXR по принципу Euler ZYZ. Описание дается в следующем разделе.

Направление вращения вокруг оси определяется правилом правого кулака. В таком случае правая рука образует кулак и выставляет большой палец вверх. В таком положении большой палец смотрит в положительном направлении оси, пальцы кулака смотрят в положительном направлении вращения вокруг этой оси.



10.2.3 Ориентация по Эйлеру ZYZ Ориентация по Эйлеру описывает последовательность получения ориентации в декартовой системе. Система CMXR работает при этом по принципу Эйлера ZYZ. При этом получается следующая последовательность вращения: • первая ось вращения A вращается вокруг оси Z, • вторая ось вращения В вращается вокруг оси Y перевернутой системы координат, • третья ось вращения С вращается вокруг оси Z снова перевернутой системы координат.

На изображении показано 3 последовательности вращения по принципу Эйлера ZYZ.

Принцип Эйлера ZYZ благодаря 2 вращениям вокруг оси Z считается более понятным, чем другие последовательности вращения. Так как в направлении оси Z всегда находится ось инструмента, параметры ориентации можно воспроизвести в более понятном виде.

Внимание

Ориентация по Эйлеру описывает 3 степени свободы ориентации в пространстве. Однако этих степеней можно добиться лишь в том случае, если механика кинематического устройства может выполнять эту степень свободы.

Все параметры ориентации в системе CMXR всегда указываются по принципу Эйлера ZYZ.

10.3 Системы координат кинематики

10.3.1 Базовая система координат С помощью расположения осей в пространстве и их параметрирования определяется так называемая базовая система координат. Это декартова система координат. Она определяется, например,

- направлением вращения приводов и

- нулевой точкой оси

. Необходимые настройки выполняются в конфигурации системы CMXR, а также в конфигурации соответствующих регуляторов привода. Чтобы эти настройки были работоспособными, направления прямоугольных осей всегда должны выполнять правило правой руки. Если возникает отклонение от этого правила, кинематика вместе с системой CMXR будет неработоспособна.

Z X

Y

Исходное положение

X‘ Y‘

1. Вращение

вокруг оси Z

Z‘‘

2. Вращение вокруг

перевернутой оси Y

3. Вращение вокруг

перевернутой оси Z

Z

X‘‘ Y‘

Z‘‘

X‘‘‘ Y‘‘



Внимание

При настройке параметров для осей и приводов, влияющих на направления координат, должно выполняться правило правой руки, в противном случае координаты будут неработоспособны.

Положение и ориентация базовой системы координат определяется кинематикой. Способ определения содержится в соответствующем описании кинематического модуля. Все настройки конфигурации делаются так, чтобы выполнялось определение для отдельных кинематических модулей. Описание отдельных кинематических модулей содержится в разделе "0

Поддерживаемая кинематика".

Внимание

Все настройки параметров, например, для осей, приводов должны быть сделаны так, чтобы были выполнены заданные значения для соответствующего кинематического модуля.

На следующем изображении показан Festo трехмерный портальный привод с его базовой системой координат, начало которой образуется из нулевых точек отдельных осей.

10. 9BСистемы координат


Внимание

Базовая система координат по своей форме, как и система мировых координат, является декартовой системой и декартовым началом в кинематике.

10.3.2 Система мировых координат Система мировых координат определена 3 степенями свободы в "мире". В основном базовая система координат и система мировых координат конгруэнтны.

Из-за смещения базовой системы координат система мировых координат может находиться вне рабочего пространства кинематики. Таким образом, многие кинематические модули могут основываться на одинаковой нулевой точке.

Внимание

Если требуется смещение положения и ориентации первоначальной базовой системы координат кинематики, это можно задать с помощью конфигурируемого смещения в Festo Configuration Tool (FCT).

Пример:

Два трехмерных портальных привода установлены в общей системе подачи. В этой системе подачи имеется общая нулевая точка, использующаяся для обоих кинематических модулей. Кинематические модули удалены на расстоянии в 2000 мм, т.е. 3500 мм в направлении оси X системы мировых координат.

X+

Y+

Z+

Базовая система координат



Определение смещения базовой системы координат кинематики основывается на начале системы мировых координат. Проще говоря, базовая система координат устанавливается в систему мировых координат, теперь обе системы координат конгруэнтны. Теперь базовая система координат из начала системы мировых координат перемещается в нужное положение и/или получает соответствующую ориентацию.

Для примера с 2 трехмерными портальными приводами это означает следующее:

- Трехмерный портальный привод 1 имеет базовое смещение X = 2000 мм

- Трехмерный портальный привод 2 имеет базовое смещение X = 3500 мм

Внимание

Смещение системы мировых координат является общей настройкой для кинематики. В программах движения можно задать дополнительные смещения нуля, которые будут активны только во время работы программы.

Внимание

Если базовая система координат не смещается, система мировых координат равна базовой системе координат. В таком случае речь также идет о мировой системе координат.

Система мировых координат

2 трехмерных портальных привода с базовой системой координат

Система подачи

X+

Y+

Z+

Y+

X+

Y+

X+

Z+ Z+

2000 мм 1500 мм



10.3.3 Система координат инструмента Система координат инструмента является декартовой системой и имеет 3 линейных оси и 3 оси вращения , в сумме 6 степеней свободы. Начало системы координат инструмента, как правило, находится на фланце инструмента кинематики. Это начало зависит от кинематической модели. Дополнительная информация содержится в описаниях кинематических модулей.

Ориентация системы координат инструмента сначала равна ориентации базовой системы координат. С помощью определения инструмента или путем использования оси вращения можно определить систему координат инструмента в пространстве.

На следующем изображении показан трехмерный портальный привод с базовой системой координат и системой координат инструмента:

Начало системы координат инструмента образуется рабочей точкой инструмента и называется Tool Center Point (TCP) (точка инструмента). Эту точку инструмента можно задать путем определения инструмента с использованием 6 степеней свободы. С помощью такого определения центр инструмента можно установить на любой инструмент в пространстве. Этот центр инструмента ведется по траектории при декартовых движениях.

10.3.4 Работа с системой координат инструмента С системой координат инструмента можно работать только в ручном режиме. Этот режим можно выбрать, например, с помощью пульта ручного управления CDSA. Систему координат инструмента разумно использовать только для программирования положений и для ручного управления. Если положения заданы программированием, в зависимости от используемых переменных они сохраняются как декартовы положения или как положения осей.

X+

Y+

Z+

Ty+

Tx+

Tz+ Базовая система координат

Система координат инструмента

Рабочая точка инструмента (TCP)



Внимание

Если программирование положений выполняется в выбранной системе координат инструмента, эти положения сохраняются как декартовы положения или как положения осей.

Если выбрана система координат инструмента (например, с помощью пульта ручного управления CDSA), кинематический модуль может перемещаться в пределах заданной системы координат инструмента с помощью своего центра инструмента. Для этого меняется название кнопок Jog на пульте ручного управления.

Если используется ограниченная кинематика, т. е. задействованы не все 6 степеней свободы, для направляющих осей вместо обозначений A, B, C показывается обозначение осей, например, A4.

На следующем изображении показано назначение кнопок пульта ручного управления после выбора системы координат инструмента при ограниченной кинематике.

Оси X, Y и Z инструмента

Ось вращения

11. Поддерживаемая кинематика


11. Поддерживаемая кинематика Система CMXR имеет внутренние кинематические модели. Эти модули описывают вид кинематики, а также соответствующее расположение осей, положение и форму. Ниже описаны все кинематические модели, поддерживаемые системой CMXR. Максимальное количество осей в кинематической модели ограничено 6 осями.

11.1 Структура кинематических моделей Кинематические модели в основном состоят из основных осей и осей вращения (оси захватов). Ниже будет подробно рассмотрено их значение и принцип действия. Для таких кинематических осей дополнительно могут использоваться вспомогательные оси, которые совместно выполняют интерполяцию на целевое положение кинематики.

11.1.1 Основные оси Ось A1, A2 и A3 обычно составляют 3 оси, которые в декартовой системе представляют до 3 линейных осей X, Y и Z. Эти оси могут перемещаться к положениям в декартовом пространстве. Если на основных осях установлен инструмент, их ориентация присоединится к положению основных осей и станет независимой.

На изображениях показаны кинематические модели Festo EXTP, трипод и трехмерный портальный привод. Линейные приводы A1, A2 и A3 образуют основные оси кинематических моделей.

Внимание

Все основные оси являются электрическими приводами, управляемыми системой CMXR. Использование пневматических приводов в качестве основных осей невозможно.

A1

A2

A3 A1

A3

A2



11.1.2 Оси вращения, оси захватов Оси вращения, также называемые осями захватов, установлены в конце основных осей. Эти оси имеют ротационную конструкцию. Может использоваться максимум одна ось вращения, она наряду с 3 степенями свободы основных осей образует дополнительную степень свободы. Вместе с основными осями для кинематической модели будет доступно макс. 4 степени свободы.

На осях вращения находится фланец инструмента, на который устанавливается инструмент. Таким образом с помощью осей вращения можно устанавливать ориентацию инструмента в пространстве, по аналогии с человеческой рукой. Отсюда появился термин "Ось захвата".

Внимание

Если требуется изменение ориентации на траектории, следует использовать электрический поворотный привод, чтобы его можно было интерполировать на траектории.

Для реализации поворотов можно также использовать пневматические приводы, но только со статической ориентацией, которая должна устанавливаться над параметрами инструмента.

11.1.3 Слежение за осями вращения При повороте вокруг оси вращения происходит ориентирование инструмента. Это означает, что ориентация системы координат инструмента, начало которой находится в центре инструмента, изменяется по аналогии с ориентацией оси вращения.

В следующем примере ось вращения поворачивается на +45. По аналогии с этим выполняется поворот системы координат инструмента (Tx и Ty). На систему мировых координат это не влияет.

-

Ось Z

+

Пример: электрический поворотный модуль с одной степенью свободы



Если с помощью программирования на языке FTL (Festo Teach Language) активируется система отсчета, она оказывает воздействие в дополнение к системе мировых координат. Если в системе отсчета создается вращение, которое можно реализовать с помощью степени свободы кинематики (например, вращение вокруг оси Z), выполняется автоматическое слежение за осью вращения. В следующем примере правый контур смещается и поворачивается системой отсчета. Поскольку поворот возможен только вокруг оси вращения, выполняется слежение за ней. Таким образом инструмент направляется ровно относительно контура, как будто без вращения.

Внимание

Если ориентация контура в пространстве выполняется системой отсчета, инструмент автоматически направляется по контуру с помощью оси вращения. Обязательным условием является возможность реализации необходимой степени свободы с помощью оси вращения.

Ty+

Tx+

Y+

X+

Контур без смещения Контур со смещением и вращением с

помощью системы отсчета

Y+

X+

Y+

X+

Ty+

Tx+

Ty+

Tx+ Y+

X+

Система мировых координат Ось вращения = 0 градусов

Ty+

Tx+

Ось вращения = 45 градусов



11.1.4 Интерполяция осей вращения Все оси и оси вращения являются осями кинематики. Движения этих кинематических осей рассчитываются с помощью внутренней кинематической модели, с помощью трансформации координат. Для декартовых движения при этом учитывается декартовое положение и указанная ориентация. При этом не исключено, что несколько приводов будут перемещаться всего при одной команде положения. Это зависит от команды положения, а также от вида кинематики.

В следующем примере на ось вращения установлен изогнутый инструмент. Этот инструмент направляется по траектории, причем ориентация поворачивается на 180 градусов.

На следующем изображении показан вид на движение сверху. При этом вверх инструмент направляется по траектории, в это время выполняется ориентация (вращение на 180 градусов). Декартовы оси X, Y и Z выполняют с наложением на движение по траектории так называемое выравнивающее движение. Оно необходимо для согласования положения, направления и инструмента относительно траектории.

Внимание

Относительно движения осей, идущих за изменением ориентации, речь также идет о выравнивающем движении.

Траектория фланца инструмента

Траектория инструмента

X+

Y+

+ Ось вращения

+

X+

A+

Y+

Z+



Внимание

Так как оси вращения, например, из-за систем отсчета, вращаются автоматически, благодаря слежению, следует следить за тем, чтобы не были повреждены различные провода приложений (кабели, шланги).

При интерполяции оси вращения следует следить за тем, чтобы она при указании декартового положения или положения оси вела себя дифференцированно в пределах своего движения. При использовании декартового положения подход к целевому положению выполняется самым кратчайшим путем для того, чтобы обеспечивать небольшие движения. Если положение указано в координатах оси, ось вращения всегда пройдет запрограммированный путь.


При добавлении осей вращения в движение путем пуско-наладки необходимо гарантировать, чтобы вращение выполнялось в нужном направлении. Рекомендуется провести программирование и протестировать полученные перемещения с помощью пульта ручного управления.



В следующем примере ось вращения находится в положении 40 градусов. Если программируется движение с декартовым положением (положение типа CARTPOS), при котором нужно перейти в положение 320 градусов, будет пройден максимально короткий путь, т. е. привод в этом примере эффективно движется на 80 градусов.

Если вместо декартового положения в движении указывается положение оси (положение типа AXISPOS), привод повернется из положения 40 градусов в положение 320 градусов с учетом знака (плюс/минус). В этом примере привод эффективно поворачивается на 280 градусов.

Траектория инструмента X+

Y+

0°

90°

180°

270°

Траектория поворота при указании положения оси

40° 320°

Траектория инструмента X+

Y+

0°

90°

180°

270°

Траектория поворота при указании декартового положения

40° 320°



11.1.5 Электрические и пневматические приводы захватов Пневмопривод качения не рассматривается как привод захвата, так как он может перемещаться с интерполяцией. Поэтому ему нужно учитываться в пределах определения инструмента.

Осторожно

При использовании пневмоприводов следует постоянно помнить о правильном определении инструмента. Неправильное или неучтенное определение инструмента может привести к столкновениям и повреждениям.

на следующем изображении показано использование поворотного пневмопривода в комбинации с электрическим. На изображении показан участок кинематики трипода с поворотным электроприводом, на валу которого установлен поворотный пневмопривод DRQD с вакуумным захватом.

пневматический вращательный привод DRQD

поворотный электропривод



11.1.6 Вспомогательные оси В отличии от основных осей и осей захватов вспомогательные оси не относятся к кинематической модели и не учитываются кинематической моделью трансформации координат. Вспомогательные оси интерполируются системой CMXR в декартовое движение основных осей и осей захватов в форме движения от точки к точке (PTP).

Внимание

Вспомогательные оси всегда интерполируются вместе для декартового движения. Отдельное, асинхронное движение вспомогательных осей для декартового движения кинематики невозможно.

В следующем примере показано применение вспомогательной оси в кинематике трипода. Вспомогательная ось используется в качестве оси вращения на фланце инструмента, так как это положение отсутствует в кинематической модели трипода.

На изображении показано изменение положения вспомогательного поворотного привода. Так как он не выполняет декартовое движение, другие приводы не выполняют выравнивающее движение. При использовании вспомогательных осей для предотвращения столкновения постоянно должны контролироваться движения.

Осторожно

Если используются вспомогательные оси, во время движений возникает опасность столкновения, так как инструмент (TCP) при определенных обстоятельствах не направляется по траектории кинематических осей. Для отработки движений требуется пуско-наладка.



11.1.7 Программирование приводов захвата и вспомогательных приводов

Эти приводы перемещаются с помощью внутренней интерполяции путем PTP. Для этого вида интерполяции требуется указание динамики, как это происходит при движениях PTP. Это означает, что программируемая декартовая динамика траектории не влияет на динамику ручных и вспомогательных осей.

Для влияния на динамику ручных и вспомогательных осей в дополнение к декартовой динамике требуется указание динамики в процентах, как при PTP.

Внимание

В пределах декартового движения для вспомогательных и ручных осей дополнительно требуется указание динамики для движений PTP. Она указывается в процентах с помощью специальных команд FTL.

Дополнительная информация содержится в руководстве по программированию.

11.1.8 Обозначение последовательности осей для кинематики Основные оси и оси захватов в кинематике описывают последовательность перемещений. Для простого отображения этой последовательности также используются буквы, это позволяет описать цепочку перемещений. С помощью такого обозначения дополнительно указывается вид оси: линейная или ось вращения.

L означает "Линейная ось"

R означает "Ось вращения"

При этом обозначение имеет следующую структуру:

[Строка символов для основных осей] - [Строка символов для осей захватов]

Примеры:

LL-R Кинематика с 2 линейными основными осями и одной осью вращения захвата

LLL-RR Кинематика с 3 линейными основными осями и 2 осями вращения захвата



11.2 Декартовый линейный портальный привод Под линейным портальным приводом понимается декартовая кинематика с 2 основными осями, расположенным расположенными горизонтально и вертикально и тем самым образующими декартовую систему. Эти оси расположены в декартовой системе в порядке X-Z или Y-Z. Вертикальная ось всегда образует декартовую ось Z. Дополнительно на фланце инструмента может устанавливаться поворотный привод.

Кинематика Количество

осей захватов Количество ручных осей

Последователь- ность работы

Линейный портальный

привод без оси вращения

2 0 LL

Линейный портальный

привод с осью вращения

2 1 LL-R

Таблица 11.1 Расположения в линейном портальном приводе

Расположение декартовых осей в порядке X-Z или Y-Z выбирается в модуле Festo Configuration Tool (FCT).

Внимание

Нулевая точка системы мировых координат определяется нулевой точкой осей 1 и 2. Нулевая точка и направление вращения оси вокруг 3 параметрируются так, чтобы система координат инструмента (Tx или Ty, Tz) была конгруэнтна базовой системе координат кинематики.

- Ось 1 +

-

Ось 2

+

Ось 3

X+ или Y+

Z+

A+ +

Tz+

Tx+ или Ty+



Эта уменьшенная кинематика допускает только ограниченные интерполирующие оси вращения, так как отсутствует 3 степень свободы осей для выравнивающих движений инструмента. Таким образом декартовые движения могут выполняться только в направлении имеющихся основных осей 1 и 2.

Пример

Кинематика имеет ось вращения (ось 3), на которой установлен инструмент с определенным центром в пространстве (не вертикально). Декартовое вращение оси 3 должно происходить вокруг центра инструмента, что невозможно из-за отсутствия степени свободы основных осей. Такие вращательные движения должны выполняться с помощью интерполяции PTP, при которой центр инструмента TCP не имеет значения.

Внимание

Для линейного портала из-за отсутствия степени свободы возможно использование осей захватов только с ограниченной интерполяцией.

Внимание

Команды на перемещение в отсутствующей степени свободы невозможны и приводят к ошибке.

Повторное позиционирование линейного портального привода осуществляется с помощью перемещения PTP.

Осторожно

Повторное позиционирование осуществляется с помощью интерполяции PTP. При этом следите за тем, чтобы во время повторного позиционирования на пути не было препятствий перемещениям.

На следующем изображении показан линейный портал Festo:



11.3 Декартовый двухкоординатный портальный привод Двухкоординатный портальный привод является декартовой кинематикой, состоящей из 2 основных осей, расположенных перпендикулярно друг другу в горизонтальной плоскости. Кроме этого портал имеет 2 линейные степени свободы. Эти оси выполнены как X и Y и задействуют плоскость X-Y. Вертикальная ось Z, выполняющая совместную интерполяцию, отсутствует. Движения в направлении Z могут осуществляться, например, с помощью пневматического привода. Дополнительно в этой кинематической модели на фланце инструмента может устанавливаться поворотный привод.

Кинематика Количество осей захватов

Количество ручных осей

Последователь- ность работы

Двухкоординатный

портальный привод без

оси вращения

2 0 LL

Двухкоординатный

портальный привод с

осью вращения

2 1 LL-R

Таблица 11.2 Расположение в двухкоординатном портальном приводе

Внимание

Нулевая точка системы мировых координат определяется нулевой точкой осей 1 и 2. Нулевая точка и направление вращения оси вокруг 3 параметрируются так, чтобы система координат инструмента (Tx или Ty, Tz) была конгруэнтна базовой системе координат кинематики.

+ Ось 2 -

Ось 3 +

Tx+

Ty+

Ось 1

-

+

Y+

A+ X+



Внимание

Для поверхностного портала из-за отсутствия степени свободы возможно использование приводов захватов только с ограниченной интерполяцией.

Внимание

Команды на перемещение в отсутствующей степени свободы невозможны и приводят к ошибке.

Повторное позиционирование двухкоординатного портального привода осуществляется с помощью движения PTP.

Осторожно


На следующем изображении показан двухкоординатный портальный привод Festo с пневматической осью Z:



11.4 Декартовый трехмерный портальный привод Трехмерный портальный привод является декартовой кинематикой, которая с помощью своих 3 основных осей может перемещаться в пространстве. Она содержит основные оси X, Y и Z, расположенные последовательно вертикально. Дополнительно в этой кинематической модели на фланце инструмента может устанавливаться направляющая ось.

Внимание

Нулевая точка системы мировых координат определяется нулевой точкой осей 1, 2 и 3. Нулевая точка и направление вращения оси вокруг 4 параметрируются так, чтобы система координат инструмента (Tx или Ty, Tz) была конгруэнтна базовой системе координат кинематики.



Последователь- ность осей

Трехмерный портальный

привод без оси вращения 3 0 LLL

Трехмерный портальный

привод с осью вращения 3 1 LLL-R

Таблица 11.3 Расположение в трехмерном портальном приводе

Повторное позиционирование трехмерного портального привода осуществляется с помощью движения PTP.

Осторожно


+ Ось 2 -

Ось 4 +

Tx+

Ty+

Ось 1

-

+

Tz+

Y+

A+ X+

Z+

Ось 3

+ -

-



На следующем изображении показан трехмерный портальный привод Festo:



11.5 Кинематическая модель трипода ( EXPT ) Касательно кинематической модели трипода речь идет о параллельной кинематике. В отличии от декартовой кинематики в данном случае оси расположены не вертикально относительно друг друга, расположение осей не образует декартовое пространство. Эта кинематическая модель имеет 3 степени свободы. Дополнительно на фланце инструмента может устанавливаться ось вращения (ось 4).

Внимание

Нулевая точка системы мировых координат определяется нулевой точкой осей 1, 2 и 3. Нулевая точка и направление вращения оси вокруг 4 параметрируются так, чтобы система координат инструмента (Tx или Ty, Tz) была конгруэнтна базовой системе координат кинематики.



Последователь- ностьработы

Трипод без оси вращения 3 0 LLL

Трипод с осью вращения 3 1 LLL-R

Таблица 11.4 Расположение в кинематической модели трипода

Положение декартовой системы координат определяется осью 1 трипода. При проецировании оси 1 на горизонтальную плоскость вектор оси описывает направление декартовой оси X. Положительное направление декартовой оси X определяется отрицательным направлением оси 1.

Ось 4 +

Ty+

Tx+

Tz+

Ось 1 -

+ + +

-

Ось 3 Ось 2

-

X+

A+

Y+

Z+



Внимание

Ориентация системы мировых координат определяется положением оси 1. Если спроецировать ось 1 на горизонтальную плоскость, она будет направлением декартовой оси X.

Внимание

Если при установке трипода требуется ориентация декартовых осей к другой исходной системе, например, к модулю подачи, это осуществляется путем ориентации трипода по оси 1. Точная ориентация устанавливается путем смещения системы мировых координат. Эта ориентация задается в модуле Festo Configuration Tool (FCT).

В связи с особенностями кинематической модели повторное позиционирование для трипода выполняется с помощью декартовой линейной интерполяции.

Осторожно

Повторное позиционирование осуществляется с помощью декартовой линейной интерполяции. При этом следует следить за тем, чтобы во время повторного позиционирования на пути не было препятствий перемещению. Если установлена задача, она перемещается по траектории к точке прерывания.

11.5.1 Начало системы координат инструмента Система координат инструмента с направлениями оси при нулевом положении осей вращения конгруэнтна базовой системе координат трипода. Начало системы координат инструмента находится в середине плоскости фланцевой пластины.

Ось 3

- +

+

+

-

-

Ось 1 Ось 2

X+

Y+



Начало вектора TCP находится в первоначальной нулевой точке системы координат инструмента на фланце инструмента. Вектор TCP смещает систему координат инструмента в соответствии со своим определением. При определении вектора TCP для установленного на фланцевой пластине инструмента необходимо следить за тем, чтобы вектор указывался из начала системы координат инструмента на фланце инструмента. Следует учитывать смещение на фланцевую пластину или прочие навесные модули.

Внимание

При определении вектора TCP следует учитывать значение смещения к фланцевой пластине.

На следующем изображении показана кинематическая модель трипода Festo:

Штоки

Фланцевая

пластина Смещение по Z+

к фланцу

Начало системы координат инструмента

Ty+

Tx+

Tz+

TCP-вектор X

TCP-вектор Z Вектор TCP



11.6 Интерполяция осей Кинематика, для которой не существует внутренней кинематической модели, может активироваться простой интерполяцией оси. Это означает, что все движения будут выполняться только по принципу от точки к точке (PtP). Такие декартовые траектории, как линейная и контурная интерполяция, невозможны. Кроме этого, отсутствуют оси захватов и вспомогательные оси, а также определяемые инструменты (TCP).

На изображении показан пример свободной кинематики с 2 линейными и 2 ротационными осями. Для этой кинематики не существует внутренняя модель, так как оси расположены свободно и поэтому порядок осей не определен. По этой причине также отсутствует система мировых координат и система координат инструмента, имеется только система координат осей.

Последовательность возможных линейных и поворотных перемещений может быть любой и задается с помощью Festo Configuration Tool (FCT).

Внимание

Нулевая точка системы осевых координат определяется нулевой точкой всех осей.

Внимание

При использовании свободной кинематики / положения осей механическое расположение осей неизвестно. Перемещения могут выполняться только по принципу интерполяции точка-точка (PtP). Все действия, выполняемые по декартовой системе, запрещены и приводят к ошибке.

На следующем изображении показаны примеры линейных и поворотных приводов Festo:

Примеры линейных приводов Примеры поворотных приводов

Ось 2

+ Ось 3

Ось 1

+

-

-

+

+

Ось 4



11.7 Обзор всей поддерживаемой кинематики В следующей таблице дан обзор всех поддерживаемых системой CMXR-C1 кинематических моделей.

Название кинематической модели

Количество осей захватов


Вспомога- тельные оси

Декартовый линейный

портальный привод 2 макс. 1 макс. 3

Декартовый двухкоординатный


Декартовый трехмерный


Трипод 3 макс. 1 макс. 3

Свободная кинематическая

модель 6 отсутствует отсутствует

Таблица 11.5 Обзор поддерживаемых кинематических моделей

Нужная конфигурация кинематической модели выбирается в Festo Configuration Tool (FCT).

Внимание

Касательно указанных в таблице осей захватов речь идет об электрических приводах, интерполируемых кинематикой. Использование пневматических приводов поворота и качения в данном случае невозможно. Они должны интегрироваться отдельно путем определения параметров инструмента.

Внимание

Максимальное количество осей = основные оси + оси захватов + вспомогательные оси = 6.

A ОГЛАВЛЕНИЕ


A ОГЛАВЛЕНИЕ C

CDSA 28

А

Аварийный останов Not-Aus 43

Автоматический режим 42

Администратор 35

В

Вспомогательные оси 68

Д

Двухкоординатный портальный привод 72

И

Имя пользователя 35

Интерполяция осей 79

К

Карта памяти 16

Каталог применений 18

Кинематическая модель трипода 76

Коммутационный бокс 30

Л

Линейный портальный привод 70

М

Многокоординатный контроллер CMXR-C2 8

О

Оси захватов 62

Основные оси 61

П

Память данных 16

Пароль 35

Перемычка 32

Повторное позиционирование 45

Права доступа пользователей 35

Право записи 50

Приоритет управления 50

Пульт ручного управления 28

Р

Рабочие режимы 42

Ручной режим 42

С

Система координат инструмента 77

Система осевых координат 53

Способ активации 47

Структура каталогов 17

Т

Трехмерный портальный привод 74

У

Уменьшенная скорость 42

Уровень пользователя 51

Ф

Файловая система 17

Ц

Центральный узел 14

Ш

Штекер 22

Штекеры на передней панели 21

Контроллер - festo.com · not-aus ("АВАР-ВЫКЛ"), затем можно...

Documents