automatización de procesos mediante sistemas de control · pdf fileconocedores de ello,...

Automatización de procesos mediante sistemas de control de movimientos

basados en

AAuuttoommaattiizzaacciióónn ddee pprroocceessooss mmeeddiiaannttee ssiisstteemmaass ddee ccoonnttrrooll ddee mmoovviimmiieennttooss

bbaassaaddooss eenn

CNC CCNNCC

CCoonnttrrooll ddiissttrriibbuuiiddoo OOppeenn MMoodduullaarr AArrcchhiitteeccttuurree CCoonnttrroollss

RT-Linux

Linux

TTiieemmppoo RReeaall

AAllbbeerrtt SSààeennzz CCoorroommiinnaa IInngg.. ddee TTeelleeccoommuunniiccaacciióónn

[email protected] [email protected]

wwwwww..iinnaavvccnncc..ccoomm

[email protected]@iies.es

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

CNC desde 1982

CONTENIDO Sección 1: ASPECTOS GENERALES.................................................................................................. 1

1.1 Que es un CNC .............................................................................................................. 1 1.2 CNC vs PLC. .................................................................................................................. 1 1.3 BREVE HISTORIA.......................................................................................................... 1 1.4 CONTROL DE MOVIMIENTOS: Motores y Accionamientos (Drivers)........................... 1

1.4.1 Motores y sus tipos. ..................................................................................................... 1 1.4.2 Motores de Alterna (AC) o asíncronos ......................................................................... 2 1.4.3 Motores Paso a Paso ................................................................................................... 2 1.4.4 Motores DC o de continua............................................................................................ 2 1.4.5 Motores AC síncronos o Brushless�............................................................................. 2

1.4.5.1 Motores LINEALES.................................................................................................. 2 1.4.6 Accionamiento eléctrico ............................................................................................... 2 1.4.7 Accionamiento mecánico ............................................................................................. 2 1.4.8 Accionamiento: parametrización para cada eje. .......................................................... 2

1.5 SENSORES.................................................................................................................... 2 1.5.1 Sistemas de captación o de lectura de posición. ......................................................... 2 1.5.2 Otros tipos. Sensores inteligentes................................................................................ 2

1.6 CAMPOS DE APLICACIÓN DEL CNC........................................................................... 2 Sección 2: PROGRAMACION............................................................................................................... 3

2.1 NORMA ISO (DIN 66025)............................................................................................... 3 2.2 EJEMPLO PRACTICO. .................................................................................................. 3

Sección 3: EVOLUCION ....................................................................................................................... 3 3.1 INFORMATICA ............................................................................................................... 3 3.2 CICLOS FIJOS ............................................................................................................... 3 3.3 PROGRAMACION �SIMBOLICA� ................................................................................... 3 3.4 DNC (Direct Numerical Control) ..................................................................................... 3 3.5 CAD/CAM/Post-procesado - CIM ................................................................................... 3 3.6 PLC y CNC ..................................................................................................................... 4 3.7 TICK (Tiempo de Ciclo) .................................................................................................. 4

Sección 4: Aplicaciones prácticas. Otros servos de control.................................................................. 4 4.1 EDM (electroerosión)...................................................................................................... 4

4.1.1 Comparativa con el mecanizado tradicional................................................................. 4 4.2 LASER............................................................................................................................ 4 4.3 PULIDO .......................................................................................................................... 4 4.4 INGENIERIAS................................................................................................................. 4 4.5 ROBOTICA ..................................................................................................................... 4

Sección 5: Control Digital...................................................................................................................... 5 5.1 MOTORES AC BRUSHLESS y DRIVERS DIGITALES. ................................................ 5 5.2 CNC DIGITAL. ................................................................................................................ 5

5.2.1 Comparación entre sistemas: características y conexionado. ..................................... 5 5.2.2 Algunos modelos presentes en el mercado: ................................................................ 5 5.2.3 La solución desde iNAV electrónica (VLTIMA cnc):................................................ 5

5.2.3.1 CLIENTES. .............................................................................................................. 5 5.2.3.2 CNCs ....................................................................................................................... 5 5.2.3.3 SERVIDOR. ............................................................................................................. 5 5.2.3.4 Principales características del cnc digital de iNAV. ................................................ 6 5.2.3.5 CNC Vltima sobre plataformas incrustadas o �embedded� y pocket PC o PDA .... 6 5.2.3.6 CNC Vltima on a CHIP........................................................................................... 6

5.3 BUSES DE CAMPO. CONTROL DISTRIBUIDO............................................................ 6 5.4 SISTEMAS ABIERTOS. ................................................................................................. 6 5.5 SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS. ..................................................................... 6 5.6 SISTEMAS ADAPTATIVOS, EXPERTOS E INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA).............. 6 5.7 MECATRONICA. ............................................................................................................ 6

CNC desde 1982

Comentario: ��FFrreenn

ccuuaannttaa mmááss aaccttiivviiddaadd ppooúúnniiccaa ooppcciióónn

Sección 6: Alta velocidad.......................................................................................................................7 6.1 NIVEL DE EXIGENCIA Y CONTROL MECANICO. Jerk Control, Look Ahead, Nurbs. ..7 6.2 MOTORES LINEALES. ...................................................................................................7 6.3 CINEMATICA PARALELA...............................................................................................7

Sección 7: CNC VLTIMA (sesión práctica) ............................................................................................7 7.1 VERSION DE EVALUACION: obtención.........................................................................7 7.2 INTRODUCCION A ESTE SISTEMA ABIERTO como base de un Control Digital. ........7 7.3 EJERCICIO PRACTICO de uso y programación sobre una aplicación real. ..................7

Sección 8: Sobre iNAV electrónica, SL..............................................................................................8 8.1 Introducción.....................................................................................................................8 8.2 Algunos precentes...........................................................................................................8 8.3 Algunos sectores dónde ya estamos presentes..............................................................8 8.4 La base constructiva y de conocimiento..........................................................................9 8.5 La aplicación ...................................................................................................................9 8.6 Nuestra oferta..................................................................................................................9 8.7 El dominio........................................................................................................................9

ttee llaa iinneevviittaabbllee ppéérrddiiddaa ddee tteejjiiddoo iinndduussttrriiaall,, mmááss iinntteennssiivvoo mmaannoo ddee oobbrraa,, aa ccaauussaa ddee llaass ddeessllooccaalliizzaacciioonneess yy cceesseess ddee rr llaa vvoollaattiilliiddaadd ddee llaass iinnvveerrssiioonneess eenn llaa eeccoonnoommííaa gglloobbaall,, llaa eess ccoommppeettiirr eenn ccoonnoocciimmiieennttoo aapplliiccaaddoo��.

La innovación tecnológica para la mejora de cualquier producto implica muchos factores y, en particular el CNC, destaca de entre todos ellos.

CNC desde 1982

Sección 1: ASPECTOS GENERALES El propósito del curso es el de dar una visión general, desde un punto de vista

eminentemente práctico, sobre el dispositivo en el que más se apoya la automatización: el CNC.

1.1 Que es un CNC

El CNC controla y gestiona a la máquina, pero ¿qué hace exactamente? ¿cuál es su primordial función?

Del �cómo lo hace�, se ocupará el resto de la exposición. Videos ilustrativos:

Gantry (pórtico) Laser ROBOT Deburring Polishing Motion control

1.2 CNC vs PLC.

PLC: Programmable Logic Control. CNC: Computer Numerical Control.

Frecuentemente se confunden ambos términos.

1.3 BREVE HISTORIA. La introducción de las máquinas con CNC, su mercado, la evolución en nuestro país, ...

1.4 CONTROL DE MOVIMIENTOS: Motores y Accionamientos (Drivers).

Elementos de los que se dispone para llevar a cabo la automatización.

1.4.1 Motores y sus tipos. 1-Motor AC asíncrono 2-Motor Paso-Paso 3-Motor DC 4-Motor AC síncrono o Brushless

Repaso a la denominación que reciben los accionamientos eléctricos que los �pilotan� (Drivers).

Curso CNC (Alberto Sáenz: [email protected]) 1

CNC desde 1982

1.4.2 Motores de Alterna (AC) o asíncronos

1.4.3 Motores Paso a Paso

1.4.4 Motores DC o de continua

1.4.5 Motores AC síncronos o Brushless�

1.4.5.1 Motores LINEALES

1.4.6 Accionamiento eléctrico Exposición sobre la función de la electrónica empleada para pilotar o accionar al motor.

1.4.7 Accionamiento mecánico Guiado y tipos de Transmisión. Defectos.

1.4.8 Accionamiento: parametrización para cada eje. Variable requeridas para que el CNC pueda gobernar adecuadamente a un eje.

1.5 SENSORES.

1.5.1 Sistemas de captación o de lectura de posición.

1.5.2 Otros tipos. Sensores inteligentes. Visión general de estos dispositivos y su avance debido a la tecnología incrustada.

1.6 CAMPOS DE APLICACIÓN DEL CNC. CNC especializados y de propósito general. Breve repaso en donde se aplican.


CNC desde 1982

Sección 2: PROGRAMACION Mediante la edición se genera un programa que será ejecutado posteriormente por la máquina.

2.1 NORMA ISO (DIN 66025) El programa escrito en formato ISO (DIN 66025) para ser asimilado por el sistema de control.

2.2 EJEMPLO PRACTICO. Fácil introducción al lenguaje de los CNC a través de un claro, práctico y sencillo ejemplo:

Sección 3: EVOLUCION La evolución pasada de los CNC desde diferentes puntos de vista y como consecuencia de

algo.

3.1 INFORMATICA

Breve exposición de la contribución del Software al desarrollo de los CNC.

3.2 CICLOS FIJOS

Como objetivo para simplificar la programación.

3.3 PROGRAMACION �SIMBOLICA� Al igual que el punto anterior pero dotándole de flexibilidad.

3.4 DNC (Direct Numerical Control)

La ejecución de un programa infinito permaneciendo �en línea� con un ordenador o... llevar a sus últimas consecuencias el término DNC como en el �Caso� de una importante compañía de óptica.

3.5 CAD/CAM/Post-procesado - CIM El diseño de piezas e incluso de las propias máquinas no sería

concebible sin el uso del CAD/CAM y la vinculación de estas funcionalidades aplicativas con el CNC a través del Post-procesado.


CNC desde 1982

El advenimiento de la era del CIM es ya por fin un hecho debido a la incorporación del CNC en las TICs.

3.6 PLC y CNC Determinante en la evolución de las máquinas la incorporación de esta funcionalidad al CNC.

3.7 TICK (Tiempo de Ciclo) La velocidad de proceso en los CNC es fundamental desde diferentes puntos de vista. El concepto de �Tiempo Real�, altamente determinista, es llevado a su máxima expresión por

esta aplicativa.

Sección 4: Aplicaciones prácticas. Otros servos de control.

4.1 EDM (electroerosión).

¿Que es?. ¿Donde se aplica?

4.1.1 Comparativa con el mecanizado tradicional. Muestra mediante distintas transparencias las

ventajas de un método frente al otro

4.2 LASER

Que requiere desde el punto de vista del CNC. Presentación mediante videos que muestran diferentes campos de

aplicación.

4.3 PULIDO

El disco de pulir: un simple trapo de algodón. Las consecuencias de ello hacen de esta aplicación que sea algo

singular.

4.4 INGENIERIAS

La necesidad de las empresas de automatizar cualquier proceso.

4.5 ROBOTICA

La proliferación de los robots es ya un hecho incuestionable y se está llevando a cabo en todos los sectores.

El CNC es una parte fundamental y los fabricantes de robots,

conocedores de ello, desarrollan y fabrican su propia unidad de control.


CNC desde 1982

Sección 5: Control Digital Las �nuevas� tecnologías emergentes han propiciado el cambio.

5.1 MOTORES AC BRUSHLESS y DRIVERS DIGITALES.

Los �Drivers� digitales y la contribución importante de estos como parte �inteligente�.

5.2 CNC DIGITAL.

Sistema CNC

Cliente 6Cliente 2

Internet

Cliente 3

Cliente 4

Cliente 5

Servidor (PC)

CANBus, ...

Regulador velocidad 3

Regulador velocidad 2 Regulador velocidad 3

IODA

IODA

CLIENTESLOCALES

CLIENTESREMOTOS

Red local

CNC 1 (PC Embeded)

CNC 2

CNC 3Cliente 8

Cliente 7 (PDA)

CNC 7(Chip)

CNC

CNC4

(Proceso)

CNC5CNC6

Su nueva arquitectura y concepción.

5.2.1 Comparación entre sistemas: características y conexionado. De un sistema propietario a otro abierto y distribuido.

5.2.2 Algunos modelos presentes en el mercado:

5.2.3 La solución desde iNAV electrónica (VLTIMA cnc): La última generación de CNCs es un paso

definitivo hacia la concepción del Control Numérico como una aplicación software.

El CNC digital se compone de las siguientes

partes: 1. Interfaz de usuario (o Cliente) 2. Gestor de CNCs (o Servidor) 3. CNC.

5.2.3.1 CLIENTE Cada Aplicativa donde es necesaria:

• Interfaz de Usuario Gráfico. • Editor de programas. • Programación de Movimientos en manual

o semiautomático. • Diagnóstico Remoto. • Procesos �Off-Line�. • O simple enlace con el Servidor.

5.2.3.2 CNCs Los CNC externos pueden estar en forma de hardware

�embedded� o integrados en un único C.I. (�CNC on a Chip�) .../... .../... o pueden ser procesos internos que se alojan en el propio Servidor

5.2.3.3 SERVIDOR El Servidor recibe las peticiones de los

Clientes y transmite o recibe las ordenes de los CNCs. Igualmente transmite a estos Clientes la información reportada por los CNCs como, cuando y desde donde haya sido


CNC desde 1982

seleccionada por cada Cliente determinado.

5.2.3.4 Principales características del cnc digital de iNAV. Conexión a los Reguladores mediante CAN bus (protocolo

CANOpen). Admite gestionar hasta 254 ejes en un mismo PC mediante el uso de 2 canales CAN.

Conexión a los módulos I/O remotos vía CAN bus (protocolo CANOpen). Total de recursos que pueden ser asignados son:

• 2048 entradas digitales. • 2048 salidas digitales. • 256 entradas analógicas de 16 bits. • 256 salidas analógicas de 16 bits. • 256 entradas como contadores para. Encoders lineales o

rotativos, Volante Electrónico, etc... Servidor preparado para contener en un mismo PC de 1 a 16

CNCs. (Multicanal). Más características de cada aplicación en www.inavcnc.com

5.2.3.5 CNC Vltima sobre plataformas incrustadas o �embedded� o PDA

5.2.3.6 CNC Vltima on a CHIP Reducción en el tamaño hasta sus últimas consecuencias...

5.3 BUSES DE CAMPO. CONTROL DISTRIBUIDO. La solución actual: CANopen. La próxima: Ethernet.

5.4 SISTEMAS ABIERTOS. La arquitectura de sistema abierto como especificación de prestaciones y/o

servicios. Los controles abiertos presentan ventajas para todos los colectivos implicados.

5.5 SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS. Una rápida visión como un dispositivo de este tipo, aportando aun más

posibilidades al sistema.

5.6 SISTEMAS ADAPTATIVOS, EXPERTOS E INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA)

La IA requiere de la aportación del CNC digital como un subproducto de esta.

5.7 MECATRONICA. La �sinergia hace la fuerza� y, por ende,... el movimiento.


http://www.inavcnc.com/

CNC desde 1982

Sección 6: Alta velocidad

Con el advenimiento de la revolución experimentada por la tecnología de fabricación, el Mecanizado a Alta Velocidad se ha hecho realidad.

6.1 NIVEL DE EXIGENCIA Y CONTROL MECANICO. Jerk Control, Look Ahead, Nurbs.

La implicación del CNC en todo este asunto.

6.2 MOTORES LINEALES. La aportación de estos y sus ventajas e inconvenientes.

6.3 CINEMATICA PARALELA. La máquina tradicional frente a la cinemática paralela. El �esfuerzo computacional� que

representa.

Sección 7: CNC VLTIMA (sesión práctica)

Presentación sobre la versión de evaluación de las características introducidas en apartados anteriores.

7.1 VERSION DE EVALUACION: obtención. http://www.inavcnc.com/register.php

7.2 INTRODUCCION A ESTE SISTEMA ABIERTO como base de un Control Digital.

7.3 EJERCICIO PRACTICO de uso y programación sobre una aplicación real.

Rectificadora y sus singularidades: • Muela en movimiento de Vaivén. • Incorporación de Volante Electrónico. • Equipo medidor �in-process� lector del diámetro de la pieza. • Cadencia del ciclo de diamantado de la muela debe ser programable.


http://www.inavcnc.com/register.php

CNC desde 1982

Sección 8: Sobre iNAV electrónica, SL

8.1 Introducción

iNAV es una empresa cuyo capital es 100% español, dedicada al control electrónico en el campo industrial en general y, en particular, al desarrollo de Controles Numéricos y su aplicación a la automatización y control de procesos. El objetivo de este documento es el de presentar el enfoque de nuestra empresa mirando hacia el futuro, la cual cosa nos debe aportar un mejor conocimiento del presente y los pasos a seguir para ir más allá de lo inmediato.

8.2 Algunos precentes

• La lente progresiva de la empresa INDO no se hubiera podido llevar a cabo sin nuestra participación y aportación.

• La empresa ROLEX (Suiza), tras una larga búsqueda a nivel mundial, optó por nuestra solución para automatizar, abaratar y, lo que es más importante, garantizar la calidad constante de su producto en la fase del pulido y abrillantado de sus relojes.

• SKIS ROSSIGNOL España, después de haber probado otras soluciones que no se adaptaban a sus exigencias, hace unos cuantos años, tomó la decisión de utilizar nuestros productos para automatizar los procesos propios de manufactura de skis y snowboards.

• VALEO (a través de la firma Infranor España) sigue utilizando nuestras soluciones en diversos procesos que automatiza directamente la propia empresa.

• Ford, Seat, Jaguar, Bentley (Rolls Royce), Peugeot, etc. aplican soluciones hechas por nosotros en todos aquellos procesos dónde no se encuentra una solución estándar.

• La línea de montaje del motor de los aspiradores Panasonic, utilizaba nuestros productos. • THOR (filial del grupo TEKA), optó también para la aplicación de nuestras soluciones para

el limado y pulido de sus fregaderos de acero inoxidable. • En la empresa Unidad Hermética, nuestro producto mejora el bobinado de los motores

eléctricos de sus compresores. • LGAI-Applus lo aplica en sus máquinas de corte con LASER. • ../...

Agradecer a todos ellos la confianza depositada a lo largo de los años, en un producto que solo mejora debido a su aportación.

8.3 Algunos sectores dónde ya estamos presentes

• En el sector de la electroerosión somos claros candidatos a ser un referente si se quiere dar solución y aplicar éste método no convencional de mecanizado.

• Máquinas de Oxicorte, corte por Plasma, Láser o WaterJet. Normalmente para chapa. • Pulido y limado, desbarbado y abrillantado. • Bobinadoras de todo tipo (rotores de los motores, fibra de vidrio para depósitos,

devanadoras,...) • Envasado, etiquetaje y embalaje. • �Pick and Place� de todo tipo y condición. • Control de cualquier movimiento (popularmente denominado como �Motion Control�).


CNC desde 1982

En general, nuestros posibles clientes, tienen como opción clara nuestras soluciones en cuanto necesitan alguna cosa más que no se pueda encontrar en el mercado del producto estándar (que es precisamente dónde hay el mayor déficit de soluciones y profesionales especializados).

8.4 La base constructiva y de conocimiento La base se fundamenta básicamente en el conocimiento que poseemos en la construcción de Controles Numéricos Computerizados. En particular nuestra capacidad para enfrentarnos con garantía de éxito en el desarrollo de un CNC digital de ultima generación completamente basado en PC y que pueda ser instalado en cualquier plataforma PC que posea a Windows cómo Sistema Operativo. Claro que, un producto como el que poseemos puede servir mejor que cualquier otro como base de conocimiento y referencia para todo lo relacionado con el Control y la automatización Industrial: Microprocesadores, DSPs, PCs, Hard Real Time, Redes, Sistemas Distribuidos, Field Buses, PIDs, CNC, PLC, Automatización, Robótica, Instrumentación, Sistemas Expertos, Inteligencia Artificial, Realidad Virtual, Informática Industrial, ...

8.5 La aplicación Este �background�, sin ninguna duda, es lo que nos capacita mejor que nadie para diagnosticar y determinar a cualquier proceso, aporta contenido a nuestra empresa y, además, garantiza y transmite seguridad a nuestros clientes, constatando que somos alguna cosa más que una simple ingeniería. Nuestros clientes conocen y ven que determinamos con precisión las necesidades reales para llevar a cabo una determinada automatización de su propio proceso específico y determinado. Otro aspecto importante a tener presente, corroborable en cualquier Centro de Formación, es el de que en los cursos sobre automatización que estos imparten, parte de sus contenidos versan sobre la base del conocimiento que nosotros poseemos. En este sentido, además de nuestros productos y soluciones, nuestro personal está en continua disposición para dar a los referidos Centros de Formación, todo el soporte presencial y complementario necesario al que normalmente se ofrece por las otras firmas de nuestra competencia que normalmente se limitan a ser simples distribuidores de productos.

8.6 Nuestra oferta En esta nueva fase que iniciamos, estamos en disposición de aportar y compartir conocimiento directamente aplicable en el mundo de la automatización y del control industrial de procesos. Además, en el campo de la Formación (tenemos conocimiento que otras empresas internacionales de reconocido nombre así lo están llevando a cabo), es factible el poder Desarrollar, Fabricar y Comercializar ciertas partes de algunos productos y soluciones en estrecha colaboración con Centros o Escuelas Técnicas si se fijan claramente los términos de recíproco beneficio que nos hagan, a ambas partes, mejores y mucho más competitivas y, en particular y por nuestra parte, el poseer más influencia en un sector tan sumamente estratégico.

8.7 El dominio Ver www.inavcnc.com


http://www.inavcnc.com/

automatización de procesos mediante sistemas de control · pdf fileconocedores de ello,...

Documents