CODESYS® Motion + CNC

Logik- und Bewegungssteuerung in einem einzigen IEC 61131-3-System: Baukasten zur Projektierung von Motion-Anwendungen bis hin zur CNC-Steuerung

Deutsch

CODESYS Motion + CNC3CODESYS Inspiring Automation Solutions 2

CODESYS Motion + CNC

CODESYS von 3S-Smart Software Solutions hat sich als Marktstandard für die Programmierung von Industriesteuerungen nach IEC 61131-3 etabliert. Hunderte unterschiedliche Serien- und Sondermaschinen der Produktions- und Fertigungs-technik werden mit CODESYS automatisiert, darüber hinaus industriell gesteuerte Anwendungen in ganz unterschied-lichen Branchen.Zahlreiche Maschinen und Anlagen benötigen zusätzlich zum Logikprogramm eine flexible Steuerung von bewegten Abläufen. Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit aktueller Prozessorplattformen können Motion Control- und CNC-Aufgaben auf den gleichen Geräten wie die Logiksteuerung abgearbeitet werden. Durch die offene Architektur von CODESYS ist es zwar möglich, externe Projektierungstools zur Bewegungsplanung und -steuerung anzubinden oder sogar zu integrieren. Einfacher geht es jedoch mit CODESYS Motion + CNC: Hersteller von Automatisierungsgeräten können die Produkte CODESYS SoftMotion sowie CODESYS SoftMotion CNC in die CODESYS-Plattform integrieren. Die Logiksteuerung wird damit zum Motion Controller – mit allen erforderlichen Komponenten, wie z. B. Bewegungs- editoren, kinematischen Transformationen oder CNC-Kern.Applikationsentwickler profitieren damit doppelt: Für Logik- und Bewegungssteuerung ist nur eine einzige Steuerungs-hardware erforderlich, zudem können beide Applikationsteile mit ein- und demselben Entwicklungssystem projektiert werden. Die durchgängige Bedienstruktur macht das Engineering von Bewegungsaufgaben im Vergleich zu her- kömmlichen Systemen deutlich einfacher und flexibler.

� CODESYS bietet alle Kerneigenschaften für Motion + CNC: - Integriertes Bibliothekskonzept einfache Einbindung

von Motion-Funktionen, abhängig von der Applikation - Integrierte Compiler für unterschiedlichste Prozessor-

Plattformen systemübergreifender Einsatz der Pro-dukte ohne Anpassungsaufwand

- Integrierte Feldbus-Unterstützung Konfigura-tion der eingesetzten Antriebe zusammen mit den E/A-Baugruppen

- Von Antriebs- bzw. Bussystemen abstrahierte Motion-Projektierung auf Basis der IEC 61131-3-Datenstruktur ideal für Simulation, Test und Inbetriebnahme bzw. bei Maschinenumrüstung

- Einfache Beschreibung von Antrieben über Device-Description im XML-Format einheitliche Definition und Konfiguration unabhängig von Gerätetyp oder Hersteller

� 3S-Smart Software Solutions ist ein erfahrener Motion-Partner: - Weit mehr als 10 Jahre Produkterfahrung bei

der Entwicklung von Software für koordinierte Bewegungssteuerung

- Motion-Spezialisten für Produktmanagement, Entwicklung, Test, Support und Training

- Einfache Integration von zusätzlichen Konfigurations- und Planungstools durch den Gerätehersteller mit Hilfe von Plug-Ins z. B. für Bewegungseditoren oder spezifische Antriebe vollständige Integration aller Projektierungsbestandteile

- Integrierte Visualisierung erleichtert Simulation, Test und Inbetriebnahme keine zusätzliche Software erforderlich

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Die ideale Plattform zur Bewegungsteuerung – von einem erfahrenen Partner

IEC 61131-3- Programmier-PC

HMI- / Panel-Steuerung

E/As

CODESYS Development System

� Programmierung der Logiksteuerung (IEC 61131-3) � Bewegungsplanung mit grafischen Editoren � Bewegungssteuerung durch IEC 61131-3-Funktionsbausteine

� Projektierung von optionaler Maschinen- visualisierung / Diagnose

CODESYS Runtime

� Abarbeitung der Logik- und Bewegungssteuerung

� Kommunikation mit E/A- und Antriebssystemen

� Bereitstellung von Debuggingfunktionen

CODESYS Fieldbus

� Portable Protokollstacks realisieren CANopen- / EtherCAT- / Sercos- Kommunikation

� Feldbus-spezifische Konfiguratoren zur System- / Antriebskonfiguration

CODESYS Visualization (optional)

� Inbetriebnahmefunktionen � Maschinenvisualisierung � CNC-Bedienung � Diagnose

Motion Controller / CNC

Servoantriebe Schrittmotoren Frequenzumrichter

Verfügbare Steuerungsmethoden

Für Servoantriebe � Motion Controller übergibt zyklisch Trajektorienstütz- punkte an Servo-Antrieb

� Antriebsregelung durch Servo-Antrieb

Für Schrittmotoren � Motion Controller steuert Schrittmotoren über Puls- / Richtungs-schnittstelle an

� Pulszähler meldet Lage an Motion Controller

� Lageregelung im Motion Controller

Für Frequenzumrichter � Motion Controller gibt Solldrehzahl des Frequezumrichters vor

� Sensoren wie z. B. Drehwinkelgeber melden Lage

� Lageregelung im Motion Controller

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Prinzipielle Anwendung � Konfiguration und Inbetriebnahme von Antrieben:

- Einfügen des gewünschten Bussystems in das CODESYS-Projekt: Unterstützung von CANopen, EtherCAT und Sercos sowie Standard- systemen wie z. B. Schrittmotoren oder Antriebe mit analoger Ansteuerung, weitere auf Anfrage

- Einfügen der gewünschten Antriebe - Gerätename repräsentiert implizit bereitgestellte IEC-Datenstruktur

mit abstrahierten Daten für jeden Antrieb – dadurch problemloser Wechsel der Antriebe bzw. Antriebsbusse möglich

- Inbetriebnahme der Antriebe mit integriertem "Online Config Mode" - Konfiguration der antriebs- bzw. busspezifischen Parameter, wie z. B. Baudrate, Emergency, Sync etc.

� Bewegungsplanung und Ausführung: - Aufruf von Programmbausteinen nach PLCopen MotionControl zur Bewegungssteuerung im CODESYS-Projekt

(z. B. MC_POWER, MC_MoveAbsolute, MC_MoveVelocity) - Parameter der Programmbausteine sind IEC 61131-3-Variablen, die zur Laufzeit der Anwendung verändert werden

können, z. B. durch Logikapplikation, Sensorwerte oder Benutzereingabe in der Bedienoberfläche. - Optional Aufruf von mitgelieferten Zusatzbausteinen z. B. für Diagnose, Fehlerbehandlung

Der Aufbau von CODESYS Motion + CNC CODESYS Motion + CNC – die verfügbaren Produkte

CODESYS Motion + CNC integriert sich als Baukasten nahtlos in das CODESYS Development System und profitiert von den verfügbaren Funktionen der Plattform. Die Abarbeitung der Bewegung erfolgt in der Steuerung im Kontext des IEC 61131-3-Laufzeitsystems CODESYS Control.

Der Baukasten enthält zahlreiche Komponenten � Editoren zur Bewegungsplanung (Kurvenscheiben, CNC) � Umfangreiche Bibliothek mit IEC 61131-3-Programm-bausteinen zur Umsetzung der Bewegung sowie für Hilfsfunktionen

� Zugehörige Visualisierungstemplates zur vereinfachten Projektierung und Inbetriebnahme

� Unterstützung der wichtigsten Feldbussysteme � Generische und spezielle Treiber für die gängigsten Servo-Antriebe, z. B. von Schneider Electric, KEB, Bosch Rexroth, Control Techniques, Festo oder Stöber (vollständige Liste unter www.codesys.com)

� Beispiele und Dokumentation für die Erstellung von Motion-Applikationen

CODESYS SoftMotionFür einachsige sowie koordinierte, mehrachsige Verfahr-bewegungen, wie z. B. Master-Slave-Funktionen, Kurven-scheiben etc.: � Verwendung der verfügbaren Bibliotheksbausteine und Programmierung der Bewegungsfunktion auf Basis der IEC-Datenstruktur

� Beliebige Verschaltung der Funktion im Rahmen der Logikapplikation möglich

� Grafische Planung von Kurvenscheiben-Funktionen mit Hilfe eines eingebauten Kurvenscheiben-Editors (CAM)

� Zahlreiche bausteinspezifische Visualisierungstemplates zur einfachen Inbetriebnahme mit dem CODESYS Development System

� Zusätzliches Visualisierungstemplate zur Online- Bearbeitung von Kurvenscheiben im laufenden Betrieb mit den optionalen Produkten CODESYS HMI, CODESYS TargetVisu und CODESYS WebVisu

CODESYS SoftMotion CNCFür CNC-Bewegungen mit mehreren koordinierten Achsen und exakt festgelegtem Bewegungs-pfad � Mit der kompletten Funktionalität von CODESYS SoftMotion

� Planung der Bewegung im integrierten DIN 66025-Editor mit grafischer 3D-Anzeige - Schritt für Schritt anhand eines umfangreichen Satzes

von G-Code-Bewegungskommandos, z. B. Linie, Kreis, Spline

- Durch Eingabe von Daten in einem Tabelleneditor - Grafisch im 3D-Editor mit numerischer Nachbear-

beitung des G-Codes - Durch Einlesen von bestehenden G-Code-Dateien im

ASCII-Format - Import von DXF-Dateien zur automatisierten Erzeu-

gung des passenden G-Codes

� Unterstützung verschiedener Geschwindigkeitsprofile: trapezförmig, sigmoidal, quadratisch (ruckbegrenzt, S-Profil) � Vorgabe der gewünschten Bahngeschwindigkeit (Vorschub) und Grenzen für Beschleunigung, Bremsung sowie Ruck � Bausteine zur Begrenzung der Dynamik von Raum- und Zusatzachsen � Abarbeitung der CNC-Bewegung durch Programmbausteine auf Basis der IEC-Datenstruktur � Zahlreiche Zusatzfunktionen wie Werkzeugradius-Korrektur, Kantenverrundung, begrenzte Kurvengeschwindigkeit � Erstellung eigener Programmbausteine mit den Mitteln der IEC 61131-3 für eigene Funktionen, z. B. anwendungs- spezifische Eckverrundung beim Laserschneiden

� Decoder und Interpolator als portable IEC 61131-3 Bibliotheksbausteine � Zahlreiche kinematische Transformationen für unterschiedliche Aufgabenbereiche, z. B. Gantry-Systeme und Roboter � Visualisierungstemplates zur Online-Bearbeitung von CNC-Projekten im laufenden Betrieb sowie für Diagnose und Test von Kinematiken mit den optionalen Produkten CODESYS HMI, CODESYS TargetVisu und CODESYS WebVisu

- Komfortable Bewegungsplanung von Kurvenscheiben und CNC-Bewe-gungen mit speziellen Editoren; Informationen zu den Produkten CODESYS SoftMotion sowie CODESYS SoftMotion CNC ab Seite 5

� Inbetriebnahme der Bewegungsapplikation auf dem Motion Controller: - Übersetzen, Herunterladen und Ausführen der Applikation - Zusätzliches Hilfsmittel: Visualisierungstemplates für Programmbau-

steine ermöglichen einfache Onlinebedienung bzw. -parametrierung der Bausteine

- Inbetriebnahme der Bewegungsapplikation mit Mitteln des CODESYS Development Systems – Bewegungsprogramm läuft als Teilaufgabe auf der Steuerung

Kurvenscheiben (CAM) -Objekte CNC-Objekte

SM3_Basic-library (DriveInterface, PLCopen MC, zusätzliche Motion-Funktions-bausteine)

SM3_CNC_Library (CNC, Kinematiken)

Antriebsschnittstelle

Antriebsspezifi scher Treiber (Bibliothek)

Standardtreiber (CAN / EtherCAT / …)

Positions-geregelt Virtuell

CODESYS Standard-Prozessabbild

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CANopen EtherCAT Sercos Lokale E/As ...

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CODESYS Motion + CNC – aus einem intelligenten Gerät wird ein Motion Controller

Typische Anwendungsfälle für CODESYS Motion + CNC

PC-basierter Motion Controller mit Industrie-PC � Echtzeitfähige SoftSPS mit Motion Control

- CODESYS Control SoftMotion RTE SL für IPCs mit MS Windows verfügbar im CODESYS Store unter store.codesys.com

- Lizenzerwerb und Einzel-Lizenzierung per Soft-ware / USB-Dongle pro PC-basiertem Motion Controller

� Optionen: Zusatzlizenzen für - CODESYS SoftMotion CNC - CODESYS TargetVisu: Visualisierung auf dem Motion

Controller - CODESYS WebVisu: Überwachung / Diagnose per

HTML5-Webbrowser

Motion Controller, auch integriert z. B. in Mechatronik- Steuerungen oder intelligenten Antrieben � Voraussetzungen:

- Echtzeitfähiges System - Hardware mit angemessenen Leistungsressourcen,

entsprechend dem geplanten Einsatz - FPU empfohlen - Passende Kommunikationsverbindungen zu Antrieben

bzw. Standard-Feldbusse (CANopen, EtherCAT, Sercos) � Geschäftsmodell

- Erwerb des CODESYS Control Runtime Toolkits - Implementierung des Laufzeitsystems für CODESYS

SoftMotion bzw. CODESYS SoftMotion CNC mit voll-ständigem Motion-Bausatz für die Auslieferung des Motion Controllers an Anwender.

- Optionaler Erwerb der gewünschten Feldbus-Unterstützung

- Erwerb von Laufzeitlizenzen für CODESYS SoftMotion bzw. CODESYS SoftMotion CNC pro ausgeliefertem Motion Controller; Preis abhängig von Stückzahl und Geräteplattform

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� CNC-Applikation - Nutzung des CNC-Editors - Joggen der Achsen mit PLCopen-Bausteinen - Portal-Kinematik mit Schrittmotoren - Teach-Funktion

� Pick & Place-Applikation - Nutzung von CNC- und PLCopen-Bausteinen zum

Positionieren (Greifen) und zum bandsynchronen Ablegen eines Objekts auf ein sich bewegendes Ziel

- Darstellung des Prozesses mit Visualisierungstemplates

� Tripod-Roboter - Nutzung des CNC-Editors - Parallel-Kinematik (Transformation) - Visu-Template für Parallel-Kinematik - Konfiguration von EtherCAT-Antrieben

� Etikettieren / Kurvenscheiben-Applikation - Verwendung des Cam-Editors - PLCopen-Bausteine und virtuelle Achse als

"Königswelle" - Diverse Visualisierungs-Templates - CANopen-Servo-Antriebe - Verwendung der Touch Probe- / Latching-Funktion

� ASYS Automatisierungssysteme GmbH � Bosch Packaging Technology B.V. � Festo AG & Co. KG � KEB Karl E. Brinkmann GmbH � MITSUBISHI ELECTRIC EUROPE B.V. � Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH & Co. KG � Schneider Electric Automation GmbH � STÖBER ANTRIEBSTECHNIK GmbH & Co. KG

Auszug aus der Referenzliste für CODESYS Motion + CNC

CODESYS Motion + CNC – die Vorteile auf einen Blick � Flexible Bewegungsplanung:

- Status der Logikapplikation kann Bewegung beeinflussen und umgekehrt, z. B. einfache Skalierung von Bahnkurven

- Beeinflussung der Bahnkurve / Bewegung aus der optionalen Visualisierung heraus � CNC-Programmierung unabhängig von der Kinematik:

- Wechsel der Kinematik durch Bibliotheksbausteine � Keine festen Grenzen:

- Zahl der Achsen oder Update-Rate lediglich durch vorhandene Rechenleistung, eingesetzten Feldbus und vorhandenen Speicher begrenzt

� Motion-Programmierung unabhängig vom Antrieb: - Wechsel des Antriebs ohne Software-Änderung

� Portierbar auf unterschiedliche Plattformen: - Bibliotheken und Applikation in den Sprachen der IEC 61131-3 erstellt - CODESYS kompiliert das Bewegungsprogramm für das jeweilige Zielsystem

� Integration im CODESYS Development System: - Eine Hardware und eine Oberfläche für Logik-Applikation, Motion-Applikation und Visualisierung - Durchgängiges Engineering sowie kostengünstige Realisierung

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Hoch performante Produktionsmaschine zur Bestückung und Komplettierung von industriellen Filtersystemen – automatisiert von DOR Engineering auf PC basierten Steuerungen mit CODESYS Motion + CNC

Die herstellerunabhängige IEC 61131-3 Automatisierungssoftware.

CODESYS Produktfamilien:

3S-Smart Software Solutions GmbHMemminger Straße 15187439 Kempten, GermanyTel: +49-831-54031-0Fax: +49-831-54031-50info@codesys.com

China Branch OfficeCODESYS Software System (Beijing) Co.,Ltd.100025 Beijing P.R.C., China

CODESYS® eine Marke der3S-Smart Software Solutions GmbHwww.codesys.com

Inspiring Automation Solutions

CODESYS® ist ein eingetragenes Warenzeichen der 3S-Smart Software Solutions GmbH. Druckfehler, Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten. Vervielfältigung (auch nur auszugsweise) und Weitergabe nur nach vorheriger Genehmigung.

03.2015

Titelfoto: © VELTRU AG