Allgemein
Die Fliegende Säge ist eine Slave-Achse mit der Funktionalität, auf eine fahrende Masterachse aufzusynchronisieren. Für einen Bearbeitungsvorgang fährt die Slave-Achse synchron zu der Masterachse. Durch diese synchrone Bewegung zur Masterachse wird die Bearbeitung eines Werkstücks auch während des Transports möglich.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen der "Fliegenden Säge" und der "Universellen Fliegenden Säge" besteht in dem, für die Synchronisation geforderten Anfangszustand der Slave-Achse. Bei der "Universellen Fliegenden Säge" ist der Start der Synchronisation im Gegensatz zur "Fliegenden Säge" auch dann möglich, wenn die Slave-Achse bereits gestartet ist und somit nicht im Stillstand ist. Weiterhin werden bei der "Universellen Fliegenden Säge" verbesserte Sollwertprofile berechnet, die vom Benutzer über verschiedenste Randbedingungen beeinflusst werden können.
Das Verhältnis der Mastergeschwindigkeit zur Slave-Geschwindigkeit in der Synchronphase wird mit einem variablen Koppelfaktor parametriert. Dieser Koppelfaktor wird beispielsweise bei einer Diagonalsäge ungleich 1 gewählt. damit die Geschwindigkeitskomponente der Slave-Achse in Richtung der Masterachse ( v Slave parallel zu v Master ) in der Synchronphase gleich der Mastergeschwindigkeit ( v Master ) ist. (siehe Bild)
Grundsätzlich stellt die Universelle Fliegende Säge zwei verschiedene Synchronisierungsmöglichkeiten zur Verfügung. Bei der Synchronisation auf Geschwindigkeit wird der Slave unter Berücksichtigung des Koppelfaktors schnellstmöglich auf den Master synchronisiert. Die Koppelpositionen der Master- und Slave-Achse ergeben sich hierbei durch die Zielsetzung der schnellmöglichen Synchronisation. Im Gegensatz hierzu werden die Koppelpositionen der Master- und Slave-Achse bei der Synchronisation auf Position von dem Benutzer parametriert. Die Master- und Slave-Achse bewegen sich hierbei also spätestens ab den vorgegebenen Positionen synchron.
Bei beiden beschriebenen Synchronisierungsmöglichkeiten besteht die Möglichkeit, verschiedene Randbedingungen für die Synchronisierungsphase vorzugeben. Mit diesen Randbedingungen kann der Synchronisierungsvorgang an die Anforderungen der Maschine angepasst werden.
 | In dieser Dokumentation ist die Universelle Fliegende Säge TcMc2_FlyingSaw.lib beschrieben. Diese steht ab TwinCAT 2.9 Build 248 zur Verfügung. Wenn Sie die Vorgängerversion TcNcFlyingSaw.lib nutzen, finden Sie hier weitere Informationen. |
Interfaces
Die Bedienung und Überwachung der Universellen Fliegende Säge erfolgt aus der SPS mit entsprechenden Funktionsbausteinen. Zu Inbetriebnahmezwecken kann die Universelle Fliegende Säge aber auch direkt aus dem TwinCAT-System Manager gestartet werden. Als unterlagerte Schnittstellen wird hierbei das zyklische NC-SPS-Achs-Interface sowie die ADS-Kommunikation verwendet.
Synchronisation auf Geschwindigkeit
Bei der Synchronisation auf Geschwindigkeit wird die Slave-Achse mit den angegebenen Dynamikparametern schnellst möglich auf die Master-Achse synchronisiert. In der Synchronphase ist die Slave-Geschwindigkeit proportional zu der Mastergeschwindigkeit, so dass gilt:
Ablauf der Synchronisierung
Die Synchronisation der Slave-Achse mit der Master-Achse erfolgt nach dem folgenden Ablauf:
- Start der Universellen Fliegenden Säge. Dieses entspricht dem logischen Ankoppeln an die Master-Achse. Dieser Zeitpunkt wird als Koppelzeitpunkt bezeichnet.
- Synchronisierungsphase: Der Slave wird aus seinem Anfangszustand auf die Mastergeschwindigkeit beschleunigt, wobei die vom Benutzer angegebenen Randbedingungen für die Slavebewegung eingehalten werden. Der Zeitpunkt, bei dem von der Synchronisierungsphase in die Synchronphase gewechselt wird, wird als Synchronisierungszeitpunkt bezeichnet.
- Synchronphase: Der Slave bewegt sich synchron zu dem Master.
- Abkoppeln der Universellen Fliegenden Säge. Dieses entspricht einer Onlinewandlung und der gekoppelte Slave wird wieder zum eigenständigen Master, der sich mit der aus der Onlinewandlung ergebenden Geschwindigkeit endlos weiter bewegt.
- Beispielsweise Nachstarten oder Stopp des ehemaligen Slaves. Es steht wieder die volle Funktonalität einer TwinCAT NC Master-Achse zur Verfügung.
Synchronisation auf Position
Bei der Synchronisation auf Position wird die Slave-Achse mit den angegebenen Dynamikparametern an der angegebenen Synchronposition auf den Master synchronisiert. Das heißt, die Slave-Achse erreicht exakt in den Synchronpositionen von Master und Slave die Synchrongeschwindigkeit und bewegt sich ab dieser Position synchron zu dieser. Für die Slave-Geschwindigkeit gilt in der Synchronphase:
Ablauf der Synchronisierung
Die Synchronisation der Slave-Achse mit der Master-Achse erfolgt nach dem folgenden Ablauf:
- Start der Universellen Fliegenden Säge, dieses entspricht dem logischen Ankoppeln an die Master-Achse. Dieser Zeitpunkt wird als Koppelzeitpunkt bezeichnet.
- Synchronisierungsphase: Der Slave wird aus seinem Anfangszustand auf die Mastergeschwindigkeit beschleunigt und erreicht exakt in der vorgegebenen Synchronposition des Masters die Slave-Synchronposition und die Synchrongeschwindigkeit., wobei die vom Benutzer angegebenen Randbedingungen der Slavebewegung eingehalten werden. Der Zeitpunkt, bei dem von der Synchronisierungsphase in die Synchronphase gewechselt wird, wird als Synchronisierungszeitpunkt bezeichnet.
- Synchronphase: Der Slave bewegt sich synchron zu dem Master.
- Abkoppeln der Universellen Fliegenden Säge. Dieses entspricht einer Onlinewandlung und der gekoppelte Slave wird wieder zum eigenständigen Master, der sich mit der aus der Onlinewandlung ergebenden Geschwindigkeit endlos weiter bewegt.
- Beispielsweise Nachstarten oder Stopp des ehemaligen Slaves. Es steht wieder die volle Funktonalität einer TwinCAT NC Master-Achse zur Verfügung.
Parametrierbare Randbedingungen der Synchronisierung
Grundsätzlich dürfen für die Berechnung des Synchronisierungsprofils die Master- und Slave-Achse beliebige Anfangsbedingungen besitzen.
Der Übergang der Slavebewegung aus dem Ausgangszustand in den Synchronzustand wird so berechnet, dass die vom Benutzer parametrierbaren Randbedingungen der Slavebewegung eingehalten werden. Mit diesen Randbedingungen kann beispielsweise die maximale Slave-Geschwindigkeit limitiert, oder ein Überschwingen in der Position verhindert werden.
Die Berechnung und Überprüfung der parametrierbaren Randbedingungen erfolgt auf Basis der ermittelten charakteristischen Kennwerte der Synchronisierungsphase. Bei der Ermittlung der charakteristischen Kennwerte wird idealisiert vorausgesetzt, dass sich die Master-Achse ab dem Koppelzeitpunkt beschleunigungsfrei mit konstanter Geschwindigkeit weiterbewegt. Somit ist die exakte Berechnung und Überprüfung der parametrierten Randbedingungen nur unter dieser Voraussetzung möglich. Eine andere sinnvolle Annahme bezüglich der zukünftigen Masterbewegung ist nicht möglich, da zum Koppelzeitpunkt die zukünftige Masterbewegung nicht bekannt ist.
Eine mögliche zukünftige Masterbeschleunigung wirkt sich durch die Kopplung auch auf die Slave-Dynamik aus. Eine solche Masterbeschleunigung führt dazu, dass die berechneten und überprüften Kennwerte teilweise in Abhängigkeit der Masterbeschleunigung über- oder unterschritten werden. Der tabellarischen Beschreibung der charakteristischen Kennwerte kann entnommen werden, welche charakteristischen Kennwerte von einer Masterbeschleunigung beeinflusst werden.
Charakteristische Kennwerte der Slavebewegung
Nach dem Start der Universellen Fliegenden Säge stehen dem Benutzer die charakteristischen Kennwerte der Slavebewegung, die dieser in der Synchronisierungsphase durchläuft, zur Verfügung. Diese Kennwertstruktur enthält Größen wie die maximale Slave-Beschleunigung, die mini- und maximale Slave-Position usw. Dies Werte werden unter der Annahme eines unbeschleunigten Masters berechnet und sind somit teilweise nur für einen solchen exakt richtig.
Hinweis | |
Die Masterbeschleunigung zum Startzeitpunkt der "Universellen Fliegenden Säge“ geht maßgeblich in die Profilberechnung und dessen Optimierungen ein. D.h. für eine Encoderachse als Master müssen die Geschwindigkeit und die Beschleunigung sorgfältig gefiltert, oder sogar die Berechnung der Istbeschleunigung abgewählt werden (siehe. „Encoder Mode“). |