KPA Motion Control ist ein Bibliothekssatz, der in der Softwareentwicklung für Positionssteuerungsgeräte verwendet wird. KPA Motion Control wurde speziell für die Automatisierungsindustrie, die Medizin und andere Anwendungsbereiche entwickelt, in denen es notwendig ist, die beweglichen Teile von Maschinen oder Robotern, z. B. CNC-Maschinen, zu steuern. Sie entspricht der PLCopen-Spezifikation und ist nicht auf ein bestimmtes Antriebsmodell oder einen bestimmten Hersteller angewiesen, sondern bietet eine Standard-Bewegungsschnittstelle. Demnach ist die Verwendung in verschiedenen Systemen möglich. Die Fernnutzung der Produktfunktionen wird durch das KPA Motion Proxy Development Kit (MoPDK) ermöglicht. Das MoPDK ermöglicht die Steuerung von Antrieben mit einem Nicht-Echtzeit-Betriebssystem auf der Client-Seite, während die Bewegungssteuerung in einem Echtzeit-Betriebssystem auf der Server-Seite erfolgt.
System-Kompatibilität
KPA Motion Control ist als Bibliothek mit einer „C“-Schnittstelle implementiert und nicht an eine bestimmte CPU-Architektur gebunden. Darüber hinaus enthält die Architektur eine Betriebssystem-Abstraktionsschicht (OSAL), die eine Anpassung an jede Betriebsumgebung zulässt. KPA Motion Control unterstützt bereits Windows, Linux, INtime und QNX. Andere Betriebssysteme sind auf Anfrage erhältlich.
3D-Achsen, synchronisierte Achsen und einachsige Bewegungssteuerung
KPA Motion Control bietet die Möglichkeit, kundenspezifische Anwendungen für die Verwaltung von Portalsystemen und 3D-Achsenbewegungen mit komplexen Trajektorien zu erstellen.
Online-Generierung der zeitoptimalen Trajektorie
Interne Algorithmen von KPA Motion Control ermöglichen die Erzeugung zeitoptimaler Trajektorien bei jedem Bewegungszyklus.
Der zeitoptimale Algorithmus wandelt einen beliebigen aktuellen Bewegungszustand in den gewünschten Zielbewegungszustand um, wobei die Bewegungseinschränkungen berücksichtigt werden. Die resultierenden Trajektorien sind zeitoptimal und so synchronisiert, dass alle ausgewählten Freiheitsgrade (DOF) gleichzeitig ihren Zielbewegungszustand erreichen.
Durch die Online-Generierung der zeitoptimalen Trajektorie lässt sich die Effizienz der Aufgaben steigern.
Minimierung von Ruckbewegungen
KPA Motion Control trägt dazu bei, den Verschleiß der Ausrüstung, akustische Geräusche und die Lastamplitude in der Bewegung zu reduzieren. Die Zeitabhängigkeit der Position hat kontinuierliche Ableitungen erster und zweiter Ordnung über den gesamten Pfad.
Betriebssystem-Abstraktion
KPA Motion Control ist dank des entwickelten Operating System Abstraction Layer (OSAL) mit verschiedenen Systemen kompatibel.
OSAL bietet eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API), die es der KPA Motion Control erlaubt, die Vorteile eines Betriebssystems (OS) zu nutzen und entweder in einer OS-Umgebung oder ohne ein solches zu laufen. Die Konzeption der Schnittstelle ermöglicht den Ausgleich grundlegender Unterschiede zwischen den OS-Schnittstellen.
Jede KPA Motion Control Komponente, die von OSAL abhängt, enthält keine spezifische Implementierung der OSAL-Schnittstelle. Die Implementierung ist als statische Bibliothek aufgebaut und sollte mit einer Benutzeranwendung verknüpft werden. Dadurch wird die Implementierung der OSAL-API ausschließlich zur Kompilierungszeit der Anwendung festgelegt.
KPA Motion Control ermöglicht die Einführung einer benutzerdefinierten OSAL-Implementierung und die Nutzung der Motion-Control-Funktionen in der spezifischen Umgebung des Benutzers.
Bus-Abstraktionsschicht
Bus Abstraction Layer (BUSAL) ermöglicht die Interaktion mit Treibern, die auf verschiedenen Profilen basieren, wie CiA402/DS402, SERCOS und PROFIdrive. BUSAL ist eine modulare KPA Motion Control Komponente. Sie stellt eine offene Schnittstelle für die Kommunikation mit physischen oder virtuellen Antrieben dar. BUSAL ermöglicht die Betrachtung von beweglichen Maschinenteilen als Achsen. Es besteht aus mehreren eingebauten Modulen. Der Benutzer kann eigene Module implementieren, um beliebige reale oder virtuelle Geräte als Antriebe zu steuern.
Verfügbar für verschiedene CPUs
KPA Motion Control bietet Multi-Thread-Verarbeitung für Multi-Core-CPUs und ist auch für Low-End-CPUs optimiert.
Native EtherCAT-Bus-Unterstützung
Die Unterstützung des EtherCAT-Busses wird durch einen umfassenden, eigenentwickelten Mastertreiber gewährleistet.
Erfüllt Industriestandards
Die koenig-pa GmbH ist stimmberechtigtes Mitglied der PLCopen Group – einer unabhängigen, weltweiten Organisation, die für Effizienz in der industriellen Automatisierung sorgt und sich an den Bedürfnissen der Anwender orientiert. KPA Motion Control unterstützt die PLCopen Control Spezifikationen mit zusätzlichen Erweiterungen.
Integration mit KPA Automation softPLC
Die KPA Motion Control Bibliothek ist in die KPA Automation softPLC integriert, die es ermöglicht, die Steuerungslogik des Treibers über eine grafische Oberfläche zuzuweisen, ohne einen Code schreiben zu müssen.
Motion-Konfigurator
KPA Motion Control wird durch den Motion Configurator ergänzt – ein Plug-in von KPA EtherCAT Studio. KPA EtherCAT Studio ermöglicht die Konfiguration der Motion-Anwendung mit Hilfe des Motion Configuration Utility, der eine INI-Datei mit den entsprechenden Einstellungen erzeugt.
Arbeitsablauf
KPA Motion Control wird in Form eines Archivs geliefert, das Dokumentation, Header-Dateien, Bibliotheken und Beispiele enthält.
