KPA Motion Control Library

Logo KPA EtherCAT Motion

Die KPA Motion Control Bibliothek bietet viele Steuerungs-Funktionen für CNC-Lösungs-Ansätze bei Einzel- sowie bei Multi-Achsen via PLCopen-Standard.

Schwerpunkte

  • Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentregelung mit Vorsteuerung
  • Einzel- und Mehrachsen-Bewegung mit definierter Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck in jedem Trajektorien-Segment
  • Zeitoptimale Trajekt-Erzeugung innerhalb eines Regelzyklus
  • Unterstützung des bekannten CiA402-Antriebsprofils und einfaches Anpassen an jedes benutzerdefinierte Antriebsprofil
  • Unbegrenzte Befehlssequenz zum Blending
  • Unterstützung verschiedenster Betriebs-Systeme (OS) z. B.: QNX 6.5, QNX 6.6, INtime 6, Linux Posix, Xenomai, Window; ausgestattet mit einfach erweiterbarem OSAL (Operation System Abstraction Layer)
  • Skalierbar auf Multi-Core-CPUs und optimiert für Low-End-CPUs
  • Niedrige Zykluszeit

Anwendungen

  • Einachsen-Steuerung für Förderbänder, Bohren und Pressen
  • Koordinierte multiaxiale Steuerung für Biegen, Schweißen, Bohren, Fräsen, Laser und Werkzeugzustellung.

koenig-pa GmbH (KPA) Motion for EtherCAT

  KPA Motion Library Flyer (302,9 KiB, 265 hits)

  KPA Motion Development Kit (191,9 KiB, 275 hits)

KPA Motion Bibliotheks-Klassen (Library Classes)

Logo KPA Motion Library ClassesKPA Motion Bibliotheken – LIM and CoM

1. Lineare Bewegung (LiM = Linear Motion)

Anwendungs-Beispiele: Einzelachsen-Steuerung, Pressen, Bohren.

Funktionsweise gemäß PLC Open Teil 1:

  • Lineare Bewegung der Einzelachse
  • Programmkoordinatensystem (PCS)

KPA Master Standard 1.5 oder höher

2. Koordinierte Bewegung (CoM = Coordinated Motion)

Anwendungs-Beispiele: Biegen, Schweißen, Bohren (Matrix-Bohren), Fräsen.

Funktionalität nach PLC Open Teil 4:

  • Für 2D- und 3D-Anwendungen
  • Transformationen zwischen Programm-Koordinaten-System PCS (Program Coordinate System)
    und Maschinen-Koordinaten-System MCS (Machine Coordinate System)
  • Koordinierte Bewegung in Zylinder- und Polarkoordinaten
  • Alle LiM-Funktionalitäten

Voraussetzung: KPA Master Standard 1.5 oder höher

KPA Motion Development Kit

Das KPA Motion Development Kit (MoDK) ermöglicht die Entwicklung linearer wie auch koordinierter Bewegungsapplikationen für eine Hardwareklasse auf einem bestimmten Betriebssystem. Damit wird das Master Development Kit (MDK) von KPA auf Motion-Anwendungen erweitert.

KPA Motion Development Kit (MODK)

KPA Motion Konfigurator

Plug-in zu KPA Studio mit zwei Funktionsgruppen

Online Konfiguration:

Gruppierung von Achsen, Auswahl von Antriebsprofilen, Parametrierung und Mappen auf Prozessabbild.

Online Test:

Steuert per Befehl und Status zum Bewegen, Referenzieren und Joggen

Voraussetzung: KPA Studio Premium Version 2.0 oder höher

RunTime Daten-Logger

Plug-in für KPA Studio

Mehrachsen-Echtzeit-Diagrammsteuerung, xy-Diagramm, mehrere Skalierungsachsen.

Voraussetzung: KPA Studio Premium 2.0 oder höher; KPA Master Standard 2.0 oder höher

KPA Motion Anwendungen

Eine Bohranwendung wird durch Einsatz einer Maschine mit einem XY-Bohrtisch und einer Bohrachse (z-Richtung) realisiert. Jedes Loch wird einzeln angefahren, gemessen und gebohrt.

Phase 1 beginnt mit einer langsamen Bewegung, um die Positionierung des x-y- Bohrtisches zu ermöglichen.

Phase 2 besteht aus einer schnellen Annäherungs-Bewegung, bei der der Kontakt mit dem Material erwartet wird. Im Moment des Kontaktes wird die genaue Position mit einem Tastsensorsensor (102,0 mm, linker gelber Kreis) erfasst und im selben Steuerzyklus wird eine Bohrbewegung relativ zu dieser Position online berechnet und sofort ausgeführt (Phase 3).

Nach Erreichen der Tiefe von 5 mm wird der Bohrer aus dem Material herausgezogen (Stufe 4).

Im zweiten Zyklus wird der Kontakt bei 103,1 mm (rechter gelber Kreis) detektiert.
Das Bild unten zeigt einen Vergleich zwischen konventionellen Berechnungsmethoden und der in KPA Motion implementierten Online-Berechnung des Bewegungsablaufes.

Picture KPA Motion for Drilling

Das Messen der genauen Kontaktposition und die sofortige Berechnung einer neuen Bewegungsbahn verbessern die Bohr-, Dreh- und Fräsgenauigkeiten – ohne die Fertigungsprozesse zu verzögern.

Online-Trajektorien-Generierung

Beide Achsen sind auf dem Weg zur bisherigen Zielposition. Plötzlich ereignet sich ein „Event“, der umgehend ein neues Ziel erforderlich macht. Mit dem bisherigen Standard-Positionierungs-Verfahren gemäß PLC Open Teil 4 (graue Linie) geht zunächst eine Reaktions-Verzugszeit einher. Mit KPA Motion dagegen wird die mehrachsige Bewegung umgehend neu berechnet und die Ansteuerung des neuen Ziels noch im selben Zyklus wie der Event gestartet (grüne Linie).

Das untenstehende Bild zeigt einen Vergleich der Bahnkurven des bisherigen Standard-Positionierungs-Verfahrens gemäß PLC Open Teil 4 (graue Linie) und der mittels KPA Motion (grüne Linie):

Picture_Reaction_Time_Motion Synchronized Axes.jpg