JOURNÉES D'ÉLECTRONIQUE, BEITRAG
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ZUSAMMENFASSUNG : Die Entwicklung der numerischen Steuerungen (CNC) orientiert sich immer stärker an Automatisierung und Anwendungen in flexiblen Fabrikationszellen. Die Datenverbindung zwischen Steuerungen sowie der erzeugte Warenfluss zwischen Werkzeugmaschinen welche 24 Stunden im Tag arbeiten wird somit immer wichtiger. Für spezielle Anwendungen mit enger Kopplung und allgemein aus Kostengründen ist es interessant eine einzige CNC für die Steuerung der Werkzeugmaschine und des dazugehörigen Hilfsroboters einzusezen. In einem solchen Falle ist eine sorgfältige Wahl des Konzeptes der Robotersteuerung ausschlaggebend für den Erfolg einer Anwendung. Unser Beitrag zeigt anhand einiger praktischen Beispiele die Wahl eines Konzeptes welches es erlaubt die feinsten Bewegungen eines Hilfsroboters mit der Werkzeugmaschine zu synchronisieren. Wir zeigen hier die Vorteile einer stark zentralisierten CNC Struktur (Datenspeicher für mehrere Prozessoren) und hochspezialisierten Programmen die in mehreren Prozessoren verteilt ablaufen. Ein wichtiger Teil unserer Arbeit ist die Definition einer neuen Programmiersprache für den Arbeitszyklus der Werkzeugmaschine und des Hilfsroboters. Sie erlaubt die Zerlegung des logischen Gesamtzustandes des ganzen Systems in seine Teilzustände gemäss dem Prinzip eines Petri-Netzes (GRAFCET).

photo1 Figur 1: Anlageplan einer flexiblen Fabrikatsionszelle für Blechverarbeitung mit zwei CNC (jede für eine Werkzeigmaschine und einen Hilfsoboter) welche mit einer Zellensteuerung kommunizieren. photo2b Figur 2: Typische Anwendung einer CNC mit Hilfsroboter.
a) Skizze einer Abkantpresse mit Hilfsoboter.
b) Hardwarearchitektur der CNC.
c) Ressourcen-Model für Verarbeitung und Datenfluss mit Angabe der maximalen Verarbeitungskapazität unseres Beispiels.
photo3a Figur 3: Beispiel eines Bewegungsablaufs des Demonstrationsroboters.
a) Definition der 6 spärischen Axen.
b) Übungsbeispiel einer Würfelbewegung.
c) Petri-Graph der Bewegung (GRAFCET).
d)Implementierung des GRAFCET.
photo3b Figur 4: Programmlisting des Bewegungsablaufs der Figur 3b und des GRAFCET der Figur 3c.
photo4a Figur 5: Schematische Gesamtansicht der CNC Software. image manquante Axensteuerung des Übungsroboters: PID-Regler mit einfachem "à priori" Sollwertgeber.
sip420a Tabelle 1: Parameter des sphärischen Demonstrationsroboters mit 6 Achsen. photo5 Figur 6: Architektur der Software für die Steuerung des Maschinen- und Roboterzyklus.
a) Gesamtsicht der Prozesse und 'Bewegungsinkremente' sowie ihre Synchronisation.
b) Strukture der CNC Daten sowie ihr Datenfluss während gleichzeitigem programmieren und ausführen des Zyklus.
c) Detaillierte schematische Darstellung des Zyklus in der Figur 3c.