SIMOTION Rotary Knife V3 - support.industry.siemens.com · Die Standardapplikation SIMOTION Rotary...

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SIMOTION Rotary Knife V3.0

Frei verwendbar / © Siemens AG 2014. Alle Rechte vorbehalten.

Tools

Test-FB

Beispielprojekt

Beispiel-konfiguration

Baustein-übersicht

Funktions-übersicht

Inhalt derApplikation

Nutzen derApplikation

Einleitung

Converting ToolboxEinleitung

Die Standardapplikation SIMOTION Rotary Knife wurde mit demZiel entwickelt, eine Vielzahl der bekanntenQuerschneiderapplikationen mit einer einzigen Projektierungabdecken zu können.

Durch die Offenheit der Applikation ist es möglich, je nach Bedarfdie Applikation zu projektieren oder zu ändern.

Die Standardapplikation SIMOTION Rotary Knife realisiert auf derBasis der Steuerungsplattform SIMOTION einen Querschneider,z.B. für Folie, Metall, Papier, Pappe usw.

Kombinierbar mit:SIMOTION Line Axis / SIMOTION Axis Function Block


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Einleitung

Converting ToolboxNutzen der Applikation

Zeitersparnis bei Engineering und Service (gleiches “look & feel”)

Anwendung in allen Programmiersprachen möglich

Nutzung von Industriestandards und Normen

Support über PM Applikationszentren

ständige Aktualisierung im Intranet

überwiegend offener Quellcode für eigene Anpassungen

Anwenderhandbücher in deutsch und englisch

einfache Einarbeitung mit Beispielapplikationen

Die Applikation wird unentgeltlich zur Verfügung gestellt


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Einleitung

Converting ToolboxInhalt der Applikation

Powerpoint Präsentation (deutsch / englisch)

Units / Bibliotheken (Programmierung in ST oder MCC)

Anwenderhandbücher (deutsch / englisch)

Beispielapplikation für SIMOTION D Vorführkoffer

Feedback Bögen (deutsch / englisch)


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Einleitung

Converting ToolboxFunktionsübersicht

Aufbau von „Rotary Knife“• Die charakteristische Anforderung an ein „Rotary Knife“ ist, dass das

Messer/Werkzeug im Schnittbereich sich synchron mit der Warenbahnbewegen muss.

• Standard „Rotary Knife“ zum Durchtrennen einerdurchlaufenden Warenbahn

• Sonderwerkzeuge für• Perforieren• Siegeln• Doppelschnitt


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Einleitung


Motorgeber

Bewegungsrichtungdes Materials

Sensor fürDruckmarken-

erkennungEinzug

Produktlänge


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Einleitung



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Einleitung


Aufbau und Kenngrößen eines Rotierenden Messers

knifeCircumference

startAngle

stopAngle

inflectionPoint(Mittelposition)

Material

Synchronwinkel(Synchronbereich)

Synchronwinkel(Synchronbereich)

Phase1

Phase2inflectionPoint(Mittelposition)

FormatbereichFormatbereich

0°

0°

Phase1

Phase2

stopAngle

startAngle

Physikalische Größe BeschreibungKnifeCircumference [mm] Wirksamer Umfang des „Rotary Knife“ (Umfangskreis)StartAngle [°] Start-Winkel des Messers bezogen auf 0°InflectionPoint [%] Wendepunktposition der zyklischen Kurvenscheibe bezogen auf die Länge des FormatbereichsStopAngle [°] Stopp-Winkel des Messers bezogen auf 0°StartSyncAngle [°] Startpunkt des Synchronbereichs bezogen auf 0°

Ab dieser Position muss sich das Schneidemesser synchron zum zu schneidenden Material bewegen.EndSyncAngle [°] Endpunkt des Synchronbereichs bezogen auf 0°.

Ab diesem Punkt braucht das Messer sich nicht mehr synchron zum zu schneidenden Material bewegen und kann jenach Bedarf zur Formatanpassung beschleunigen oder verzögern

NumberOfKnives Anzahl der am Umfang verteilten Messer.DistanceToSensor [mm] Abstand zwischen der Schnittposition (0°) und dem Sensor zur Material- und Druckmarkenerkennung


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Einleitung


LINEARDiese Auswahl definiert ein Bewegungsprofil mit konstanter Beschleunigung.

POLY_5Diese Auswahl definiert ein Polynom 5 Grades als Basis für das Bewegungsprofil.

Folgende Kurvenscheibenprofile sind möglich:

SINUSDiese Auswahl definiert einen SINUS als Basis für das Bewegungsprofil.

JERKDiese Auswahl definiert ein Profil mit konstanter Beschleunigung und Ruck-begrenzung. Die Ruckbegrenzung wird durch die Parameter jerkPhase1 /jerkPhase spezifiziert. Die Parameter werden nur in diesem Profil ausgewertet.


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Einleitung


Lineare Schnittkurve:knifeOverspeedStartCut = 0.0%knifeOverspeedZero = 0.0%knifeOverspeedEndCut = 0.0%

Lineare Schnittkurve mit Übergeschwindigkeit 5%:knifeOverspeedStartCut = 5.0%knifeOverspeedZero = 5.0%knifeOverspeedEndCut = 5.0%

Polynomische Schnittkurve:knifeOverspeedStartCut = 5.0%knifeOverspeedZero = 0.0%knifeOverspeedEndCut = 5.0%

Folgende Schnittkurvenprofile sind möglich:

0

MesserEintritt

Schnittpunkt

MesserAustritt

0

MesserEintritt

Schnittpunkt

MesserAustritt


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Betriebsartenmanager:


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Einleitung


Betriebsart Beschreibung

ERROR (0) Der FBRotaryKnife hat einen Fehler erkannt und die Rotary Knife Achse in einen sicheren Zustandgebracht. Der Fehler steht noch an und kann vom Anwender ausgewertet werden.Das rotierende Messer ist gestoppt und in der Betriebsart DISABLE.

DISABLE (1) Der FBRotaryKnife ist bereit zum Einsatz, aber im sicheren Betriebszustand. Alle anstehendenFehler sind erfolgreich quittiert worden.Das rotierende Messer ist im Zustand nach Rücksetzen, deaktiviert und gestoppt.

STARTPOSITION (2) Das rotierende Messer fährt bzw. steht auf der Startposition und ist bereit zum Aufsynchronisierenauf die WarenbahnDie Achse wartet in der Betriebsart STARTPOSITION.

AUTOMATIC (3) Das rotierende Messer ist auf die Warenbahn aufsynchronisiert und bearbeitet das Materialgemäß Vorgabe.

MANUAL (4) Das rotierende Messer befindet sich im Handbetrieb, der Anwender kann die Achse manuellverfahren.Die Achse wartet in der Betriebsart MANUAL.

SINGLE_CUT (5) Das rotierende Messer ist bereit für einen Einzelschnitt.

SAMPLE_CUT (6) Das rotierende Messer ist bereit zum Schneiden einer Serie von Probestücken.(Anzahl und Länge der Probestücke muss zuvor im SampleBuffer hinterlegt sein!)


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Einleitung


• Funktionalität durch Parametrierung

• Folgende Eigenschaften werden durch die Kernfunktionen „Rotary Knife“ abgedeckt:

• Lineare Schnittkurve mit Geschwindigkeitsüberhöhung• Im Schnittbereich haben Messer und Material die gleiche Geschwindigkeit

• Polynomische Kurvenscheiben• Oberschwingungen werden vermieden

• Druckmarkenkorrektur mit einstellbarer Korrekturgeschwindigkeit• Die Korrektur erfolgt außerhalb des Schnittes

• Mehrmessersysteme• Der RotaryKnife-FB lässt sich auch bei Trommeln mit mehreren Messern einsetzen

• Ruheposition des Messers einstellbar• Sie kann vom Anwender als Parameter vorgegeben werden.

• Definiertes Start- und Stoppverhalten• Dadurch wird das Messer ruckfrei gestartet und gestoppt

• Schnittlängenverwaltung• Segmentgenaue Berechnung der Kurvenscheibe mit der zuvor über Druckmarke ermittelten

exakten Segmentlänge, ermöglicht Formatwechsel über Druckmarke.


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Einleitung


Zusätzliche Funktionen in Version 3.0:

• Vorsteuerung des Beschleunigungsmomentes• Vorsteuerung des Schnittmomentes• Vorsteuerung der Zwischenkreisspannung

(nur bei Einsatz einer ALM mit Kondensatorbatterie amZwischenkreis)

• Erweiterung der Kurvenscheibenberechnung- neue Profile im Formatbereich: POLY_6, SINUS- Profile im Synchronbereich: CONST (entspricht V2.0!)

LINEAR (“kick out”)- Pendelschnitt möglich wenn

formatlength > 4 * knifecircumference• Interrupt / Continue Production• Vmax-Calculation

- Berechnung der maximalen Materialgeschwindigkeit für dieaktuelle Formatlänge- Berechnung der “Performanz” Kurven


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Einleitung

Converting ToolboxBausteinübersicht

Die Rotary Knife Funktionalität istBestandteil der Bibliothek LRKLibund ist in der ApplikationSIMOTION Rotary Knifeenthalten:

Die Bibliothek besteht aus 9 Quellen:aVersioncPublicRK_CamCalcRK_ProgsRK_ProgsVmaxRK_TemplateRK_TemplateVmaxRK_ToolsRK_ToolsVmax


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Einleitung

Converting ToolboxBeispielkonfiguration

Beispielkonfiguration:(High End, Maschinensteuerung oderstand alone)

• SIMOTION D445• SINAMICS S120 DC/AC• SINAMICS ALM• Kondensatormodul (137mF)• TM17• 1FW3 Motoren

Standards:SIMOTION Rotary KnifeSIMOTION Line Axis oderSIMOTION Axis Function Block

Vorteile:Hohe Hardware Integration (Keine Spezialhardware)Standard Hardware – keine „Black Box“ LösungMaschinensteuerung und Regelung in einer SteuerungHohe Energieeffizienz durch Kondensatorspeicher

SIMOTION D445(Technologie und Maschinensteuerung)

Rotary Knife1FW3

PMTM17

Maschinen-geberSMC

Eins

peis

ung

ALM

SIM

OTI

ON

D44

5Hilfsachsen

Motor Module


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Einleitung


Beispielkonfiguration:(Mittlere Performance, Maschinensteuerungoder stand alone)

• SIMOTION D4x5• SINAMICS S120 DC/AC• SINAMICS SLM/BLM• Bremswiderstand (optional)• 1FK/1FT oder 1FW3 Motor


Vorteile:Hohe Hardware Integration (Keine Spezialhardware)Standard Hardware – keine „Black Box“ LösungModulare Lösung mit skalierbarer PerformanceFlexible Einspeisekonzepte

SIMOTION D4x5(Technologie und Maschinensteuerung)

Rotary KnifePMTM17

Maschinen-geberSMC

Eins

peis

ung

SLM

/BLM

SIM

OTI

ON

D4x

5

Mot

orM

odul

eHilfsachsen


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Einleitung


Beispielkonfiguration:(Low Cost / Low Performance)

• SIMOTION D410• SINAMICS S120 AC/AC• Bremswiderstand (optional)• 1FK7 Motor


Vorteile:Preiswerte stand alone Lösung (keine Spezialhardware)Onboard I/O inklusive schneller Eingänge zur DruckmarkenerfassungOnboard TTL/HTL/SSI Schnittstelle für MaschinengeberStandard Hardware – keine „Black Box“ Lösung

SIMOTION D410(Technologie undMaschinensteuerung)

Rotary Knife1FK7 Maschinengeber

SIM

OTI

ON

D41

0

Ethernet / PROFIBUS

HMI

PM340


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Converting ToolboxTools - Auslegung


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Converting ToolboxTools - Auslegung


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