Arquitetura de Hardware Capacidade de Controle Terminal de Operação (IHM) Terminal Integrado incorpora CPU Dual ( ARM + DSP ) 32 bits Módulos E/S, Eixos ANA, Temperatura CANopen Comunicação Digital CANopen com Drivers Inteligentes, Inversores de Freqüência Comunicação Serial RS232 / MODbus Comunicação Ethernet ( TCP, TCP/IP ) Memória FLASH ( 8Mb ) Memória DRAM ( 16Mb ) Memória SRAM ( 128Kb ) - mantida por bateria Memória EXT ( SD Card até 2Gb ) 8 eixos + 256 pontos E/S por CPU Múltiplos CANAIS de execução permitem a execução de programas independentes com recursos de sincronismo inter-programas Comunicação TCP Inter-CPU Área Comum ( H e PLC ) Movimentos Independentes via PLC Terminal Inteligente nas versões Integrado ou Remoto com softkeys horizontais(8) e verticais(9), 45 teclas dedicadas a programação alfanumérica, navegação entre campos e páginas e edição inteligente de comandos com sistema sensível ao contexto que minimiza o uso de teclas de dupla função. Entradas e saídas auxiliares integradas ao terminal facilitam a ligação ao painel da máquina. Terminal Inteligente (Remoto) Gabinete (RACK) com fonte Módulo CPU 8 bits Módulos de E/S, Eixos ANA e Temperatura Comunicação Serial Memória ROM (512Kb) Memória SRAM ( 256Kb) 6 eixos + 128 pontos E/S por CPU Comunicação Serial Inter-CPU ou via PLC ( Entradas e Saídas Dedicadas) Movimentos Independentes via PLC Terminal Inteligente com softkeys horizontais ( 7 ), 36 teclas dedicadas a programação MCS, navegação entre campos e páginas e edição com o uso de teclas de dupla função. Entradas e saídas auxiliares integradas ao terminal facilitam a ligação ao painel da máquina. MCS Proteo folha 1 de 14
Montagem PLC Terminal Inteligente com CPU integrada, utiliza conexão CAN com drivers inteligentes e módulos E/S via cabos blindados finos e com grande imunidade a ruídos. Os módulos ocupam muito pouco espaço no quadro elétrico da máquina. O protocolo CAN pra funcionar adequadamente também exige cuidados com a qualidade dos cabos e nas suas ligações, os módulos e também a CPU do CNC são todos isolados entre si o que facilita muito o combate aos ruídos presentes em todas as máquinas. Programa cíclico (16mseg / 4 mseg), supervisionado pelo CNC, área de memória ( 4096 bytes ), instruções lógicas, acesso a memória do PLC, parâmetros e variáveis reservadas do CNC. Funções matemáticas de ponto flutuante com ACC e Pilha ( 8 floats 32bits ) com acesso aos parâmetros H ampliando muito a capacidade de cálculo do PLC e a precisão dos resultados. O Software básico do CNC disponibiliza uma série de funções dedicadas chamadas SERVIÇOS síncronos ( execução síncrona = imediata) que simplificam muito o PLC. Existem serviços de busca de referência, movimentos manuais, eixo árvore entre outros: Blocos funcionais prontos.ao PLC cabe a interface lógica entre a máquina e o CNC. Todas as funções de tela e navegação via softkeys no CNC Proteo já não fazem mais parte do PLC, são configuradas via arquivos texto descritivos ( scripts de configuração de telas, ciclos e navegação de softkeys ) Gabinete centralizado integra Fonte+CPU, módulos E/S e canais de Eixos Analógicos. O terminal inteligente remoto é ligado a CPU no via cabo dedicado. Todos os cabos de sinais estão ligados ao gabinete centralizado o que exige um cuidado maior e um sistema de aterramento que exige atenção redobrada. Programa cíclico (48mseg/16mseg), programa executável, área de memória (2000 bytes), instruções lógicas e de acesso a memória do PLC,parâmetros e variáveis reservadas do CNC. O PLC utiliza ORDENS ASSINCRONAS para se comunicar com o CNC. Existem ORDENS relacionados a passagem de teclas, busca de referência, movimentos manuais, eixo árvore entre outras. O PLC precisa cuidar do sincronismo com o CNC, aguardando a execução das ORDENS o que acaba gerando muito código extra para garantir o perfeito entendimento das mensagens de ambos os lados ( CNC e PLC) MCS Proteo folha 2 de 14
Parâmetros de Máquina 1000 Parâmetros de máquina divididos em 10 blocos de 100 parâmetros: 100 Param. Gerais, 8 x 100 Parâmetros por eixo, 100 parâmetros reservados para o PLC. Editor de Parâmetros configurável ( script Proteo.par ) apresenta os parâmetros em forma de tabela com texto descritivo, valores alfa-numéricos sensíveis ao Parâmetro Geral que define o idioma. Existem muitos parâmetros adicionais que tornaram mais simples o processo de startup dos eixos. Basta definir as características dos acionamentos, resolução e forma de acoplamento que o CNC ajusta os parâmetros internos automaticamente. Também a forma de comunicação com os elementos da máquina ( módulos E/S, acionamentos e inversores de freqüência) são definidos nos parâmetros dos eixos. O CNC se ajusta automaticamente sempre que os parâmetros são validados. Tanto o programa do CNC quanto o programa do PLC acessam os parâmetros de máquina livremente. O CNC mantém os parâmetros em memória não volátil mantida por bateria e também uma cópia dos parâmetros em arquivo na memória FLASH. Os valores memorizados na FLASH podem ser resgatados ou atualizados pelo Usuário ZERO sempre que necessário. 284 Parâmetros de máquina editáveis apenas na forma numérica. Os parâmetros do SX570 foram definidos para um comando simples e que foi se tornando mais complexo e por razões de compatibilidade histórica acabaram na sua forma final muito desorganizados e enigmáticos. O CNC mantém os parâmetros em memória não volátil mantida por bateria e também pode manter uma cópia dos parâmetros na EPROM via PLC. Os valores memorizados na EPROM podem ser resgatados pelo PLC sempre que necessário. MCS Proteo folha 3 de 14
Configuração dos Eixos Comandados Parâmetros de Máquina para definir tipo de máquina comandada: até dois tipos simultâneos (máquina principal e máquina alternativa), configuração dos eixos desde a sua letra de identificação, tipo de movimento linear ou rotativo, até mesmo a resolução e número de casas decimais, fatores de acoplamento, canal de execução associado, limites e previsores de velocidade e aceleração e formas de realimentação em malha aberta ou fechada exemplificam a grande flexibilidade disponível já no software básico do CNC. SoftKeys O CNC Proteo possui dois conjuntos de softkeys, 8 horizontais e 9 verticais, que podem operar em conjunto ou de forma independente. As árvores de softkeys são definidas de acordo com o tipo de máquina ( principal ou alterantiva ) e ainda todos os textos associados consideram também o idioma parametrizado. As softkeys podem conter desenhos e textos e são apresentadas na tela em forma de botões alinhados com as teclas correspondentes. Os botões podem ser com ou sem travamento e ainda os textos e desenhos podem mudar conforme o estado do botão ( com ou sem retenção). As propriedades das softkeys bem como a navegação pretendida estão definidas em arquivo tipo script ( proteo.sfk ) e desenhos associados. A navegação via softkeys fica portanto definida fora do corpo do PLC. Os textos e desenhos bem como a navegação são interpretados e compilados sempre que o arquivo de configuração for carregado. Via software ATIVO, o arquivo script pode ser depurado no ambiente do PC e uma vez definido pode então ser transferido ao CNC na sua versão final. Alguns parâmetros de máquina permitem a configuração parcial dos eixos: letra de identificação, tipo linear ou rotativo, resolução centesimal ou milesimal e ganhos PID. O PLC e software básico precisam ser ajustados para configurar a máquina devido aos limitados recursos oferecidos pelo software básico do CNC. O CNC Sx570 possui apenas softkeys horizontais ( 7 ) e a tabela com as propriedades precisa ser definida no PLC. O PLC recebe o status das softkeys e pode bloquear teclas monitorando o código passados pelo CNC. A depuração desta tabela só pode ser feita em conjunto com o PLC tamanha a interferência de um processo no outro. MCS Proteo folha 4 de 14
Sistema de Origens Ferramentas G53 ( via parâmetros), G54-G57, G58,G59 Tela de Offsets com valor dos offsets e desenho explicativo conforme o tipo de máquina e com textos conforme o idioma. Preset manual e via programa ( cyc 4, G54-G57 ) Código T xx, Código D yy, Código Misto T xxyy Tela de dados da ferramenta com parâmetros básico e parâmetros estendidos para controle de desgaste, ferramentas gêmeas e dados tecnológicos de corte. Os parâmetros estendidos não são interpretados pelo software básico mas podem ser utilizados em ciclos fixos e também pelo PLC. Preset dos eixos no modo manual com corretor ativo = Preset ferramenta. Também suporta o preset no Editor de Ferramentas. G53 ( via parâmetros), G54-G57, G58,G59 Tela de offsets com o valor dos offsets Preset manual e via programa (CYC 4, G54-G57) Código T xx, Código D yy Programa 0 armazena informações das ferramentas definidas em instruções do tipo TDF (tool def ). Os dados podem ser acessados via programa e passados ao PLC. Preset de ferramentas no modo MDI ao programar um TDF o CNC busca e atualiza a definição correspondente no programa 0. MCS Proteo folha 5 de 14
Ciclos Fixos Os ciclos fixos do CNC Proteo são programas paramétricos armazenados em um diretório específico ( CYC) e suas propriedades definidas em arquivos tipo script ( macro_p.txt, nnnp.txt...mmmp.txt onde P = Português e nnn..mmm correspondem ao ciclos fixos definidos). Os arquivos de propriedades são separados de acordo com o tipo de máquina (2D e 3D) e ainda de acordo com o idioma ( P = português, E=inglês, G=alemão..etc) e também especificam desenhos associados em formato BMP, GIF ou JPEG e são processados todas as vezes que ligam o comando. O usuário pode programar os ciclos em modo ISO ( Gnnn...) ou conversacional ( CYCnnn ) conforme parametrizado. O editor de ciclos possui um HELP gráfico que facilita muito a escolha do ciclo apresentando os ciclos em grupos e com indicação de um desenho ilustrativo do tipo de ciclo associado. Os recursos de programação do Proteo foram ampliados permitindo o uso de 1024 registros floats ( área H e área # ) e expressões matemáticas estruturadas com chaves de separação ( #0 = #100 + #110 * [ #2 + #1] ) e instruções de controle de fluxo avançadas ( IF, WHILE, GOTO) que condensam e facilitam muito o entendimento geral do programa. O acesso as áreas de parâmetros, PLC, dados de ferramenta e variáveis reservadas do CNC é bastante simples uma vez que o conteúdo é acessado via endereço reservado correspondente ( #nnnnn) tanto para a leitura quanto para a escrita. Os ciclos fixos do CNC SX570 são programas paramétricos armazenados em um diretório específico (2) e suas propriedades definidas em parâmetros (área L e C). Os recursos de programação do SX570 são limitados ao uso de 23 funções que incluem cálculos básicos e acesso a memória área H (128 floats), área I ( PLC), área P (parâmetros) e finalmente aos dados da ferramenta ativa) MCS Proteo folha 6 de 14
Rosca com múltiplas entradas de rosca e passo variável (torno) Função de Intersecção (Desbaste) Telas Básicas Novo ciclo de rosca (G32) além do ponto final, do passo e da saída de rosca, possui também parâmetros para deslocamento de ponto de entrada e passo variável. Ampliada para calcular intersecções múltiplas no perfil o que permite programar o ciclo de desbaste( torno ) com mergulho. A tela do CNC Proteo foi dividida em áreas lógicas ocupadas por objetos especificados em arquivos de configuração tipo script. Na parte superior, um campo para apresentação de ICON de trabalho, um campo de texto para título do objeto principal da tela compartilhado também por mensagens de texto (mensagens e alarmes ) ativadas pelo PLC. Na parte central da tela ficam objetos chamados Principais cujo foco é ativado via códigos de teclas especiais ( teclas virtuais tipo VK_GOTO_xxxxxxxxx ). Estes objetos pré-montados são: Coordenadas Grandes, Editor de Programas, Editor de Parâmetros, Editor de Ferramentas, Editor de Origens, Monitor de Execução, Editor de Macros, File Explorer, Macro Explorer, Simulação Gráfica 2D e 3D. No SX570 a rosca é de passo fixo e começa sempre na marca de referência do encoder S. Uma entrada deslocada só é possível recuando o ponto de entrada. Função determina apenas a primeira intersecção válida, ciclo de desbaste com mergulho não pode ser implementado. Telas Fixas com pequenas porções configuráveis ou programáveis pelo PLC: Manual, MDI, Programação, Execução Continua ou Passo-a-passo, Simulação Gráfica por traço, Parâmetros e Origens. Tela de alarmes e linha de status construídas pelo PLC. No topo da tela são apresentadas mensagens e alarmes também com indicação de modo de trabalho. As linhas de status(2) nos modos de execução podem ser montadas pelo PLC. MCS Proteo folha 7 de 14
Telas de Usuário Monitor Gráfico Objetos de tela podem ser especificados em arquivos script (Proteo.scn) onde ficam definidos campos numéricos e alfanuméricos ( sensiveis ao idioma ), desenhos e elementos mais sofisticados como menus e combo-boxes, permitindo construir objetos de tela dedicados, com diferentes tamanhos de fontes e associar variáveis do CNC e também do PLC. As janelas de status ganharam um destaque especial. O aplicador pode construir uma janela de status utilizando todos os recursos das telas dedicadas, facilitando a inclusão de status de assessórios específicos das máquinas. O CNC Proteo suporta até 32 telas feitas pelo usuário. Monitor Gráfico 2D ( torno ) ou 3D (fresa) com remoção de material nas vistas planas. Uma vez acionado, o monitor gráfico pode operar em background permitindo ao usuário visitar outros objetos gráficos ( por exemplo o monitor de execução ou o Editor de programas). As perspectivas utilizam linhas na cor definida na tabela de ferramentas ( cor diferente conforme a família ferramenta) e animação do cursor correspondente ao icon da família da ferramenta. O CNC identifica o tipo de movimento (G0,G1,G2,G3,G32- rosca) e atua no gráfico de forma a destacar as operações de corte dos deslocamentos rápidos animando o movimento da ferramenta correspondente. O menu de operações permite definir as dimensões do material bruto e ajustar as escalas de visualização. O tipo de vista ou perspectiva(3d) podem ser especificados também. No caso do torno, podem ser definidas também as dimensões da placa, das castanhas e do contraponto. O PLC do SX570 pode controlar uma porção da tela e escrever textos e colocar desenhos ( bitmaps monocromáticos). Por um processo muito trabalhoso o PLC pode apresentar variáveis e receber valores numéricos de entrada, permitindo a construção de telas especiais de acordo com a aplicação. Todas as definições precisam ser feitas pelo PLC, textos e desenhos devem constar de tabelas fixas compiladas junto com o PLC. Monitor Gráfico com linhas solidas (monocromáticas) para corte e tracejadas para o rápido. Menu gráfico permite ajustar escalas e definir forma de visualização. Não existe buffer para os pontos do gráfico. Se mudarmos para o monitor de execução e depois voltarmos ao monitor gráfico, as linhas correspondentes aos movimentos neste intervalo foram perdidas. MCS Proteo folha 8 de 14
Simulação Gráfica Comunicação Simulação gráfica utiliza o Monitor Gráfico para apresentar os resultados de uma execução simulada, 2D ( torno ) ou 3D (fresa) com remoção de material nas vistas planas, com ou sem movimentação dos eixos (definidos no menu gráfico ou via telas virtuais associadas as softkeys). Na opção sem movimento dos eixos a simulação gráfica ocorre de forma acelerada permitindo ao usuário verificar os efeitos da movimentação da ferramenta sobre o material bruto testando o programa de forma visual antes do mesmo ser executado efetivamente na peça. Via Ethernet TCP, TCP/IP, FTP para comunicação com ATIVO e gerenciador MCSlink, inclusive via Internet. Serial RS232 / RS485 MODBus, @Z ou simples transferência de arquivos de dados de parâmetros, origens e ferramentas ou arquivos de programas do usuário, ciclos e sub-rotinas. Simulação com ou sem movimentação dos eixos, utiliza o Monitor de Gráfico para apresentar os resultados, traçando o caminho da ferramenta de acordo com os avanços programados. Via MCSlink TCP, TCP/IP, FTP para comunicação com ATIVO e gerenciador MCSlink, inclusive via Internet. Serial RS232 / RS485 @Z ou simples transferência de arquivos de dados de parâmetros, origens e ferramentas ou arquivos de programas do usuário, ciclos e sub-rotinas. MCS Proteo folha 9 de 14
Execução de Programas Longos Via Ethernet TCP, TCP/IP, FTP ou SD Card (até 2Gb, FAT32) para comunicação com gerenciador MCSlink. Buffer de Execução utiliza 4 paginas de 256K executadas em forma cíclica. O CNC carrega a pagina atual e a pagina seguinte. Na mudança da página atual para a seguinte, o CNC requisita a próxima página. O CNC Proteo interpreta e calcula os blocos do programa de forma a executar os movimentos programados respeitando os limites de avanço e aceleração parametrizados. De acordo com a geometria da peça o CNC calcula a velocidade máxima de transição entre os elementos da trajetória, adequando a velocidade entre os blocos de forma automática. O CNC Proteo otimiza os avanços tangenciais da trajetória segundo a geometria programada com uma tolerância especificada (G64 ou G61). A capacidade de execução do CNC Proteo é de até 500 blocos/s (2mseg/bloco), buffer look ahead com 1000(ARM)/100(DSP) blocos. Retomada de ciclo para usuários autorizados a partir de qualquer ponto do programa; O usuário pode navegar sobre o programa longo de forma transparente, selecionar o bloco e dar partida. Via Ethernet com MCSlink TCP, TCP/IP, FTP para comunicação gerenciador MCSlink. Buffer de Execução utiliza 2 paginas de 4K executadas em forma cíclica. O CNC carrega a pagina atual e a pagina seguinte. Na mudança da página atual para a seguinte, o CNC requisita a próxima página. O CNC SX570 interpreta e calcula os blocos do programa de forma a executar os movimentos programados respeitando os limites de avanço e aceleração parametrizados. De acordo com a geometria da peça o CNC calcula a velocidade máxima de transição entre os elementos da trajetória, adequando a velocidade entre os blocos de forma automática. A tolerância de contorno é aproximada com o uso do G64 ou M96. A capacidade de execução do CNC Proteo é de até 25 blocos/s (40mseg/bloco), buffer look ahead para até 20 blocos. MCS Proteo folha 10 de 14
Comentários nos programas O Editor de programas permite inserir e editar comentários ( entre parêntesis ) no final da maioria dos blocos. Programas carregados externamente podem conter comentários com ; que são desprezados pelo CNC. Identificação dos programas Arquivo LOG Banco de Dados O Comentário na primeira linha do programa é reconhecido como sendo o nome do programa, e o mesmo é apresentado junto ao número do programa pelo Explorador de programas(file Explorer). O CNC Proteo memoriza eventos habilitados via parâmetros de configuração. O tempo ( dia/mês/ano hora:segundo) é registrado junto com cada evento. Os eventos podem ser Teclas, alarmes, erros e também podem ser produzidos por funções M e pelo PLC. Os registros são apresentados pelo Monitor de LOG que pode ser ativado via teclar virtual de foco ( VK_GOTO_LOG) e também podem ser requisitados via FTP pelo ATIVO, localmente ou via internet. Uma análise mais detalhada do arquivo de LOG pode esclarecer as condições exatas onde ocorreram falhas O CNC Proteo memoriza blocos de dados da área H habilitados via parâmetros de configuração. O tempo ( dia/mês/ano hora:segundo) é registrado junto com cada conjunto de dados. Normalmente o PLC prepara as variáveis e pede para o CNC salvar os dados no banco de dados. O Gerenciador MCSlink recolhe estes dados ( precisa ser preparado para esta operação). Os dados são apresentados pelo Monitor de Banco de dados no CNC e no PC. O CNC SX570 aceita comentários ( entre parêntesis ) isolados em linhas exclusivas para programas carregados externamente que podem também conter comentários com ; que são desprezados pelo CNC. Programas são identificados apenas pelo seu número. Não Possui Não Possui MCS Proteo folha 11 de 14
Debug do PLC via ATIVO Atualizações de Software Usuários / Senhas Observação de variáveis via protocolo TCP/IP com ATIVO. O ATIVO Compila e transfere PLC via rede diretamente para a FLASH do CNC. No modo tracer é possível acompanhar os estados do acumulador e dos flags ao lado de cada linha no código fonte do programa do PLC. As variáveis são localizadas pelo nome e podem ser observadas na janela de WATCH. Todos os procedimentos podem ser realizados remotamente via internet facilitando muito depuração de falhas que ocorrem na máquina. Via software ATIVO com protocolo TCP/IP e FTP ( local ou via internet ) podem ser atualizados o software básico ( ARM + DSP ) e o PLC. O acesso via software ATIVO está protegido por usuário/senha no CNC e no PC o que restringe o acesso de pessoas não autorizadas a fazer modificações. O software permite ainda salvar/recuperar Parâmetros de máquina, Dados de Ferramenta, Origens, Ciclos, Programas de Usuário, Sub-programas, LOG, Banco de dados, bem como todos os arquivos de configuração necessários ao funcionamento do CNC Proteo. GoTo +/-. [numero do usuário] [senha] [enter] => ativa usuário Programas protegidos pelo nível de usuário e podem ser encriptados pelo usuário 0. Via parâmetro de máquina é possível estabelecer o nível de usuário que pode editar corretores de ferramenta, origens e executar programas a partir de qualquer bloco. Observação de variáveis via MCSLink + ATIVO com protocolo @Z. ATIVO Compila e transfere PLC para a placa de RAM instalada no CNC para permitir esta operação. Substituição de EPROM ( básico e PLC) Backup / Restore Parâmetros P, L, C, I, Programas, Sub-programas e ciclos fixos via MCSLink, operações protegidas por usuário/senha no CNC. GoTo +/-. [numero do usuário] [senha] [enter] => ativa usuário Programas protegidos pelo nível de usuário e podem ser encriptados pelo usuário 0. MCS Proteo folha 12 de 14
Busca de Referência / Cotas Absolutas Os acionamentos digitais possuem um resolver absoluto e transmitem a posição absoluta em relação a uma volta. O CNC Proteo memoriza um contador de voltas em memória não volátil e utiliza esta informação para eliminar a busca de referência tradicional. Marcas na coluna da máquina ( alvo ) permitem que o fabricante da máquina defina coordenadas absolutas nestas posições e posicionando os eixos sobre estas marcas ( basta visualmente posicionar os eixos sobre as marcas ) e comande a busca de referência. O CNC memoriza os offsets e reseta os contadores de volta. A partir desta inicialização o CNC não precisa mais buscar referência, ao ligar a máquina o CNC já sabe onde está, eliminando assim a necessidade de buscar referência todas as vezes que a máquina é ligada. Sistema tradicional com sensores para busca de referência. Módulos CAN Módulos CANopen 16E:16S, 32E:32S, Não possui MIX 16E:16S+4x(ANA+ENCODER+LIB), MIX 32E:32S+4x(ANA+ENCODER+LIB), 5x(CANAIS DE TEMPERATURA), 10x(CANAIS DE TEMPERATURA), MIX 16E:16S+5x(CANAIS DE TEMPERATURA) PLC Rápido 4 mseg 16 mseg Interpolações Linear ( até 6 eixos ), Circular ( 2D), Rosca ( 2D), Helicoidal (3D), Spline (3D) Linear ( até 4 eixos ), Circular ( 2D), Rosca ( 2D), Helicoidal (3D), Spline (3D) MCS Proteo folha 13 de 14
Parâmetros PLC 100 parâmetros dedicados ao PLC : Arquivo de configuração tipo script, permite ao aplicador definir os nomes, limites e textos explicativos para cada parametro da área reservada ao PLC. Estes parâmetros ficam acessíveis tanto para o PLC quanto para os programas ( ciclos fixos ). Parâmetros de REDE Permitem definir os parâmetros de rede, dentre eles o IP do CNC. 16 Parâmetros Word, 16 parâmetros bit. Não possui, definidos no acessório MCSlink MCS Proteo folha 14 de 14