Come abbiamo visto molte volte in precedenza, è abbastanza semplice configurare un programma PLC introduttivo utilizzando nient'altro che il PLC stesso, un singolo pulsante e le spie luminose integrate degli I/O.

La configurazione di un semplice asse di movimento, d'altra parte, richiede un input molto più accurato, anche per un semplice test al banco. In questo articolo configureremo un asse di movimento lineare utilizzando il servoazionamento compatto CMMT di Festo, nell'ambito del recente lancio del kit di sviluppo che include sia il drive sia un piccolo servomotore NEMA.

Molti degli elementi presentati in questo tutorial sarebbero comuni a tutti i controller del movimento elettrico. Tuttavia, presteremo particolare attenzione alle funzionalità del software di configurazione e controllo Automation Suite.

 

Figura 1. Controller del servoazionamento CMMT-ST.

 

Hardware dell'asse di movimento

Per la maggior parte delle applicazioni di controllo del movimento integrate in un processo produttivo più ampio, un sistema di controllo (PLC o IPC) invierà comandi di posizione al drive. Questi possono essere movimenti relativi o assoluti delle coordinate, oltre a parametri di movimento come velocità e accelerazione.

Per questo esercizio faremo affidamento sui cicli integrati di comandi di movimento e li inizializzeremo con l'applicazione software. Ciò significa che per questo esercizio introduttivo non avremo bisogno di un PLC né di ingressi digitali, ma solo di un laptop.

Il kit di sviluppo per il controllo del movimento recentemente lanciato da Festo contiene il servoazionamento CMMT-ST e un servomotore EMMT-ST, ovvero un motore passo-passo NEMA 17 con encoder integrato.

 

Figura 2. Asse con vite a ricircolo di sfere e motore a montaggio diretto (senza riduzione).

 

Per il mio asse di movimento fisico ho utilizzato un attuatore lineare azionato da una vite a ricircolo di sfere, con una corsa utile di 400 mm. Ho scelto inoltre di includere un pulsante di arresto fisico per gli ingressi STO (Safe Torque Off), ma anche un semplice ponticello può fornire tensione a questi ingressi.

 

Automation Suite di Festo

Automation Suite è l'app di configurazione per molti prodotti Festo, non solo per i controlli servo. Pertanto, questo processo prevede l'installazione non solo del software, ma anche del plug-in per il/i dispositivo/i specifico/i.

 

Installazione di Automation Suite

L'installazione del software è semplice. Questo link di navigazione contiene il codice prodotto del software. Facendo clic sulla prima voce, «Comissioning, Festo Automation Suite», il file .exe verrà scaricato automaticamente.

Esegui il file per installarlo. Dovrebbe funzionare sulla maggior parte dei PC Windows 10/11.

Dopo aver installato il software, vai immediatamente al collegamento Menu -> Informazioni su e verifica la disponibilità di aggiornamenti.

 

Installazione del plug-in del driver

Il plug-in può essere scaricato dalla pagina di presentazione del prodotto, ma il modo migliore per ottenerlo è tramite Automation Suite. Il collegamento Menu -> Repository garantisce il download della versione più aggiornata.

L'accesso a “Repository” aprirà automaticamente la finestra del plug-in, incluso il plug-in CMMT-ST. Installalo.

 

Aggiornamento del firmware

L'aggiornamento del firmware è inoltre un'operazione molto utile e dovrebbe essere eseguita prima di qualsiasi parametrizzazione o configurazione. L'aggiornamento del firmware può ripristinare le impostazioni predefinite di fabbrica di alcuni dispositivi, quindi questa operazione dovrebbe essere eseguita all'inizio del progetto.

Torna alla finestra principale del software e fai clic sull'icona della lente d'ingrandimento in alto, nella sezione “Scansione dispositivo”. La scansione del dispositivo è disponibile anche nella pagina iniziale principale, prima della creazione di un progetto.

Finché è stabilita una connessione attiva (Ethernet), il dispositivo sarà disponibile. Fai clic sull'istanza corretta, quindi fai clic su Firmware all'estrema destra. La voce in alto corrisponde alla versione più recente. Puoi selezionarla e installarla, se non è già aggiornata.

 

Configurazione dell'azionamento e dell'asse

Dopo aver creato e aperto un nuovo progetto, una procedura guidata accompagnerà l'utente nella configurazione. La maggior parte dei parametri può rimanere ai valori predefiniti, ma alcuni genereranno errori se gestiti in modo errato.

Per prima cosa, dobbiamo selezionare il protocollo di comunicazione del dispositivo. Questo CMMT è la versione MP, ovvero Ethernet “multi-protocollo”, EtherCAT, Modbus e PROFINET.

 

Figura 3. Aggiunta del dispositivo corretto al progetto.

 

Seleziona Ethernet/IP sul lato destro, Aggiungi dispositivo, quindi fai doppio clic sul nuovo dispositivo. Attendi l'inizializzazione e l'avvio del plug-in. Fai clic sul percorso blu dell'indirizzo IP nell'angolo superiore sinistro per poter selezionare il dispositivo attivo, purché tu sia fisicamente collegato alla porta X18 e alla stessa sottorete.

 

Figura 4. Scelta dell'indirizzo IP corretto.

 

Ora dobbiamo inserire le specifiche del nostro motore e della nostra unità di azionamento.

 

Figura 5. Avvio della prima procedura guidata di configurazione.

 

Avviare una nuova «First Setup» e, per ogni segmento del progetto, regolare i seguenti parametri:

1. L'unità di azionamento è alimentata a 24 o 48 volt; per questa semplice configurazione, la stessa alimentazione viene utilizzata per l'azionamento e per il motore. Se si selezionano 48 volt per il motore, si verificherà un errore di potenza di frenatura del motore. Abilitare inoltre il controllo tramite il plug-in, così da poterlo controllare direttamente dallo schermo del PC.
2. Selezionare il motore corretto. Con il kit per sviluppatori, si tratta già di un motore Festo e il codice prodotto può essere inserito direttamente.
3. Il movimento dell'azionamento deve conoscere la distanza percorsa in un giro completo del motore e la corsa totale dell'asse.

   Un metodo consigliato per calcolare la distanza percorsa in un giro consiste nel tracciare un piccolo segno con una penna o un punteruolo sul bordo del carrello di movimento, quindi ruotare manualmente l'albero di un giro e tracciare un nuovo segno. Misurare con un calibro la distanza tra i due segni. La corsa totale è più semplice da determinare e può essere misurata con un metro a nastro, se non è nota.

4. È necessario specificare tutti i rapporti di velocità degli ingranaggi o delle cinghie. La velocità di movimento sarà influenzata da eventuali modifiche ai rapporti.

Dopo aver apportato modifiche, premere il pulsante «Restart Device» e salvare tutte le modifiche sul dispositivo.

A questo punto, tutto dovrebbe essere pronto per il movimento! Per configurare il sistema (assicurandosi della direzione di movimento e della velocità corrette), accedere alla scheda «Control», quindi a «Manual Movement», e controllare il «position actual value». Ruotare con cautela manualmente la vite a ricircolo di sfere e verificare che 0,0 mm posizioni il cursore molto vicino all'estremità lato motore; allontanandosi dal motore, il valore effettivo dovrebbe aumentare in direzione positiva.

Per un controllo elettrico di base dal PC, è sufficiente completare i seguenti passaggi:

1. Premere i pulsanti in alto per abilitare «Plug-in Control» e «Powerstage».
2. Premendo i pulsanti Jog -/+ l'asse dovrebbe muoversi!

È anche possibile eseguire il ritorno a zero dell'asse, che per impostazione predefinita lo porterà nella posizione 0,0 mm; occorre quindi assicurarsi che questa posizione 0,0 sia effettivamente vicina all'estremità dell'asse lato motore.

Se è necessario regolare manualmente la posizione per questa configurazione iniziale, è possibile scollegare il giunto dell'albero motore e ruotare manualmente la vite a ricircolo di sfere. Quando la posizione corrente è 0,0 e il cursore si trova esattamente dove desiderato, è sufficiente ricollegare il giunto.

 

Prossimi passaggi per il movimento

Restate sintonizzati per il prossimo articolo, che illustrerà il processo di creazione del movimento ciclico e di visualizzazione dei grafici dei parametri di movimento, molto utile per la risoluzione dei problemi.

 

Tutte le immagini sono state utilizzate per gentile concessione dell'autore.