Контроллер реального времени ЧПУ Plasmatic. Факты.

В настоящем материале мы рассмотрим контроллер реального времени ЧПУ Plasmatic и порядок работы с ним. Более подробная информация по подключению контроллера к портальной машине содержится в Руководстве по подключению и эксплуатации.

Система ЧПУ Plasmatic разработана специально для производителей портальных машин начального и среднего уровня, предъявляющих повышенные требования к функциональности и надежности системы. Система призвана заменить ЧПУ для фрезерных станков типа Mach3, Purelogic, Балт Систем и др., как не отвечающие современным требованиям для портальных машин.

 

Структура системы ЧПУ Plasmatic

Система ЧПУ Plasmatic построена на базе связки управляющего контроллера реального времени и промышленной станции или персонального компьютера под управлением OC Windows. Обмен данными осуществляется по помехозащищённому интерфейсу Ethernet, имеющему трансформаторные гальванические развязки. Поверх протокола UDP реализован собственный протокол парирования ошибок и восстановления связи, обеспечивающий устойчивую работу системы даже при срабатывании осциллятора машины Енисей в непосредственной близости от станка.

Контроллер Plasmatic имеет встроенный буфер команд типа FIFO, что позволяет системе устойчиво работать под управлением OC Windows даже при наличии существенных задержек в канале связи. У разработчиков есть уникальный опыт управления портальной машиной плазменной резки в Санкт-Петербурге персональным компьютером, находящимся в Хельсинки.


Рисунок 1. Контроллер ЧПУ Plasmatic.

 

Внешний вид контроллера показан на рисунке 1. Контроллер поставляется в бескорпусном исполнении.

 

Управление приводами

Контроллер предназначен для управления четырьмя осями - Y, Z и двумя осями по X. Два привода по оси X необходимы для исключения перекоса широких порталов. 

Импульсный интерфейс управления приводами позволяет подключать любые сервопривода как на основе шаговых, так и на основе вентильных (синхронных с постоянными магнитами) сервоприводов. Интерфейс поддерживается сервоприводами как известных фирм Delta Electronics, Mitsubishi, Omron и др., так и производителями бюджетных моделей.

Данный интерфейс подключения приводов обеспечивает удовлетворительную динамическую точность на скоростях до 20 м/мин. При выборе интерфейса разработчики сознательно отказались от современных интерфейсов типа EtherCAT и SERCOS III, т.к. стоимость соответствующих сервоприводов находится вне бюджета большинства разработчиков машин.

 

Интерфейсы

Для взаимодействия с периферией портальной машины, контроллер оснащен рядом интерфейсов, представляя собой законченное устройство. Теперь разработчикам не нужно рыскать в интернете в поисках необходимых модулей и паять что-то самим.

Подробное описание интерфейсов приведено в Руководстве по подключению и эксплуатации.

Периферийные интерфейсы:

1. Ethernet RJ45 для подключения к управляющему компьютеру напрямую или через маршрутизатор;

2. Импульсные выходы управления приводами. Тип - открытый коллектор, напряжение от +12 до +24 В;

3. Датчики обратной связи (текущего состояния системы) - сигналы касания листа плазмотроном, размыкания магнитного держателя суппорта плазмотрона, разрешения движения источника и др.;

4. Датчики готовности приводов. Тип входов - оптопара с токоограничительными резисторами на +24 В;

5. Аналоговые входы датчиков ОС - сигнал напряжения на дуге, напряжение датчика высоты газового резака, потенциометр и резервный канал. Напряжение входов 0..+10 В;

6. Гальвнически развязанный интерфейс RS-232 для управления мощностью лазера;

6. Прочие дискретные входы и выходы показаны на рисунке 1.

 

Подключение источников резки

Для подключения источников плазменной резки реализован стандартный дискретный интерфейс, совместимый в т.ч. с источниками производства Hypertherm, Kjellberg, а также бюджетных китайских производителей.

Интерфейс состоит из двух сигналов:

1.     Сигнал “Начало резки” от контроллера ЧПУ Plasmatic к источнику тока;

2.     Сигнал “Разрешение движения” от источника тока к контроллеру ЧПУ.

 

Стабилизатор высоты резака (THC)

Система ЧПУ Plasmatic оснащена встроенными средствами для быстрого создания системы THC. Для этого разработчику портальной машины достаточно подключить к контроллеру привод оси Z и сигнал пропорциональный напряжению на дуге (или высоте газового резака) к соответствующему аналоговому входу.

Стабилизатор работает в полностью автоматическом режиме, отключаюсь на углах, малых окружностях и при торможении машины.

 

Заключение

Система ЧПУ Plasmatic позволяет превратить любой персональный компьютер или ноутбук в современную промышленную станцию для управления портальными машинами плазменной, газовой или лазерной резки металла. Контроллер реального ЧПУ Plasmatic реализует полный набор функций для создания портальных машин с расширенным функционалом начального и среднего уровня.