Der Netzwerkanschluß, auch Ethernet genannt, ist ein industriell genormter Anschluß über abgeschirmte, störfeste Kabel. Die Übertragung erfolgt vollkommen potenzial getrennt und differenzial. Eine Netzwerkverbindung ist EMV-Störsicher, im rauhen industriellen Umfeld erprobt und sehr schnell.
Netzwerkanschlus der Steuerungssofware
Weiterer Vorteile sind, das jeder PC über eine eingebaute RJ45-Ethernetschnittstelle verfügt.Es gibt keine Einschränkung für das verwendete Betriebssystem. Die Kabellänge in einem Ethernetsegment darf >100m sein, die Verbindung über Switches ist möglich, sodass ohne Probleme mehrere Maschinen in einem Netzwerk gleichzeitig betrieben werden können.
Der Anwender muss nichts konfigurieren, einfach nur verbinden. Die Steuerungssoftware findet die Maschine ganz von selbst. Es können dadurch auch beliebig viele Module angesteuert werden, zum Beispiel zum schalten von Ein- und Ausgängen.
Vorteile:
Industriell genormter Anschluss über geschirmte, störfeste Kabel
Maximale Schrittfrequenz von 1.6 MHz ( das ist ca. 15x schneller als USB-CNC Lösungen und weltweit die schnellste in diesem Preissegment )
Keinerlei Ausfälle bei Erdungsproblemen
Wenn PC ausfällt oder nicht 100% echtzeitfähig ist, bleibt Maschine kontrolliert stehen und es kann an der Stelle nach dem Neustart des PC weiter gearbeitet oder vorher im Programm neu eingestiegen werden.
Netzwerk CNC Anschluss
Werkzeugbruch – Ebenso wie in Punkt 3 beschrieben
Es können mehrere Maschinen direkt an einem Steuerrechner angeschlossen werden.
Anzahl der Achsen in Fall von KinetiC-NC auf bis zu 6 Achsen erweitert
Anzahl der Ein- und Ausgänge sind quasi uneingeschränkt erweiterbar
Kabellängen in einem Ethernetsegment können bis zu 100m lang sein
Anwender muss nichts konfigurieren (bei Verwendung KinetiC-NC und CncPOD) . Einfach nur verbinden.
Fazit: Nur mit einer Netzwerk-Verbindung am Steuerungsmodul ist ein sorgenfreier, zuverlässiger Betrieb der CNC Fräse möglich.
Ansteuerung der CNC Fräse
Eigenständiger Prozessor mit Bahnberechnung
Die Steuerungssoftware verwendet einen eigenständigen, schnellen Prozessor, der die Beschleunigungsrampen und Signalausgaben für die Achsen der CNC Fräse eigenständig berechnet. Der 32bit Prozessor mit 8 Kernen ist extrem leistungsstark.
Schrittfrequenzen bis 1.6 MHz pro Achse
Pro Achse können Schrittfrequenzen bis 1,6MHz (1600kHz) ausgegeben werden. Es gibt es keine Einschränkung für hoch präzise
KinetiC-NC CncPOD Steuerungseinheit
und zugleich extrem schnelle Servo-Antriebe. Der Prozessor berechnet selbständig Brems- und Beschleunigungsrampen. Wenn die Verbindung zum Steuerrechner ausfällt, bremst die Maschine kontrolliert ab und wartet, bis die Verbindung wieder hergestellt werden kann.
Selbst das Herausziehen des Netzwerkkabels oder das Ausschalten des Steuerrechners (Stromausfall) bringen die Maschine nicht durcheinander. Werkzeug und Werkstück bleiben geschützt, die Position der Maschine bleibt erhalten, sodass sie jederzeit mit der Bearbeitung fortgefahren werden.
Fazit: Nur ein eigener Prozessor, unabhängig vom Steuer-PC, ist zuverlässig.
Signalform und Endstufen, Jitter und verlorene Schritte
Die meisten der am Markt existierenden CNC Steuerungsprogramme benutzen keine dynamisch berechneten Brems- und Beschleunigungsrampen, sondern feste Vorgaben. Dadurch treten Vibrationen, Resonanzen, ruckartigen Bewegungen auf. Die Impulsausgabe ist frequenzabhängig, das heißt, die Impulse sind nicht immer gleich. Richtungswechsel werden nicht immer 100% synchron zu den Taktsignalen ausgegeben.
Verlustfrei ohne Jitter keine Schrittverluste
Bei anderen Steuerungsprogrammen kann es passieren, das die Motoren auch mal einen Schritt „vergessen“ bzw. es zu Jitter kommt, und die Motoren unsauber laufen. KinetiC-NC berechnet jedes mal die Bremsrampen neu, gibt die Signale mit frequenzunabhäniger Präzision aus. Das Taktverhältnis ist immer 50%. Richtungswechsel werden immer präzise ausgeführt.
So gibt es weder Jitter noch können Takte „vergessen“ werden. Die Schrittmotoren laufen ruhig und haben dadurch mehr Drehmoment. Es ist keine Einstellung oder Anpassung an Endstufen von verschiedenen Herstellern notwendig.
Fazit: Durch einen eigenen Prozessor gibt KinetiC-NC Signale präzise und sauber ausgegeben. Dieses System ist einmalig unter den bekannten Schritt-Richtungs Steuerungen.
Kurzschluss-Schutz
Alle Signalausgänge von KinetiC-NC sind kurzschlussfest. Im Gegensatz zu vielen Produkten am Markt kann der Cnc-Pod nicht durch fehlerhafte Kabel zerstört werden. Ebenso ist der Steuer-PC geschützt, wenn die Maschine einen Defekt hat.
Fazit: Mit KinetiC-NC erhöhte Sicherheit für den Steuer-PC und die angeschlossene Hardware.
Plug & Play – Einfacher geht es nicht
Alle Maschinen und Zubehörteile sind in der Software vorkonfiguriert. Einfach die gekaufte Maschine auswählen und loslegen.
Fazit: Mit KinetiC-NC hohe Produktivität ohne kostbaren Zeitverlust durch herumprobieren !
Gegenüber USB-Lösungen hat die Datenübertragung über Ethernet den Vorteil, dass sie weniger anfällig gegenüber elektromagnetischen Störungen ist. Die Versorgungsspannung ist potentialgetrennt vom PC (bei Versorgung über ein extra Netzteil).
Automatische Erkennung
Im Gegensatz zu anderen Netzwerklösungen entfallen durch die automatisch Erkennung folgende Schritte:
Vergabe einer IP-Adresse
Installation einer extra Netzwerkkarte
Änderung der Systemkonfiguration der Netzwerkschnittstellen
Es dürfen Switches verwendet und mehrere Geräte am gleichen Netzwerk betrieben werden.
Schrittsignal : Signal-Timing
Bei softwarebasierten Signalgeneratoren kommt es immer wieder zu Problemen mit dem Timing. Zu kurze Impulse führen zu Problemen mit langen Leitungen oder langsamen Optokopplern. Zuwenig Abstand zwischen Schritt-Flanken und Richtungswechseln führen zu Positionsfehlern.
Beim CNC-Pod von KinetiC-NC treten diese Probleme durch ein spezielles Tastverhältnis nich auf, unabhängig von der Frequenz. Zustandswechsel des Richtungssignals erfolgen mit minimalen µs Abstand zur vorhergehenden und nachfolgenden Flanke.
Damit ist das Signal kompatibel mit allen Motortreibern und es müssen keine Einstellungen vorgenommen werden. Diese Eigenschaft ist einzigartig bei allen Schritt/Richtungs-basierten Steuerungen.
Kurzschlussschutz
Alle Signalausgänge sind kurzschlussfest. Im Gegensatz zu beinahe allen am Markt erhältlichen softwarebasierten Steuerungsmodulen kann der Cnc-Pod nicht durch fehlerhafte LPT-Kabel zerstört werden! Das macht das System extrem prozesssicher. Folgekosten werden minimiert.
Schutz vor Schrittverlusten durch Pufferunterlauf
Bei Pufferunterlauf wird immer mit Rampe kontrolliert gebremst. Es drohen keine Schrittverluste, wenn der PC oder die Netzwerkverbindung kurzzeitig überlastet ist, und es dadurch zu Verzögerungen der Datenübertragung kommt.
Bei anderen Systemen würde in diesem Fall die Steuerung ohne Rampe bremsen und ein problemloses Weiterarbeiten wäre nicht mehr möglich.
Hohe Auflösung von 1,6 Megaherz
Die maximale Schritt-Ausgabefrequenz liegt etwa 1,6 MHz gleichzeitig auf allen Achsen. Dadurch sind keine Kompromisse zwischen Auflösung und Verfahrgeschwindigkeit nötig.
Zum Beispiel könnte ein System mit 0,5µm Auflösung (entspricht 10000 Schritte/Umdrehung bei 5mm Steigung) immer noch mit 0,75m/s oder 45m/min fahren.
Sehr geringes Jitter durch Mehrkern-Technologie
Beim CNC-Pod werden die Schrittsignale aller Achsen unabhängig in je einem eigenen Prozessorkern und mit höherer zeitlicher Auflösung als ein Impuls erzeugt.
Dadurch ergibt sich auch bei interpolierter Fahrt mehrerer Achsen gleichzeitig eine sehr geringe Frequenzschwankung (Jitter) und damit eine bessere Oberfläche, als es mit softwarebasierten Lösungen möglich ist, die in jedem Zeitinterval nur eine ganze Anzahl Impulse ausgeben können.
