Automation University 2015
AUD13 Motion Control Update
Tommaso Fochi
Michele Scarpulla
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Agenda
Azionamenti con CIP Safety
Drive Multiplexing
Data Logging
Motion Analyzer “Online”
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2
Kinetix 5500 ERS2 CIP Safety
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Safety and Standard Connection (V24)
 Connessioni Standard e Safe con lo stesso indirizzo IP
 Azionamenti, Dispositivi Ethernet/IP, Robot e controllori
CIP Safety con connesioni standard e safety
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4
Controllo Standard and Safety in
diverse possibili configurazioni
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K5500 with Integrated Safety – ERS2
Ethernet/IP
 SIL3 & PLe Safe Torque Off
CIP Motion Data and Safety Data
 Riduzione del cablaggio dei circuiti di
Sicurezza
 Migliore modularità sia della progettazione
del sistema sia delle zone di sicurezza
 Controlli di sicurezza gestiti dal Controllore
 Unico ambiente di sviluppo: Logix Designer
PL-e Safe
Torque Off
Controller Based
safety monitoring
 Doppia connessione Ethernet per Safety e
Motion Control.
 Controlli e regolazioni modificabili in
RunTime a seconda delle condizioni
operative
 Diagnostica
Semplicità di utilizzo: La gestione sicurezza basata sul Controllore
GuardLogix migliora la flessibità del Vs. progetto
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Sicurezza Integrata su EtherNet/IP
La sicurezza Integrata migliora prestazioni e flessibilità
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7
Application Example #1:
GuardLogix per Safety e Motion Control
Zone 2
Zone 1
Zona 1
Zone 2
Zone 2
Zone 2
GuardLogix permette flessibilità per gestire Safety e Motion Control
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Gestione di zone di sicurezza
attraverso la programmazione
Zona 1
Zona 1
•
•
•
•
La gestione della sicurezza è configurata nella
Safety Task del Logix designer
Taglia/Incolla Assi da una zona all’altra
Le connessioni Safety avvengono attraverso
Ethernet/IP.
Nessun cablaggio aggiuntivo è richiesto
Zona 2
Zona 1
Zona 2
Zona 2
Modificare via software le zone di sicurezza in Logix
PUBLIC
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Application Example #2:
GuardLogix per Safety e CompactLogix per Motion
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Flessibilità nella separazione di Safety e Motion Control
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Configurazione in Logix Designer
Configurazione facile e completa per la sicurezza con Logix Designer
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Confronto fra Sicurezza Integrata
e Sicurezza Cablata
Drive Based
Integrated Safety
Configurazione
Specifica per Dispositivo
Unificata nel Controllore
Set Points
Fissi
Programmabili, modificabili
Cablaggi
Necessari
Ridotti o eliminati
Diagnostica
Limitata
Dettagliata
Integrazione
Limitata
Completamente integrata
Manutenzione
Elemento sostituito deve essere
ricablato/riprogrammato
Configurazione Automatica del
dispositivo
Validazione del
Codice
Ripetuta ogni volta
Riutilizzo del codice
Aumenta il valore per il cliente integrando la sicurezza nell'architettura.
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12
5370S Compact GuardLogix
Compact GuardLogix 5370 Safety Controller
 Il nuovo Compact GuardLogix safety controller basato su una architettura di sicurezza
1oo2 (1 out of 2): 2 Processori che ciclano il codice in parallelo.
 Se il risultato non è coerente il sistema viene pilotato in uno stato Safe
per applicazioni di sicurezza PLe / SIL3

Stesse funzionalità di tutti gli altri controllori CompactLogix


50% memoria aggiuntiva per applicazioni di sicurezza
Tre codici pianificati:

L30ERMS (+0.50MB Safety Memory)

L33ERMS (+1.0 MB Safety Memory)

L36ERMS (+1.5 MB Safety Memory)
Previsto Q4 CY2015
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13
Implementazione del Motion Safety
LVD, MVD, Kinetix
Hardwired Safety
CIP Safety
<V21
Kinetix 6200/6500
V21
Kinetix 5500Kinetix 5500
V24
Kinetix 5500
Kinetix 5000M
Hardwired:
• Safe Torque-off
• Safe-Speed
• SIL3 PLe
Kinetix 6000
Hardwired:
• Safe Torque-off
• SIL2 PLd
Hardwired:
• Safe Torque-off
• SIL3 PLe
Kinetix 5700
Networked:
• Safe Torque-off
• SIL3 PLe
PowerFlex 525
PowerFlex 750 Series
PowerFlex 527
Hardwired:
• Safe Torque-off
• SIL2 PLd
Hardwired:
• Safe Torque-off
• Safe-Speed
• SIL3 PLe
PowerFlex 7000
Networked & Hardwired
• Safe Torque-off
• SIL3 PLe (Network)
• SIL2 PLd (Hardwired)
PowerFlex 40P, 70EC, 700S/H
Hardwired:
• Safe Torque-off
• SIL2 PLd
PUBLIC
Analysis of Hardwired:
• Considering Safe Torque-off
• Considering PL & SIL ratings
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Motion Safety Roadmap
Hardwired Safety
2012
Kinetix 5500
Basic Safe Torque Off CIP Safety
2014
Kinetix 5500
Advanced CIP Safety
2015
Future
VP series Motors
Kinetix 5700
SIL2/PLd DSL
Motor Encoder
Kinetix 5500
Hardwired:
• Safe Torque-off
• SIL2 PLd
Networked:
• Safe Torque-off
• SIL3 PLe
Combined Networked & Hardwired
• Safe Torque-off
• SIL3 PLe (Network)
• SIL3 PLe (Hardwired)
Combine Networked &
Hardwired Drive
models
Kinetix 5000 Family
• GLX based Advanced Monitoring
Functions
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It’s
Demo
TIME
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16
Drive Multiplexing
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17
Logix V21 e precedenti
1 Motion Group Coarse Update Rate
Attivi solo al
Cambio Formato
Solo 1
Coarse Update Rate
Attivi ma con
scarsa dinamica
Sempre Attivi
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18
V24 w/ Drive Multiplexing
(Multiple Rate Selection)
AX_SetUp_DS
AX_SetUp_Cntr
AX_SetUp_OS
AX_Unw
AX_GR01
AX_GR02
AX_GR03
AX_SetUp_DS
AX_SetUp_Cntr
AX_SetUp_OS
Si possono configurare
più Update Rate
AX_ExConv
AX_Unw
AX_GR01
AX_GR02
AX_GR03
AX_ExConv
Associare un CUR ad ogni funzionalità della macchina
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19
V24 w/ Drive Multiplexing
(Multiple Rate Selection)
AX_Unw
AX_GR01
AX_GR02
AX_GR03
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AX_SetUp_DS
AX_SetUp_Cntr
AX_SetUp_OS
Utilizzazione
Stimata e Reale
AX_ExConv
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20
IAB Motion Performance Calculator
 Permette di utilizzare IAB per verificare l’applicazione
 Dalla versione V9.5.x.x …..Drive Multiplexing
Seleziona
fino a 3 CUR
per progetto
New
V9.5.x.x
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21
Come funziona il Multiplexing?
CIP_Ax_Base_1
CIP_Ax_Base_1
CIP_Ax_Base_1
CIP_Ax_Base_1
CIP_Ax_Base_1
CIP_Ax_Base_1
CIP_Ax_Alt1_1
Virt_Ax_Alt1_2
Virt_Ax_Alt1_3
Virt_Ax_Alt1_4
Virt_Ax_Alt1_5
Virt_Ax_Alt1_6
Virt_Ax_Alt2_4
Virt_Ax_Alt2_5
Virt_Ax_Alt2_6
CIP_Ax_Alt1_1
Virt_Ax_Alt1_2
Virt_Ax_Alt1_3
Virt_Ax_Alt2_7
Virt_Ax_Alt2_8
Virt_Ax_Alt2_9
Virt_Ax_Alt1_4
Virt_Ax_Alt1_5
Virt_Ax_Alt1_6
CIP_Ax_Alt1_1
Virt_Ax_Alt1_2
Virt_Ax_Alt1_3
Virt_Ax_Alt2_4
Virt_Ax_Alt2_5
Virt_Ax_Alt2_6
Virt_Ax_Alt1_4
Virt_Ax_Alt1_5
Virt_Ax_Alt1_6
Virt_Ax_Alt2_7
Virt_Ax_Alt2_8
Virt_Ax_Alt2_9
Virt_Ax_Alt2_1
Virt_Ax_Alt2_2
Virt_Ax_Alt2_3
0msec
3msec
6msec
Virt_Ax_Alt2_1
Virt_Ax_Alt2_2
Virt_Ax_Alt2_3
9msec
12msec
15msec
CIP_Ax_Base_1
CIP_Ax_Alt1_1
Virt_Ax_Alt1_2
Virt_Ax_Alt1_3
Virt_Ax_Alt2_1
Virt_Ax_Alt2_2
Virt_Ax_Alt2_3
18msec
Tempo (in msec) di aggiornamento della task Motion
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Axis Update Status
 AxisUpdateStatus : Un nuovo bit di stato viene aggiunto agli attuali
attributi di un asse. Il bit di AxisUpdateStatus indica quando l’istanza
associata è stata aggiornata nell’ultima esecuzione della Motion Task
 Questo Bit viene aggiornato dal sistema per ciascun asse ad ogni
esecuzione del Motion Task. Questo bit può essere utilizzato per valutare
in una Task ad evento sincronizzata con il Motion Task per determinare se
un asse sia stato aggiornato durante l’utlima esecuzione del Motion task
 Il bit di Update Status di un asse configurato nel Motion Rate Base viene
impostato quando la sincronizzazione del Motion Group avviene e non
cambia più valore di assegnazione
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Cambiamenti nel
Motion Group Attributes
 Il CUR è accessibile via GSV, ed anche il
rapporto con i gruppi alternativi
 Task average scan time, Task max Scan time e
Task last Scan Time sono visibili anche
attraverso le proprietà del Motion Group.
 I tempi di scansione del Motion Task e quelli di
I/O sempre del Motion Task sono visibili nella
struttura del Motion Group
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Gestione di Gear, Camme Elettroniche e Master
Driven Speed Control con assi in Multiplexing
 Sebbene il concetto di Assi in Multiplexing sia pensato per discriminare fra
Assi con utilizzo prevalente ed assi con utilizzo minore esiste ovviamente
una larga platea di applicazioni in cui Assi a dinamica non elevata debbono
essere utillizati in collegamento con Assi a dinamica elevata
 Gli assi Slave possono essere coordinati con Assi Master utilizzando
funzioni di Gear/Pcam senza nessun rilevante scostamento
indipendentemente dal gruppo di aggiornamento di appartenenza.
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It’s
Demo
TIME
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Data Logging in Kinetix 5500/5700
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Agenda
Data Logging Overview
Data Logging Parameters
Data Logging AOI
Application code
Data Logging Timing
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Data Logging Overview
 Descrizione
 Il Data Logging permette di registrare fino a 40,000 dati da Uno a
Quattro variabili con un tempo di campionamento che arriva al tempo
di aggiornamento degli anelli dei Drive (125µs)
 Questa funzione può essere utilizzata solamente via MSGs.
 Le istruzioni necessarie per effettuare il Data Logging dal Drive sono
state raccolte in una AOI
 Firmware
 La funzione di Data Logging è presente nei Drive Kinetix 5500 dalla
versione FW 2.002
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Data Logging
Feature Capabilities
 Registra fino a 4 canali di dati.
 Si può accedere a tutta la lista dei dati
presenti nella scelta dei Real Time Attibutes
 Fino a 40,000 dati per canale.
 Campionamento fino a 125µs.
 Configurazione via MSGs
Benefici del Data Logging
 Accesso ai Dati con una precisione maggiore rispetto all’Update Rate in Logix
 Monitorare variabili durante la vita della macchina
 Sviluppare programmi di manutenzione predittiva
Data logging per Gestione Predittiva e Manutenzione della Macchina
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Agenda
Data Logging Overview
Data Logging Parameters
Data Logging AOI
Data Logging Timing
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I Parametri del Data Logging
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
Impostare il numero del parametro per
registrare dati in tempo reale in ognuno
dei quattro canali (0, 1, 2 e 3)
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I Parametri del Data Logging
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
0: Valore del Segnale
1: Digitale
NOTA: La funzione trigger
digitale non è ancora attiva
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I Parametri del Data Logging
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
Impostare il numero dell'attributo che verrà
utilizzato come trigger per iniziare il
registrazione in tutti i canali attivi
(0, 1, 2 e 3) dei dati.
La lista dei segnali utilizzabili come Trigger
Source è limitata all'elenco degli attributi
forniti successivamente.
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I Parametri del Data Logging
 Dati Disponibili (e utilizzabili come Trigger)
Attribute ID
483
460/216
367
482
844
638/262
637
527
529
522
524
553
620/266
528
530
636
801
802
806
807
635/259
523/263
521
601
600
603
602
605
606
436/131
14
02
PUBLIC
Attribute Name
Acceleration Feedback
Acceleration Feedforward Gain
Acceleration Fine Command
Acceleration Reference
Adaptive Tuning Gain Scaling Factor
Bus Regulator Capacity
Converter Capacity
Current Error
Current Feedback
Current Limit Source
Current Reference
Current Vector Limit
DC Bus Voltage
Flux Current Error
Flux Current Feedback
Inverter Capacity
Load Observer Acceleration Estimate
Load Observer Torque Estimate
Load Observer Bandwidth
Load Observer Integrator Bandwidth
Motor Capacity
Motor Electrical Angle
Operative Current Limit
Output Current
Output Frequency
Output Power
Output Voltage
Converter Output Current
Converter Output Power
Position Error
Read/Write
R
W
R
R
R
R
R
R
R
R
R
W
R
R
R
R
R
R
W
W
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Position Feedback1
R
Attribute ID
365
442
437
441
443
432
431
496
504/332
505/333
843
502
841
842
492
493
491
455/135
454/134
440/215
366
462
456
461
469
453
451
Attribute Name
Position Fine Command
Position Integrator Bandwidth
Position Integrator Output
Position Loop Bandwidth
Position Lock Tolerance
Position Reference
Position Trim
System Inertia
Torque Limit Negative
Torque Limit Positive
Torque Low Pass Filter Bandwidth Estimate
Torque Low Pass Filter Bandwidth
Torque Notch Filter Frequency Estimate
Torque Notch Filter Magnitude Estimate
Torque Reference
Torque Reference Filtered
Torque Trim
Velocity Error
Velocity Feedback
Velocity Feedforward Gain
Velocity Fine Command
Velocity Integrator Bandwidth
Velocity Integrator Output
Velocity Loop Bandwidth
Velocity Low Pass Filter Bandwidth
Velocity Reference
Velocity Trim
Read/Write
R
W
R
W
W
R
W
W
W
W
R
W
R
R
R
R
W
R
R
W
R
W
R
W
W
R
W
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I Parametri del Data Logging
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
0: Immediate
1: Positive Edge Trigger
2: Negative Edge Trigger
3: Greater or equal to the Trigger Level
4: Lesser or equal to the Trigger Level
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I Parametri del Data Logging
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
Questo è il valore del segnale
configurato come Trigger che innesca la
registrazione dei dati.
Le unità di misura dei segnali sono
descritte nelle proprietà dell’asse oppure
nella pubblicazione MOTION-RM003D.
Esempio: Nel caso illustrato in questa
slide, quando il valore effettivo del
Velocity Reference (Par 453) è
maggiore o uguale a 2 rev/sec, si
innesca l’evento di trigger
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I Parametri del Data Logging
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
This is the period of time between real-time
data points logged in the data buffer.
This Sample period must be a multiple of
the loop update time of the drive. If the
loop update time is 125µs, the Sample
Period can be 125µs, 250µs, 375 µs , etc.
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Data Logging Parameters
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
Questo è il numero di campioni di dati in
tempo reale da registrare per ogni canale
(da 1 a 4).
Il numero massimo di punti dati per canale
è 40.000.
Tempo totale dei dati registrati:
Sample Period x Capture Size
Esempio:
Total time = 125µs x 32000 = 4.0 sec
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I Parametri del Data Logging
 I parametri da configurare per il data Logging sono:
Questa è la percentuale del totale dei dati
registrati che verranno memorizzati prima
dell'evento di trigger.
Esempio:
• Pre-store samples = 10%
• Captured size = 32000
Quindi:
Ci saranno 3200 campioni registrati
prima dell'evento di trigger e 28800
campioni registrati dopo l'evento di
trigger.
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Agenda
Data Logging Overview
Data Logging Parameters
Data Logging AOI
Data Logging Timing
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Data Logging AOI
 Questa AOI può essere utilizzata per configurare la funzionalità di registrazione dei dati nel
Drive e per copiare i dati registrati in tempo reale da tutti i canali dell’azionamento al
controllore
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Data Logging Tool
 Il Data Logging Tool è una applicazione VBA in Excel che permette di leggere e
graficare I dati registrati nel drive e trasmessi al controllore.
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Agenda
Data Logging Overview
Data Logging Parameters
Data Logging AOI
Data Logging Timing
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Data Logging Timing
 Ci sono tre fasi principali del processo
registrazione
La divelocità
di di dati in cui il tempo deve essere
preso in considerazione: tempo
per registrare ifra
dati Drive
nel drive,eil tempo per trasferire i dati
trasferimento
dal drive al controllore (il più lungo), e il tempo per trasferire I dati dal controllore al PC
Controllore
è fra misurazioni
1 e 2 al tempo coinvolti in
(Opzionale). La tabella sottoindicata
fornisce alcune
dato
questi tre passaggi. In questo test,msec
il periodper
di campionamento
scelto è 125µs, la modalità
di Trigger è Immediately, e la Pre-registrazione è del 10% dei campioni.
Test Conditions
Number of Data
Number of
Sources
Samples
1000
1
5000
20000
40000
1000
2
5000
20000
40000
PUBLIC
Time to Log Data in
the drive
0.125 sec
0.625 sec
2.500 sec
5.000 sec
0.125 sec
0.625 sec
2.500 sec
5.000 sec
Time to transfer data
from the drive to the
controller
2.1 sec
8.7 sec
33.6 sec
72.0 sec
3.8 sec
17.2 sec
69.7 sec
138.9 sec
Time to transfer
data from the
controller to PC
4.0 sec
5.0 sec
8.5 sec
16.8 sec
4.9 sec
6.6 sec
17.3 sec
26.6 sec
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Motion Analyzer
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Che cosa è Motion Analyzer?
Motion Analyzer è uno strumento di dimensionamento e
selezione per sistemi meccatronici
Motori
Riduttori
Azionamenti
Attuatori Lineari
Motion Analyzer ti aiuta a costruire una macchina migliore!
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47
Disponibile adesso: La prossima
generazione di Motion Analyzer
 Combina la potenza di dimensionamento di Motion Analyzer con nuove
funzionalità di Ricerca e selezione dei Prodotti
 Un nuovo strumento rinnovato sulla base originale di Motion Analyzer
 Nuova interfaccia “Cloud Based”
 Stesso, consolidato, efficace algoritmo di dimensionamento
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Ti fornisce le informazioni necessarie
Navigazione filtrabile fra i prodotti
• Esplorare e confrontare le famiglie di
prodotti prima di dimensionare
• Verificare la compatibilità fra famiglie
diverse
• Possibilità di creare Liste di Materiale
personalizzate
Risultati di ricerca completi
•
•
•
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Trovare L’azionamento, il motore ed il
riduttore giusto, basato sui requisiti
dell’ applicazione
Confrontare le soluzioni con opzioni
differenti di prodotti
Arrivare alla soluzione utilizzando filtri
sui prodotti e loro caratteristiche
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Ambiente Web & partner di terze parti
forniscono nuove funzionalità e possibilità
Ambiente di lavoro online collaborativo
• Gli utenti possono istantaneamente condividere
progetti con altri utenti
• Accesso sicuro e protetto assicura che venga
mantenuto il controllo dei dati
• Nessuna installazione, Software sempre
aggiornato
Integrazione dei prodotti Encompass
• I Partner Encompass Partners
completano l’offerta di soluzioni di
automazione complementari ai prodotti
Rockwell Automation
• Uno strumento per tutte le soluzioni
• Permette di sfuttare al massimo le
possibilità di scelta
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Le nuove funzionalità semplificano
l’utilizzo di Motion Analyzer
Struttura Modulare del Progetto
Accesso ai progetti
controllato
PUBLIC
Nuovo Editor dei Profili di
Movimento
Possibilità di inserire
commenti
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Questo cosa significa per Voi?
 Valutare diverse opzioni all’inizio della
fase di progettazione
 Valutare i differenti requisiti per trovare la
migliore soluzione possibile
 La sicurezza di valutare sempre i prodotti
più aggiornati sia di Rockwell Automation
che dei suoi Encompass Partner
 Ridurre i tempi di
inserimento/apprendimento dei nuovi
tecnici
 Collaborare con tutti i componenti della
vostra squadra, non importa in quale parte
del mondo
 AiutarVi a costruire Macchine Migliori
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It’s
Demo
TIME
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53
Available now:
https://motionanalyzer.rockwellautomation.com
PUBLIC
www.rockwellautomation.com
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SEMPLICE CARICO ROTATIVO
Jload = 0.075 Kg*m^2
Ciclo Richiesto:
Pausa 0.5 secs
Movimento di 6 revs in 1 sec
Pausa 0.5 secs
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Aggiungiamo un componente alla nostra
libreria: Un profilo di moto rotativo
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libreria: Un profilo di moto rotativo
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libreria: Una trasmissione meccanica
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libreria: Una trasmissione meccanica
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Costruiamo il nostro primo progetto
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Selezione dei Prodotti
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Aggiungiamo un elemento Lineare
Plastic Chain 15 Kgs
150 mm
width
250 mm
100 mm
step
25mm
50mm diameter
200 mm lenght
250
mm
Aluminium Gears
PUBLIC
Gear
Box
Servo Motor
Cycle: 100 mm Step in 0.3 secs
+ 0.4 pause
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Costruiamo un meccanismo Lineare
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Costruiamo un profilo di moto Lineare
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Aggiungiamo un secondo asse al nostro
progetto
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Completiamo la configurazione
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Power Analisys
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Concludiamo il progetto
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