Image des splines cubiques Polaris G5
Image du logiciel de contrôle de mouvement cartésien G-code Polaris
Image d'un volant CNC
Image de l'étalonnage laser CNC
Image du logiciel de contrôle de mouvement utilisé pour l'étalonnage de la distorsion de l'objectif

Logiciel de serveur Motion Control

Polaris Server est l'application logicielle de contrôle de mouvement intégrée qui s'exécute sous Linux sur un processeur Intel quadricœur situé à l'intérieur d'un contrôleur de mouvement Polaris UniverseOne ™. Polaris Server communique avec le logiciel client d'un côté et avec le réseau d'appareils Mercury ™ de l'autre.

À l'intérieur du serveur Polaris, il y a un moteur de mouvement à usage général, un moteur de code G, une fonctionnalité d'acquisition de données à haute vitesse et de nombreuses autres fonctions. Un générateur de point de consigne haute performance maximise le débit de la machine en utilisant ses contraintes d'axes.

Interpolation et fusion linéaire, circulaire, spline

Pour un mouvement coordonné multi-axes, le générateur de point de consigne effectue une interpolation linéaire, circulaire ou spline en fonction de l'instruction du programme. La fusion est une technique appliquée lorsque l'angle entre les segments de chemin est différent de zéro. Le générateur de points de consigne Polaris a la capacité de fusionner les paires de trajectoires suivantes: ligne-ligne, ligne-arc et arc-arc.

Génération du point de consigne de temps minimum

Inégalé par aucun, le générateur de point de consigne Polaris UniverseOne ™ utilise les valeurs nominales maximales de chaque moteur d'une machine pour générer la trajectoire d'outil. En approchant des virages, la machine décélère aussi vite qu'elle le peut et elle accélère le plus vite possible en sortant des virages vers les lignes droites. La vitesse et les limites d'accélération des moteurs ne sont jamais violées. Les fichiers de pièces sont toujours terminés dans le minimum de temps possible.

Génération de points de consigne de vitesse constante

Le maintien d'une vitesse constante le long d'un parcours d'outil est important dans de nombreuses applications telles que le soudage et la distribution. La vitesse constante la plus rapide peut être obtenue en identifiant l'axe de mouvement le plus lent et en ajustant la vitesse de la trajectoire d'outil jusqu'à ce qu'une vitesse constante soit atteinte le long de toutes les parties de la trajectoire. Le simulateur de mouvement Polaris est utile pour effectuer cette procédure.

Mouvement des axes indépendants

Dans de nombreuses applications, les axes de mouvement doivent fonctionner indépendamment. Les moteurs de la machine doivent démarrer et s'arrêter à des moments différents. Cette fonctionnalité est disponible dans l'API de la bibliothèque Motion Control Interface (MCI).

Mouvement coordonné des axes

Un mouvement coordonné est nécessaire dans les applications et les processus où tous les moteurs de la machine doivent démarrer et s'arrêter en même temps. Le mouvement peut être spécifié dans un espace 2D ou 3D. Ce type de mouvement est courant dans des applications telles que le soudage et la distribution 3D où l'outil doit suivre avec précision des lignes, des arcs ou des cannelures. Les mouvements de mouvement coordonnés sont pris en charge à l'aide de l'API de la bibliothèque MCI et du code G.

Commande au volant

La fonction de volant Polaris utilise une combinaison de matériel, de micrologiciel et de logiciel pour permettre à un opérateur de contrôler un axe de la machine à l'aide d'un générateur d'impulsions manuel. Un interrupteur mécanique nous permet de sélectionner l'axe à déplacer. Les utilisations typiques incluent l'étalonnage de la machine, le jogging manuel et le changement d'outil.

Configuration et contrôle de l'axe du portique

Un axe de portique a une paire de servomoteurs et d'entraînements linéaires identiques. Les servomoteurs sont disposés en parallèle et ils sont reliés par un pont mécanique. Les variateurs reçoivent les mêmes points de consigne et l'objectif est que les deux servomoteurs se déplacent de manière identique. Ceci est accompli avec un régulateur de rétroaction servo multi-entrées et multi-sorties exécuté dans les variateurs Polaris. Les deux axes partagent des informations d'encodeur en temps réel sur le réseau Mercury ™, toute erreur de biais est éliminée et le portique se déplace comme une seule unité. Un portique est utile car il offre une position large pour la stabilité mécanique et il est capable de compenser une charge de déplacement qui se déplace le long du pont.

Générateur de point de consigne

Le générateur de point de consigne Polaris UniverseOne ™ accepte les points de chemin de la fonction G-code ou d'un autre programme. La distance entre les points peut être grande et inégale et c'est le travail du générateur de points de consigne de combler les espaces avec des points de consigne étroitement espacés. Le taux de consigne peut être de 1 kHz, mais il peut être de 20 kHz, 100 kHz ou plus. Le taux est réglable.

Langage et moteur G-code

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Polaris Motion propose un contrôle CNC avancé par code G depuis 1996, et c'est une pièce maîtresse du système de contrôle de mouvement Polaris UniverseOne ™. Notre implémentation respecte la norme G-code EIA-RS274D et prend en charge les machines CNC à 3 axes, 5 axes et 9 axes. La capacité de base de Polaris G-code fournit un contrôle de mouvement multi-axes précis et coordonné; C'est une technologie de pointe, et elle a une largeur et une profondeur inégalées tout en tenant compte des axes de mouvement mécaniques et optiques laser.

Champ de vision infini (IFOV)

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Les galvoscanners laser sont extrêmement rapides, mais leur champ de vision est limité. D'un autre côté, les platines XYZ à moteur BLDC ont une longue course, mais comparées aux scanners laser Galvo, elles sont lentes. En combinant une platine XYZ à course lente et longue avec un Galvoscanner laser à course courte et rapide, le meilleur des deux mondes est obtenu lorsque la technologie IFOV de Polaris Motion est utilisée.

Des commandes linéaires, circulaires et splines sont émises, et le parcours d'outil est séparé en mouvement de scène et mouvement laser de manière transparente.

Contrôle laser

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Le contrôle laser est nécessaire pour de nombreux processus de fabrication tels que la découpe, le perçage, le soudage, la gravure, la gravure et la structuration de surface. Un contrôle laser précis est nécessaire pour la fusion sur lit de poudre (PBF) et pour le dépôt de métal dirigé (DMD). Les lasers sont utilisés pour les processus de modification des matériaux tels que le recuit et la trempe des métaux, et la modification de l'impédance dans les semi-conducteurs.

Pour chacun de ces processus, il existe une technique préférée pour contrôler la délivrance de l'énergie laser. Les deux grandes classes de lasers sont à ondes continues (CW) et pulsées. Les lasers CW sont généralement moins chers et ont l'avantage d'une puissance moyenne élevée. Les lasers pulsés ont une puissance moyenne inférieure, mais l'énergie photonique à impulsion courte rompt les liaisons chimiques du matériau au lieu de brûler. La zone affectée par la chaleur (HAZ) est minimisée, les coupes sont propres et l'ajout de matériau après le traitement tel que l'ébavurage est souvent inutile.

Utilisant un matériel et un micrologiciel avancés, les systèmes de contrôle de mouvement Polaris UniverseOne ™ offrent aux clients la plus large gamme de techniques de contrôle de source laser pour les lasers pulsés et les lasers CW. La puissance est contrôlée avec précision en temps réel lorsque le laser parcourt la trajectoire de l'outil. La surchauffe appartient au passé et les résultats de traitement de la plus haute qualité sont obtenus.

Les lecteurs Polaris UniverseOne ™, les interfaces SL2-100 et d'autres modules sont équipés d'une interface de contrôle laser (LCI) pour une intégration facile avec une grande variété de fabricants de sources laser.

Calibration de la machine

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Un haut degré de précision est nécessaire pour de nombreuses applications de machines-outils haut de gamme. Pour certains équipements, une précision au micron est requise et pour d'autres, des précisions à un seul chiffre du nanomètre sont nécessaires.

Les systèmes de contrôle de mouvement Polaris UniverseOne ™ sont équipés des outils qui aident à atteindre ces résultats. Des techniques sont incluses pour l'étalonnage de la platine mécanique et pour l'étalonnage des lentilles optiques. Dans les deux cas, il est important d'avoir une référence externe précise telle qu'un interféromètre laser dans le cas de la platine mécanique ou une plaque d'étalonnage en verre précise pour le laser Galvoscanner.

Étalonnage de la platine mécanique

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Pour l'étalonnage de la platine, Polaris UniverseOne ™ fournit un logiciel de contrôle de mouvement pour le jeu, l'encodeur et la compensation des erreurs abbe. Des expériences sont menées et des mesures à partir d'un interféromètre laser ou d'un tracker sont entrées avec les valeurs d'encodeur correspondantes. Les algorithmes Polaris UniverseOne ™ fournissent des tables d'étalonnage qui s'exécutent en temps réel pour un fonctionnement précis de la machine-outil.

Étalonnage du Galvoscanner optique

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Les systèmes Polaris UniverseOne ™ offrent des outils d'étalonnage pour 3rd Party XY2-100, SL2-100 et les Galvoscanners HSSI et pour les Galvoscanners Polaris natifs. Une grille de repères est créée avec le laser Galvoscanner et ceux-ci sont comparés aux résultats tirés d'un système de vision industrielle. Un algorithme d'ajustement de courbe avancé est exécuté pour créer une grille d'étalonnage très précise qui produit des résultats précis en temps réel. La technique s'applique aux Galvoscanners 2D et 3D.

Géométrie de la machine-outil et du robot

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La robotique est prise en charge par les systèmes logiciels de contrôle de mouvement Polaris UniverseOne ™ d'une manière unique et originale. Les robots peuvent être des manipulateurs en série, parallèles ou hybrides. La cartographie mathématique entre la pose du robot, décrite dans le système de coordonnées cartésien, et les articulations du robot est la cinématique avant et inverse.

Les contrôleurs Polaris UniverseOne ™ encapsulent la cinématique avant, la cinématique inverse et les contraintes dans un modèle géométrique ou mondial. Cette encapsulation crée une abstraction qui permet à la description du mouvement de se produire dans l'espace cartésien.

En effectuant cette cartographie, une séparation est créée entre la robotique, la planification de trajectoire et la génération de points de consigne. Tous les outils standard peuvent être utilisés, y compris les packages CAM standard à 5 axes et le code G à 5 axes.

Tous les types de machines peuvent être pris en charge de cette manière, y compris les machines-outils CNC à 5 axes, les robots industriels en série, les hexapodes 6DOF précis et plus encore.

Simulateur de système de contrôle de mouvement

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Polaris UniverseOne ™ Simulator est un logiciel de contrôle de mouvement qui simule la génération de trajectoires d'outils exactement sans avoir besoin de matériel Polaris Motion. Le simulateur accepte les fichiers de code G comme entrée et génère des points de consigne de position qui peuvent être analysés.