Una soluzione di controllo del movimento basata su laser integrata e facile da usare per gli OEM di macchine

Facile configurazione dello stadio e del servomotore
Facile configurazione e utilizzo del laser
Facile configurazione del Galvoscanner
Software CAM facile da usare
Facile configurazione dell'IFOV

Quando un progettista di macchine di precisione sta pianificando un nuovo progetto, deve considerare le prestazioni, il costo di produzione e manutenzione del sistema e la facilità d'uso. Un sistema di controllo del movimento di facile utilizzo ha il vantaggio di ridurre i costi di sviluppo e ridurre al minimo il time-to-market. Con questo in mente, abbiamo progettato il sistema Polaris Motion Control per garantire una facile installazione, senza sacrificare la configurabilità e le alte prestazioni.

Abbiamo creato un ecosistema di hardware potente e software ricco di funzionalità. Questo ecosistema ti consente di integrare i tuoi servomotori, encoder e altre periferiche preferiti in un prodotto finale di macchine utensili con funzionalità di controllo del movimento intelligenti. Oltre alla semplice configurazione della macchina, le operazioni di lavorazione avanzate sono facili da implementare utilizzando Polaris CAD/CAM.

Configurazione e utilizzo di un sistema di controllo del movimento Polaris

Cablaggio del sistema di controllo Polaris UniverseOne™

La configurazione della rete Mercury™ è un compito facile. Grazie all'auto-enumerazione e alla configurazione automatica, i dispositivi vengono identificati e configurati automaticamente all'avvio.

Configurazione e ottimizzazione semplici mediante MotionTools

Dopo aver cablato la rete e l'impianto elettrico, passerai a MotionTools, la nostra applicazione desktop che ti consente di interfacciarti con il controller Polaris, le unità e altri dispositivi sulla rete. In MotionTools troverai potenti utilità di ottimizzazione grafica, un oscilloscopio in tempo reale completo e procedure guidate intuitive che ti consentono di integrare i laser nella tua macchina multiasse.

Figura 1. Un sistema di controllo del movimento Polaris cablato per una macchina CNC a 3 assi

MotionTools è organizzato in modo molto logico e la programmazione del server è di facile comprensione per uno sviluppatore di software.
Luis Garcia
Responsabile del team di ingegneria del software
Mundt & Associates, Inc.

Figura 2. L'interfaccia operatore MotionTools di facile navigazione

Esplorando il nostro kit di strumenti avanzati di attivazione laser

Dopo anni di ascolto dei nostri clienti e di aver preso sul serio i loro feedback, abbiamo creato un kit di strumenti completo per controllare qualsiasi laser di cui la tua applicazione ha bisogno. Nel toolkit di attivazione Polaris Motion, sono disponibili cinque modalità principali di attivazione laser (Figura 3). Abbiamo opzioni sia per i laser pulsati che per quelli a onda continua (CW), inclusa la nostra modalità proprietaria ALPS™ (Arbitrary Laser Pulse Shaping). Se hai un'applicazione che richiede due o più sorgenti laser in una singola operazione, il nostro toolkit supporta l'attivazione multi-laser. Tutte queste modalità sono facilmente implementabili e personalizzate. Inoltre, sono disponibili diverse funzioni di controllo laser automatico. Questi includono modalità di attivazione PWM a frequenza automatica e ciclo di lavoro automatico che rendono le operazioni sensibili come la saldatura, ripetibili e di alta qualità, ogni volta senza congetture.

Figura 3. Le cinque modalità di attivazione principali nel toolkit di attivazione laser Polaris

Sostituisci Skywriting con il trigger a tono fisso per accelerare il tempo di elaborazione delle parti

Nella lavorazione dei materiali basata sul laser, l'energia fornita al pezzo per unità di superficie (fluenza) è di primaria importanza. Lo scenario ideale è mantenere la fluenza costante in tutti i punti lungo la traiettoria pianificata. Se si utilizza una frequenza di impulso laser fissa e la macchina deve rallentare in un angolo, si ottiene una combustione eccessiva (un aumento della fluenza) (Figura 4). Questo problema viene spesso risolto implementando una soluzione basata sul movimento, spesso chiamata "skywriting". Quando lo skywriting è abilitato, agli angoli viene mantenuta una velocità costante, determinando una fluenza costante dalla frequenza fissa degli impulsi laser. Skywriting ottiene questo risultato aggiungendo un movimento extra agli angoli, dove il laser viene spento con precisione, il movimento viene eseguito in loop e il laser viene riacceso una volta che la macchina ha raggiunto la posizione e la velocità di marcatura richieste (Figura 5).

Figura 4. La combustione eccessiva si verifica quando la macchina rallenta durante l'utilizzo di una frequenza di impulso laser fissa

Una soluzione superiore

Sebbene lo skywriting raggiunga una fluenza costante, aggiunge un tempo di elaborazione significativo, che è indesiderabile nella produzione. Polaris Motion ha sviluppato una soluzione migliorata per l'erogazione di potenza laser che è indipendente da velocità, accelerazione e jerk. Il nostro algoritmo hardware di attivazione del laser a passo fisso attiva il laser in base alla distanza percorsa lungo il percorso di marcatura pianificato (Figura 6). Il nostro approccio basato sulla spaziatura consente la massima velocità di elaborazione negli angoli; non crea movimenti sprecati; e, soprattutto, fornisce una fluenza costante per un'elaborazione del materiale superiore e coerente.

Figura 5. Erogazione di potenza costante utilizzando la scrittura del cielo con una frequenza di impulso laser fissa

Figura 6. Erogazione di potenza costante utilizzando il trigger a passo fisso

L'impostazione di laser pulsati è stata incredibilmente facile con Polaris e l'attivazione del passo fisso è stata davvero una delle funzionalità più interessanti che ho usato. Ha fornito una marcatura superficiale coerente rimuovendo velocità e frequenza come variabili nell'erogazione della potenza del laser.
Andrea Hargreave
Ingegnere di automazione
DynaVap, LLC

Non è necessario ricablare il sistema quando si modificano le modalità di attivazione del laser

Potresti essere abituato a cambiare il cablaggio periferico quando è richiesta una modalità di attivazione alternativa per un progetto. Questo non è il caso di Polaris Motion. Abbiamo creato un metodo di controllo laser alternativo e più flessibile. Indirizza semplicemente un'uscita digitale dal sistema di controllo Polaris al tuo laser preferito. Questa uscita invia le informazioni necessarie per attivare il laser in base al nostro algoritmo hardware di attivazione laser. Non sono necessari complicati ricablaggi e giunzioni dell'encoder. La modalità di attivazione del laser è facilmente modificabile in Polaris CAD/CAM tramite un menu a discesa.

L'uso di Polaris CAD/CAM semplifica la generazione del percorso utensile e il funzionamento della macchina

Crea una soluzione all-in-one quando abbini un sistema Polaris Motion Control a Polaris CAD/CAM. Questo software consente di importare disegni CAD, impostare parametri di marcatura e generare percorsi utensile G-code in modo rapido e semplice. L'output del percorso utensile viene inviato automaticamente da CAD/CAM al controller Polaris per l'esecuzione. Polaris CAD/CAM dispone di funzionalità avanzate di visione artificiale, che consentono di impostare ricette di calibrazione dell'obiettivo efficienti e robuste. È anche possibile calcolare proiezioni su oggetti 3D (Figura 7) per applicazioni come l'incisione su oggetti cilindrici. Qualunque sia la tua applicazione, CAD/CAM è progettato per rendere la generazione del percorso utensile semplice e veloce.

Figura 7. Output di una proiezione 3D utilizzando Polaris CAD/CAM

Il controller Polaris interpreta automaticamente il codice G

Una volta che i servoassi e la sorgente laser sono stati configurati e si dispone di un file di codice G pronto per l'esecuzione, il controller Polaris fa il resto del lavoro. Il controller Polaris interpreta il codice G, converte i comandi di movimento in setpoint dinamici e invia automaticamente setpoint di attivazione laser sincronizzati (Figura 8). Il nostro sistema supporta praticamente qualsiasi servomotore lineare o rotativo, motori passo-passo e può inviare comandi ai protocolli di interfaccia Galvoscanner standard come SL2-100, HSSI e XY2-100.

Figura 8. I setpoint di attivazione e i setpoint dinamici (PCOM, VCOM e ACOM) vengono inviati in modo sincrono all'amplificatore

Campo visivo infinito Polaris (IFOV)

Quando si utilizza un Galvoscanner per la lavorazione laser di materiali, il campo visivo (FOV) è il fattore limitante che determina la dimensione massima del pezzo che può essere ospitata. Questo inconveniente viene spesso aggirato integrando una testina di scansione su un tavolino cartesiano, rendendo possibili parti più grandi (Figura 9). Il metodo tradizionale per combinare motori Galvo veloci con attuatori a stadio più lento e corsa lunga è l'utilizzo piastrelle (Figura 10).

Figura 9. Estensione del piccolo campo visivo di un Galvoscanner con uno stadio XY.

Figura 10. Un Galvoscanner coordinato con una fase cartesiana che esegue una routine di piastrellatura

IFOV è una soluzione migliorata rispetto alla piastrellatura. L'IFOV è una tecnica utilizzata per la lavorazione laser dei materiali in cui un Galvoscanner viene spostato su un'ampia area di marcatura in modo fluido e continuo utilizzando il tavolino (Figura 11). Questa tecnica risolve il problema comune di errori di cucitura che si verificano quando si utilizza la piastrellatura. Gli errori di cucitura sono incongruenze nel percorso laser che compaiono lungo le giunture delle sezioni piastrellate (Figura 12). La combinazione dei vantaggi di un Galvoscanner e del tavolino con la tecnologia IFOV rende possibile la lavorazione laser di pezzi di grandi dimensioni con grande dettaglio ad alte velocità.

Figura 11. Un Galvoscanner coordinato con uno stadio cartesiano che esegue una routine IFOV

Polaris IFOV è completamente configurato utilizzando solo sette impostazioni. Quattro impostazioni definiscono gli assi. Delle restanti impostazioni, una attiva/disattiva IFOV e le restanti due definiscono la ponderazione della distribuzione del movimento tra lo stage e il Galvoscanner.

Il background di Polaris Motion è nel controllo di macchine utensili CNC. In quanto tale, la nostra tecnica IFOV è completamente compatibile con i file G-code standard. Ciò include l'interpolazione lineare (G1), l'interpolazione circolare (G2/G3), l'interpolazione spline (G5), le trasformazioni delle coordinate di lavoro, le correzioni utensile e altro ancora. Galvoscanner e movimenti scenici possono essere collegati e scollegati.

Figura 12. Errore di cucitura dovuto alla piastrellatura

Supportiamo Galvoscanner di terze parti con protocolli di interfaccia standard XY2-100, SL2-100 e HSSI. Seleziona semplicemente il Galvoscanner adatto alla tua applicazione. Non è necessario sostituire i servomotori o gli azionamenti poiché supportiamo la maggior parte dei fornitori di terze parti. Basta collegare il nostro sistema di controllo del movimento agli azionamenti esistenti e al Galvoscanner e avviare immediatamente l'IFOV.

Se sei un OEM di macchine utensili alla ricerca di un sistema di controllo del movimento robusto e facile da usare, scrivici una linea per impostare una demo!

Informazioni su Polaris Motion

Polaris Motion è specializzata in soluzioni di controllo del movimento per macchine CNC nella produzione basata su laser, taglio di utensili diamantati e rettifica di superfici ottiche e per macchine CNC specializzate in altre aree ad alte prestazioni.

Tom Erlic
Movimento Polare
www.pmdi.com
terlic@pmdi.com