CSMIO/IP-A ist eine 6-Achsen Bewegungssteuerung, die in Verbindung mit PC und der darauf installierten Steuerungssoftware (simCNC, Mach3, Mach4) ein perfektes System zur Überwachung von CNC Maschinen ist. Die Steuerung CSMIO/IP-A wurde für professionelle Anwender entwickelt, die zu günstigem Preis ihre Bearbeitungsmaschine mit einem leistungsstarken, stabilen und flexiblen CNC-Steuerungssystem ausstatten möchten.
Wie funktioniert das? Sehr vereinfacht dargestellt – das Hirn des ganzen Systems ist die Software (simCNC, Mach3, Mach4), die auf dem PC installiert ist, das Herz des ganzen Systems ist dagegen die Bewegungssteuerung CSMIO/IP-A. Die Steuerungssoftware (simCNC, Mach3, Mach4) wandelt gcodes in die Bewegungstrajektorie um und sendet sie mittels Netzwerkverbindung an die Bewegungssteuerung CSMIO/IP-A. Die Bewegungstrajektorie (Sollwert der Achsenposition) wird mit dem Rückkopplungssignal (Istwert der Achsenposition) an die PID Schleife übertragen. Auf Basis von den zwei Werten erstellt die PID Schleife das Signal +/-10V. Diese Aufgabenverteilung reduziert die Belastung des PC im Vergleich zu Lösungen, die eine herkömmliche parallele Schnittstelle LPT nutzen.
Die Hauptvorteile
Die Betriebsstabilität wird durch die Verbindung mit dem PC via ETHERNET gewährleistet, dessen physikalische Schicht galvanisch isoliert ist und die verwendeten Protokolle sorgen für eine korrekte und schnelle Übertragung auch in schwierigen industriellen Bedingungen. Praktisch keine anderen Kommunikationsschnittstellen bieten kontinuierliche Übertragung und Zuverlässigkeit auf so hohem Niveau wie ETHERNET. Von daher ist das aktuell weltweiter Standard von schneller Digitalkommunikation.
Einfache Installation – CSMIO/IP-A erfordert zum richtigen Betrieb keine externe Elektronik. Die Ein-Ausgangssignale sind innen optisch isoliert, gefiltert (ACHTUNG: Analogsignale werden galvanisch nicht separiert), gegen Kurzschluss, Überhitzung etc. geschützt. Alle Digitalsignale sind für den Industriestandard 24V geeignet. Das Ganze ist in einem kompakten Gehäuse geschlossen, an der DIN-Schiene montiert, was die Installation noch mehr vereinfacht und die Dauer der mechanischen und elektrischen Montage im Schaltschrank reduziert.
Die Steuerung CSMIO/IP-A arbeitet mit den Programmen simCNC, Mach3/Mach4 aufgrund ihres günstigen Preises, ihrer Beliebtheit und Anpassungsfähigkeit an spezifische Anforderungen. Als Schnittstelle für die Antriebssteuerung wurden das Signal +/-10V und das Rückkopplungssignal aus Messlinealen bzw. Enkodern gewählt. Die Wahl war nicht zufällig und sollte den Anwendern den Einsatz von analogen Servoantrieben (die im Geschwindigkeitsmodus arbeiten) ermöglichen, die in älteren Maschinen vorkommen. Dies bedeutet aber nicht, dass CSMIO/IP-A in neuen Maschinen mit neuen präzisen analogen Antrieben nicht verwendet werden kann. Als großer Vorteil der Steuerung CSMIO/IP-A in neuen Maschinen ist unter anderem zu nennen, dass eine einmal referenzierte Maschine bis zur Abschaltung nicht wieder referenziert werden muss. Dieser Vorteil wird von vielen Anwendern sehr geschätzt und ist ein Grund für den Kauf dieser Steuerung. Die maximale Eingangsfrequenz des Rückkopplungssignals von 6MHz erlaubt den Einsatz von Enkodern mit hoher Impulsanzahl, was in Verbindung mit dem verwendeten hochauflösenden Wandler DAC von 16bit bietet hohe Präzision, fließenden Maschinenbetrieb und verschlechtert bedeutend die Leistung des Antriebssystems. Dies wurde von zahlreichen Installateuren der CNC-Maschinen wahrgenommen, die die Original-Bewegungssteuerung, die in der Maschine werkseitig installiert war, bzw. BewegungsSteuerungen anderer Firmen durch die Steuerung CSMIO/IP-A ersetzt haben.
Die wichtigsten Vorteile der Steuerung CSMIO/IP-A
- Frequenz der Enkodereingänge – diese Frequenz beträgt 6MHz und erlaubt den Einsatz von Enkodern mit hoher Impulsanzahl. Es empfiehlt sich, Enkoder mit einer Impulsanzahl von mind. 10 Tsd. inkl. aller Flanken (2500×4) zu verwenden. Dies bedeutet aber nicht, dass der Einsatz von Enkodern mit niedrigerer Anzahl an Impulsen pro Umdrehung negativ ist und die Dynamik der Maschine bedeutend beeinträchtigt.
- Wandler DAC – In der Steuerung CSMIO/IP-A wird der hochauflösende 16-Bit-Wandler verwendet. In Verbindung mit einem Enkoder mit empfohlener Impulsanzahl erlaubt er eine präzise und schnelle Steuerung der Maschine. Der Einsatz des 16-Bit-Wandlers bedeutet, dass das Signal +/-10V (Bereich 20V) in 65.535 Teile aufgeteilt wird, was eine Frequenz des Analogausgangs von +/-10V gleich 0.0003mV ergibt.
- Datenpuffer – der erwähnte Puffer der Trajektorie sorgt für ununterbrochenen Betrieb der CNC Maschine auch bei temporären Problemen mit der Netzwerkverbindung oder der Steuerungssoftware.
- Unterstützung abhängiger Achsen – Steuerung von 3 abhängigen Achsen mit möglicher Korrektur der Maschinengeometrie.
- Sicherheitssystem – ein sehr wichtiger Vorteil der Steuerung CSMIO/IP-A ist das eigene Sicherheitssystem. Es überwacht die Sicherheit des Anwenders und der Maschine. Es besteht aus zahlreichen selbständigen Algorithmen und “Watchdogs”, die sehr schnell in unzulässigen bzw. Notfällen reagieren. RESET-Option für Antriebe der Achsen. Bedienung von FAULT Signalen aus Servoantrieben (sofortiger Halt der Maschine bei Störung einer Achse).
- Das solide Aluminiumgehäuse führt gut Wärme ab und schütz perfekt die Schaltkreise des Gerätes. Die lesbaren Kontrollleuchten im vorderen Bedienpult erleichtern Installationsarbeiten und eventuelle Diagnostik bei problematischer Funktion von Endschaltern und anderen externen Geräten, mit denen CSMIO/IP-A arbeitet. Das kompakte Gehäuse wird an der DIN-Schiene montiert, was die Installation noch stärker vereinfacht und die Dauer der mechanischen und elektrischen Montage im Schaltschrank reduziert.
- Makros – mögliche Steuerung aller digitalen und analogen Signale durch Visual Basic (Mach3), Lua (Mach4), Python (simCNC) Makros.
- Industriestandard – die Steuerung CSMIO/IP-A ist an die allgemein geltenden Standards angepasst, die von den Herstellern von Servoantrieben verwendet werden, u.a.:
- Enkodersignaleingänge werden durch Empfänger differentieller Leitung DS26C32 (konform mit dem Standard RS422) unterstützt,
- Hochauflösende Ausgänge +/-10V.
- Die optoisolierten digitalen Ausgänge 24V DC, die durch spezialisierte Schaltungen mit Kurzschluss- und Überlastsicherung gesteuert werden
- Optoisolierte digitalen Eingänge 24V DC
- Analoge Eingänge 0-10V dienen u.a. zum Anschließen von Potentiometern zur Korrektur der Spindeldrehzahl und Achsenvorschubgeschwindigkeit.
- Analoge Ausgänge 0-10V dienen u.a. zur Steuerung von VFD
Erweiterungsmodule
Möglichkeiten des System können durch den Einsatz zusätzlicher Module erweitert werden:
- CSMIO-ENC – Modul für Gewindeschneiden mittels Enkoder.
- CSMIO-MPG – Modul für den Einsatz des Handmanipulators. Sehr glatte Steuerung von Maschinenbewegungen, automatische Umschaltung zwischen dem Geschwindigkeits- und Positionsmodus.
- CSMIO-IO – Modul von zusätzlichen digitalen 15 Eingängen und 8 Ausgängen (24V, Optoisolierung, Überlastsicherung). Anschließen von bis zu 16 solchen Modulen möglich.
Das Gehäuse der Steuerung CSMIO/IP-A sowie aller zusätzlicher Module ist für die Montage an der 35mm DIN-Schiene geeignet.
Technische Spezifikation
Vergleichstabelle
|
PARAMETER |
CSMIO/IP-S |
CSMIO/IP-A |
CSMIO/IP-M |
| Number of axes | 6 |
6 |
4 |
| Digital inputs number |
32 |
24 |
12 |
| Digital outputs number |
16 |
16 |
4 |
| Relay outputs number |
– |
– |
2 |
| Analog inputs number |
4 |
4 |
2 |
| Analog outputs number |
2 |
6 (+/- 10V) |
2 |
| Supply voltage |
24VDC +/-10% |
24VDC +/-10% |
24VDC +/-10% |
| Power consumption |
5W |
5W |
5W |
| Maximum voltage on in/out lines |
30VDC |
30VDC |
30VDC |
| Maximum load of output line |
250mA |
250mA |
250mA |
| Voltage range of analog inputs |
0-10VDC |
0-10VDC |
0-10VDC |
| Maximum load of analog output |
5mA |
5mA |
5mA |
| Axis drives control type |
Step/Direction (STEP/DIR) |
Analog |
Step/Direction (STEP/DIR) |
| Maximum frequency of STEP signal |
4MHz /8MHz |
– |
125kHz |
| STEP signal duty cycle |
50% |
– |
50% |
| PC connection type |
Ethernet 10/100Mb |
Ethernet 10/100Mb |
Ethernet 10/100Mb |
| Ambient temperature range |
0oC to +60oC |
0oC to +60oC |
0oC to +60oC |
| Relative humidity (without condensation) |
10% – 95% |
10% – 95% |
10% – 95% |
| CSMIO-MPG module support |  |
|
|
| CSMIO-IO module support | |
|
 |
| CSMIO-ENC module support | |
|
|
| Backlash compensation | |
|
|
| Homing on INDEX | |
|
|
| Slave axes | |
|
*basic |
| THC analog mode | |
|
|
| Spindle axis | |
|
|
| #G32# threading | |
|
|
| RIGID TAPPING | |
|
|
| Spindle speed readout | |
|
|
| Feedback | |
|
|
CSMIO/IP-A and CSMIO/IP-S support rigid tapping (sample video) and for that they require:
- CSMIO-ENC module
- incremental encoder with INDEX signal (recommended 10.000 p/rev with all edges), installed on a spindle, spindle pulley 1:1
- VB macro M84 is available on our website
Zweck
Die Steuerung CSMIO/P-A ist für Anwender / Unternehmen gedacht, die:
- eine Maschine in gutem Zustand haben, die mit leistungsfähigen, durch das Signal +/-10V angetriebenen Servoantrieben ausgestattet sind, mit defekter bzw. überholter Bewegungssteuerung, z.B. geringem internem Speicher,
- originelle CNC-Maschinen modernisieren, die hoher Anzahl digitaler Signale zur Bedienung von Werkzeuglagern bzw. automatischen Schaltgetrieben bedürfen,
- neue schnelle und präzise Fräsmaschinen bzw. mit Servoantrieben +/-10V ausgestattete Router bauen.
- sehr große Maschinen bauen, die mit mobilem Tor ausgestattet sind, das einen Antrieb aus zwei unabhängigen Servoantrieben +/-10V Master und Slave erfordert. Es handelt sich hier um die Funktion abhängiger Achsen, die eine softwareseitige Korrektur der Geometrie bei kleiner Abweichungen der Konstruktion bzw. geringer Steifheit des Tors erlaubt.
- mit der Zeit an den Ausbau des Steuerungssystems um weitere Module denken, die ihnen u.a. die Möglichkeit bieten, Gewinde herzustellen bzw. einen Handmanipulator zu verwenden.
Die Steuerung CSMIO/IP-A kann erfolgreich in Fräs- und Drehmaschinen, Router, Plasma- und Laserschneidern verwendet werden.
Lieferumfang
Der Lieferumfang von CSMIO/IP-A umfasst:
- Steuerung CNC CSMIO/IP-A
- simCNC-Lizenz (per E-Mail zugesendet)
- Adapter 3x DB25->Terminal Block (2 Stk.)
- Verbindungsleitung Ethernet
- Anschlussband DB25 (6 Stk.)
- Versorgungstecker „Phönix” 3pin
Abmessungen von CSMIO/IP-A
Updates
Die Firmware von Steuerungen CSMIO/IP wird kontinuierlich weiterentwickelt. Alle Steuerungen von CS-LAB haben ein installiertes Ladeprogramm (sog. Bootloader), somit besteht kein Risiko, dass die Hardware bei fehlgeschlagener Softwareaktualisierung beschädigt wird. Die Aktualisierung erfolgt mithilfe eines intuitiven Updatecreators und erfordert keine Kenntnisse über die Hardware selbst.
Mehr Infos zur simCNC-Steuerungssoftware
simCNC ist eine innovative Steuerungssoftware, die mit der Steuerungsreihe CSMIO/IP arbeitet
Diese Software bietet die bisher bei Software unbekannte Bewegungsdynamik und -präzision. Dies wurde dank dem Einsatz der S-Kurvenprofils sowie den raffinierten Algorithmen zur Optimierung der Bewegungstrajektorie erzielt. Dies bedeutet, dass die Maschine gleichzeitig schnell, dynamisch und präzise und der Bearbeitungsprozess glatt und gleichmäßig sein. Dies wirkt sich auf die reduzierte Bearbeitungsdauer, die verlängerte Lebensdauer des Werkzeugs und der Maschinenmechanik aus. Das Programm simCNC ist mit der Skriptsprache Python ausgestattet.
Download
CSMIO/IP-A® 6-axis CNC Ethernet Motion Controller (+/- 10V)
