Detaillierte Ausführung
Anwendung
Die Maschine automatisiert einen wiederkehrenden Prozess im professionellen Kücheneinsatz. Dabei werden unterschiedlich geformte, dreidimensionale Einzelteile durch mehrere aufeinander abgestimmte Bewegungsabläufe verarbeitet.
Die Steuerung koordiniert sieben Schrittmotoren sowie die zugehörige Mechanik und bildet den vollständigen Prozessablauf automatisiert ab.
Ausgangslage und Anforderungen
Der Kunde hatte zunächst vorgesehen, die Maschine mit einer SPS-basierten Steuerung umzusetzen. Dieser Ansatz erwies sich für die Anwendung als zu kostenintensiv. Daraufhin entwickelten IMACS und der Kunde gemeinsam eine kundenspezifische Lösung.
Die Mechanik wurde vom Kunden bereitgestellt. Steuerung und mechanischer Aufbau wurden im Entwicklungsprozess iterativ aufeinander abgestimmt und schrittweise angepasst.
Zentrale Anforderungen:
– räumliche und zeitliche Koordination von sieben Schrittmotoren
– zuverlässiges Entwärmungsmanagement der Motorendstufen
– Betrieb bei hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit
– wirtschaftliche Alternative zu einer SPS-basierten Lösung
Umsetzung
IMACS Systembasis
Die Steuerungssoftware wurde mit radCASE entwickelt und simuliert. Für die Ansteuerung der sieben Schrittmotoren entwickelte IMACS eine vollständig kundenspezifische Hochleistungs-Motorendstufe. Der zur Wärmeabfuhr erforderliche Kühlkörper ist direkt auf der 37 × 24 cm großen Endstufenplatine angeordnet.
Für Bedienung und Anzeige kommt eine geringfügig modifizierte Standardkomponente aus dem IMACS Portfolio zum Einsatz. Damit wurde eine vorhandene Systemkomponente an die projektspezifischen Anforderungen angepasst, während die leistungsbestimmende Motoransteuerung vollständig kundenspezifisch entwickelt wurde.
Steuerung und Mechanik wurden während der Entwicklung iterativ abgestimmt. Änderungen an Bewegungsabläufen und mechanischem Aufbau konnten dadurch gemeinsam bewertet und in der Steuerungssoftware nachvollzogen werden.
Ergebnis
Im Einsatz
Der Kunde erhält eine kundenspezifische Steuerung, die hohe Motorleistung, präzise Bewegungsabläufe und zuverlässigen Betrieb unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen verbindet.
Die direkt auf der Platine realisierte Kühlung führt die entstehende Wärme gezielt ab und ermöglicht den dauerhaften Betrieb der sieben Motorendstufen. Dadurch ließ sich die benötigte Leistungselektronik passgenau in die Maschinenkonstruktion integrieren.
Im Lebenszyklus
Die Steuerung wurde gemeinsam mit der Mechanik schrittweise abgestimmt und bildet dadurch eine belastbare Basis für die weitere Maschinenentwicklung. Änderungen an Bewegungsabläufen, Produktformaten oder Prozessparametern lassen sich gezielt in der Software abbilden. Die klare Trennung von Bedienung, Ablaufsteuerung und Leistungselektronik erleichtert Wartung, Anpassungen und spätere Varianten.
Technische Lösung
Systemarchitektur IMACS Entwicklung
kostenoptimierter 16-Bit-Controller
FreeRTOS
kundenspezifische Hochleistungs-Motorendstufe, direkt auf der Platine angeordneter KühlkörperSteuerungslogik IMACS Entwicklung
radCASE einschließlich SimulationKommunikation Nicht erforderlich Systemfunktionen IMACS Basis
lokale DatenspeicherungInteraktion IMACS Basis + Anpassung
monochromes LCD mit 126 × 64 Pixeln
Bedienung über sechs TastenGehäuse & Einsatz Einbaugehäuse mit Folienfront
Auslegung für den Einsatz bei hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Kunde
