Großwalzmaschinen finden breite Anwendung in der Metallurgie, Aluminiumverarbeitung, Papierherstellung, Kunststoffindustrie und weiteren Branchen. Sie ermöglichen das Schleifen zylindrischer Flachwalzen, das Schleifen von mittelhohen (konkaven) Kurven, das Schleifen beliebiger Kurven und das Schleifen von Kegelflächen. Die britische Bewegungssteuerung Trio MC206 steuert drei Servoachsen: die X-Achse des Schleifkopfes, die U-Achse des mittelhohen Mechanismus und die Z-Achse des Schlittens. Sie ermöglicht die Steuerung beliebiger Kurvenbewegungen und damit eine komfortable Kontrolle der Schleifkurve der Walzmaschine. Ein japanischer Mitsubishi-Touchscreen zeigt relevante Grafiken und Parameter an und ermöglicht so die Mensch-Maschine-Interaktion. Eine Omron-SPS steuert alle logischen Aktionen der Werkzeugmaschine. Dank der Verwendung erstklassiger Fertigungstechnologie für Walzmaschinen erreichen Produktleistung und Bearbeitungsgenauigkeit Weltklasseniveau. 1. Hardware-Anschluss: Die linke untere Ecke von Abbildung 1 zeigt die Trio MC206 (mit grünen Anschlüssen), das Steuerungszentrum des gesamten Systems. Die Omron-SPS oben ermöglicht die einfache Ein-/Ausgangssteuerung, während der Yaskawa-Servotreiber und -Motor unten rechts die Aktoren des Systems darstellen. Die MC206-Einheit selbst verfügt über 16 Ein-/Ausgangspunkte. Wir nutzten neun Eingangssignale zur Ansteuerung des Referenzpunkt- und des Endsignals von drei Achsen. Die MC206 kommuniziert über die serielle Schnittstelle B mit der RS232-Schnittstelle des Omron C200HE und kann so über Eingangssignale der SPS und des Touchscreens gesteuert werden. Die MC206 besitzt vier analoge Ausgangssignale; wir nutzten drei davon und verbanden sie mit der Yaskawa-Servoeinheit zur Ansteuerung von drei Servomotoren. Die Hardware-Verbindung ist in Abbildung 1 dargestellt. Wir wählten die Servoeinheit vom Typ SGDM der ε-II-Serie und den Servomotor vom Typ SGMGH und stellten den Drehzahlregelungsmodus für die Motoren ein. In Anschluss 3 der MC206 ist V- der gemeinsame Ausgang. Die Signale von V- und V0 werden an Achse 0, d. h. an die Servoeinheit der X-Achse, ausgegeben. Analog dazu werden V und V1 an Achse 1, d. h. die Servoeinheit der U-Achse, und V und V2 an Achse 2, d. h. die Servoeinheit der Z-Achse, ausgegeben. Die Frequenzteilerausgänge Axis0 und PG der Servoeinheiten auf Achse 0 der MC206-Einheit sind verbunden, während Axis1 und Axis2 mit Achse 1 bzw. 2 verbunden sind. Dies ermöglicht eine geschlossene Positionsregelung der drei Servoachsen. Abbildung 1 zeigt den Schaltplan des Steuerungssystems mit MC206 als Steuerkern. Abbildung 2 zeigt die Softwareprogrammierung . Das zu programmierende Programm umfasst im Wesentlichen: Achsenparametereinstellungen, Kommunikationsprogramm, Programm für den manuellen Modus, Referenzpunkt-Rückverfolgungseinstellung, Programm für den automatischen Modus und Kurveninterpolationsprogramm. Die Achsenparametereinstellungen umfassen im Wesentlichen: Achsentyp, Achsenrückkopplungspolarität, Proportionalverstärkung, Beschleunigung, Verzögerung, Endschalter, Referenzpunkt-Rücklaufschalter, Weichgrenzschalter usw. Der Kommunikationsanschluss 1 des MC206 ist über das HOSTLINK-Protokoll als Masterstation konfiguriert. Mit dem Befehl HMI_READ (...) können Daten aus der SPS gelesen und mit dem Befehl HMI_WRITE (...) zur Anzeige auf dem Touchscreen in die SPS geschrieben werden. In den meisten Stahlwalzwerken ist eine sinusförmige Walzenoberfläche erforderlich. Wenn die Walzenlänge variabel VR(2) und die mittlere bis hohe Menge variabel VR(1) ist, kann die folgende einfache Programmierung das Sinuskurvenschleifen erfüllen: Das Spindelbewegungsprogramm lautet wie folgt: BASE(0,1) 'Die Referenzachse ist die Nullachse und die erste Achse RUN "CAM", 6 'Führe das elektronische Nockenprogramm gemäß Priorität 6 aus REPEAT 'Starte die Wiederholungsschleife DEFPOS(0,0) 'Definiere den Ursprung der beiden Achsen SRAMP AXIS(1)=5 'Stelle den gleichmäßigen, festen Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess ein MOVE(2) AXIS(1) 'Drehe zwei Einheiten in positiver Richtung WAIT IDLE AXIS(1) 'Bis sich die Achse nicht mehr bewegt WA(200) 'Warte 200 Millisekunden MOVE(-2) AXIS(1) 'Drehe zwei Einheiten in umgekehrter Richtung WAIT IDLE AXIS(1) 'Bis sich die Achse nicht mehr bewegt WA(200) 'Warte 200 Millisekunden UNTIL FALSE 'Die Die Schleife wird nur bei Fehlern beendet. Das folgende Programm berechnet und führt die elektronische Nockenfunktion (Schleifscheibenachse) aus: FÜR i = 0 bis 7200 TABELLE (i, SIN (i*PI/7200)) 'Diese Schleife erstellt eine Array-Tabelle NÄCHSTES i WIEDERHOLE CAMBOX (0,7200,VR(1),VR(2),1) 'Achse 0 folgt Achse 1 in einer spiralförmigen Vorwärtsbewegung BIS FALSCH Abbildung 2 Zweiachsige Bewegungstrajektorie Abbildung 3 Arbeitsbereich einer großen Walzenschleifmaschine Die mit der obigen Formel berechneten Kurven sind in Abbildung 2 dargestellt. Die blaue Linie in der Abbildung stellt die Geschwindigkeitstrajektorie der Spindel dar, die rote Linie die Positionsbewegungstrajektorie der Schleifscheibenachse. Abbildung 3 zeigt eine Walzenschleifmaschine beim Kunden. Die Metallwalze links in der Abbildung ist das zu schleifende Werkstück. Daneben befindet sich die Schleifscheibe. Die gesamte Maschinenbedienung erfolgt über die Tasten am Bedienfeld und die Mensch-Maschine-Schnittstelle. 3. Fazit: Mit dem oben beschriebenen Schema haben wir fünf Walzenschleifmaschinen erfolgreich gefertigt. Die erste ist seit fast zwei Jahren im Einsatz. Laut Anwenderbericht arbeitet die Werkzeugmaschine sehr stabil. Die Praxis hat gezeigt, dass der Trio-Bewegungsregler MC206 ein wirtschaftliches und effektives Steuerungssystem für Walzenschleifmaschinen darstellt.