Ansteuerung einer Schrittmotor-Achse mit PHOENIXCONTACT AXC 1050

Autoren: Niklas Rohlfs; Connor Royle

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Einleitung

Im Studiengang Mechatronik der Hochschule Hamm-Lippstadt findet im 7. Semester im Studienschwerpunkt „Global Production Engineering“ das Modul „Global Production Engineering III“ statt. Einen Teil dieses Moduls bildet das Praktikum Produktionstechnik. Im Praktikum sollen die Achsen einer 3D-CNC-Bearbeitungsmaschine mit unterschiedlichen Automationshardwares angesteuert werden (vgl. Hauptartikel). Der folgende Artikel beschäftigt sich mit der Ansteuerung der Achsen mittels einer SPS von Phoenix Contact, nämlich der Phoenix Contact AXC 1050. Das Thema wurde im Wintersemester 2019/2020 erstmalig von Niklas Rohlfs und Connor Royle bearbeitet.

Aufgabenstellung

Die Aufgabe des Projektes war es, die Achsen der 3D-CNC-Bearbeitungsmaschine mit der Phoenix Contact AXC 1050 anzusteuern. Hierzu sollten von einer anderen Gruppe Koordinaten durch einen zentralen Steuerungsalgorithmus in Matlab als String per RS232 an die AXC 1050 gesendet werden. Die Verarbeitung der Koordinaten mitsamt der Berechnung der Verfahrwege sollte dann durch die AXC 1050 geschehen, welche dann zudem die entsprechenden Ausgangssignale an die Schrittmotortreiber der 3D-CNC-Bearbeitungsmaschine weitergeben sollte. Die Aufgabenstellung gliederte sich in diverse Teilaufgaben:

• Allgemeines
  • Einarbeitung in das Projekt (Datenblätter lesen etc.)
  • Umsetzbarkeit mit vorhandenem Material prüfen
  • Benötigte Materialien bestellen
  • Bearbeitung der Aufgaben nach dem V-Modell

• Aufbau
  • Hardwareaufbau mit Kommunikationsmodul erstellen
  • Aufbau der Optokopplerschaltung zur Umwandlung von 24V auf 5V
  • Beschriften aller Kabel

• Datenübertragung
  • RS232-Datenübertragung herstellen
  • Strings über RS232 empfangen und einlesen

• Programmierung
  • Einlesen der Koordinaten aus dem empfangenen String
  • String zerlegen (Trennung von Soll- und Ist-Position sowie Vorschub)
  • Berechnung der Schritt- und Richtungswerte aus der Differenz von Ist zu Soll
  • Schalten der digitalen Ausgänge
  • Diagonalfahrten ermöglichen (x und y sollen auch bei unterschiedlicher Fahrstrecke gleichzeitig ankommen)

• Dokumentation
  • Dokumentation des eigenen Projektfortschritts in SVN (Anforderungsliste, Funktionaler Systementwurf, etc.)
  • HSHL-Wiki-Eintrag erstellen

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