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Sincronizzazione all'interno dell'ecosistema Siemens: SINAMICS S200

Assi servoazionati multipli

Sincronizzazione all'interno dell'ecosistema Siemens

La sincronizzazione di più assi è una delle sfide chiave della moderna automazione industriale. Le crescenti richieste di produttività, precisione e flessibilità delle linee di produzione stanno spingendo i produttori di macchine a fare sempre più affidamento su sistemi di azionamento avanzati e controller PLC con funzionalità di controllo del movimento. Siemens, in qualità di fornitore di un ecosistema completo, dai controllori PLC e servoazionamenti all'ambiente di progettazione TIA Portal, offre strumenti completi che consentono la progettazione di sistemi multiasse semplici e altamente complessi.

Le moderne macchine industriali, in particolare in settori come l'imballaggio, l'assemblaggio, la lavorazione dei materiali e la logistica, richiedono un movimento perfettamente sincronizzato di più assi. Il raggiungimento di un elevato livello di precisione richiede l'uso di algoritmi di movimento avanzati, comunicazioni ad alta velocità tra il controller e le unità e hardware accuratamente selezionato in grado di fornire queste funzioni.

1. Servoazionamenti SINAMICS

Fondamento della sincronizzazione degli assi

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Un azionamento conveniente per applicazioni a uno e più assi

SINAMICS S200 è un servoazionamento progettato per le tipiche applicazioni di assemblaggio, imballaggio, pick and place e semplici macchine di produzione. Supporta le modalità di controllo della posizione, della velocità e della coppia, funziona con encoder assoluti, si integra con la rete PROFINET IRT ed è completamente compatibile con i controller S7‑1200 G2 e S7‑1500, comprese le versioni tecnologiche. Nei sistemi multiasse, si comporta particolarmente bene come asse secondario.

SINAMICS S200
2. Controllori

Soddisfare i requisiti di sincronizzazione degli assi

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Una piattaforma di controllo conveniente con funzionalità di controllo del movimento

I controllori SIMATIC S7‑1200 di seconda generazione offrono una potenza di calcolo notevolmente aumentata, supporto per la sincronizzazione degli assi, il camming e il posizionamento elettronici. Si integrano in modo nativo con gli azionamenti SINAMICS S200 e S210, consentendo l'implementazione di sistemi multiasse di base mantenendo un'elevata precisione.

SIMATIC S7-1200 G2
3. Aspetti chiave

Sincronizzazione degli assi

Sincronizzazione elettronica — Electronic Gearing

La sincronizzazione consente la replica di una connessione meccanica tra due alberi. L'asse slave segue l'asse principale con un rapporto di trasmissione definito. Questa funzionalità è essenziale nelle macchine per la stampa, l'imballaggio e il trasporto.

Telecamere elettroniche — Telecamera elettronica

Le camme elettroniche definiscono la relazione tra i movimenti degli assi in modo non lineare. Consentono un controllo preciso dei coltelli da taglio, dei moduli di avvolgimento e delle stazioni di formatura. Il TIA Portal fornisce un ambiente grafico per la creazione e la configurazione di profili di camme elettroniche.

Interpolazione multiasse

L'interpolazione è essenziale nelle applicazioni CNC, nel taglio laser, nella stampa industriale e nei manipolatori pick‑and-place avanzati. I controller SIMATIC S7‑1500T consentono l'interpolazione lineare, circolare e multiasse.

Cinematica robotica

I controller T‑CPU consentono la configurazione di robot cartesiani, SCARA, delta e personalizzati definendo la struttura cinematica. I calcoli della cinematica inversa vengono eseguiti automaticamente dal controller.

4. Integrazione TIA Portal

Vantaggio di un unico ecosistema

L'ecosistema Siemens TIA Portal

All'interno di un singolo progetto, PLC, HMI, unità e reti possono essere progettati e gestiti insieme. Tutti i componenti condividono una diagnostica unificata, un modello di dati comune e la piena compatibilità reciproca.

Tempi di messa in servizio ridotti

Le procedure guidate automatiche per assi, camme e cinematica, insieme ai blocchi di movimento pronti all'uso, riducono significativamente i tempi di messa in servizio della macchina.

Costo di proprietà inferiore

Un unico ambiente di progettazione, un fornitore e una documentazione unificata semplificano notevolmente l'assistenza, la modernizzazione e il supporto tecnico.

Cybersecurity

Sia i controller TIA Portal che S7, nonché i più recenti sistemi di azionamento, offrono meccanismi di protezione avanzati come comunicazioni sicure, ruoli utente, crittografia e certificati: tutto ciò che è necessario per soddisfare i requisiti della direttiva NIS2.

Esempi di applicazioni di sincronizzazione

Sistema di confezionamento con confezionatrici flow e fold ad alte prestazioni per barrette di cioccolato.

Macchine per imballaggio

sincronizzazione di film, moduli di taglio e formatura

PCB nella macchina di selezione e posizionamento nella fabbrica di assemblaggio di PCB

Prelievo e collocazione

sincronizzazione dinamica del movimento, interpolazione multiasse e cinematica delta

Riferimento del cliente MAKA - Centro di lavoro CNC MAKA PM 270 in un impianto industriale, mostrato con pannello di controllo e piano di lavoro di precisione per la lavorazione automatizzata dei materiali.

Elaborazione dei materiali

controllo in tempo reale di più assi di movimento

Una macchina a portale multimandrino presso NWI Aerostructures.

Robot a portale cartesiano

Cinematica cartesiana e interpolazione multidimensionale

Riepilogo

La sincronizzazione di più assi di trasmissione è un elemento chiave dei moderni sistemi di automazione. Fornendo un ecosistema completo (controllori PLC, azionamenti SINAMICS, motori SIMOTICS e ambiente di ingegneria TIA Portal), Siemens consente la progettazione di sistemi che offrono i massimi livelli di precisione, flessibilità e prestazioni. Una piattaforma unificata semplifica l'integrazione, riduce i tempi di messa in servizio, garantisce la stabilità del sistema e riduce i costi operativi. Di conseguenza, gli ingegneri possono sviluppare macchine che soddisfano gli standard industriali più esigenti.

Bartosz Toczko
Siemens Sp. z o.o.
Aprile 2026