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Kommunikation und Steuerung Grundsätzliches zur Achsdynamik Achsansteuer ung Student Guide SIPLACE X-Serie und X4I FSE 120 Positionsabw eichung erreicht wird, wird ein 10 ms-Time r gestarte t. 10 ms nach erreichen des er…
Kommunikation und Steuerung
Achsansteuerung Grundsätzliches zur Achsdynamik
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Bei der 1. Positionierung in die Zielposition triggert das Istposition gleich Sollpositionssignal die
Überschwingzählung der Achstestbox (SAT) für das Positionsabweichungssignal.
Ist die Überschwingung größer als die erlaubte Positionsabweichung dieser Achse wird die
Endemeldung verzögert bis die Abweichung durch einen Regelvorgang innerhalb des erlaubten
Bereiches bleibt.
Die 2te Überschwingung setzt die Endemeldung
Positionierung mit asymptotischer Annäherung nach einer ersten, zu großen Überschwingung
Die oben gezeigte Positionierung weist eine große Überschwingung auf. Es passiert aber (bei diesem
Positioniervorgang) keine weitere Überschwingung aufgrund der eine Endemeldung erzeugt werden
könnte. Die Achscontroller haben eine Rückfallstrategie. Wenn der Bereich der erlaubten
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Positionsabweichung erreicht wird, wird ein 10 ms-Timer gestartet. 10 ms nach erreichen des erlaubten
Bereiches (hier 5 Digit (1)) triggert diese Timerfunktion die Endemeldung (2). Der erlaubte Bereich darf
innerhalb dieser Zeit nicht verlassen werden.
Für die Achsdynamik-Beurteilung durch einen Servicetechniker wurde ein unkommutiertes
Stromsollsignal aller Motorstrom-Sollsignale geschaffen. Dieses Signal gibt Auskunft über die
mechanische Reibung im Achssystem. Es kann gemessen werden auf der Adapterkarte der
Achstestbox oder als Vreg-Ausgang des SIPLACE-AxisTester (SAT).
Das unkommutierte Stromsollsignal ist ein Hüllkurvensignal der 2 sichtbaren Motorstrom-Sollsignale des
Achscontrollers. Das 3. nicht sichtbare Motorstrom-Sollsignal wird auf dem Servoverstärkerboard
berechnet.
Das bekannte V nominal (Vsoll) Geschwindigkeitssignal und das Force-Kraftsignal wurden ersetzt durch
Motorstrom-Sollsignale für DC- bzw. AC-Antriebe.
Das unkommutierte Motorstromsollsignal (3) und die Motorstromsignale (1) (2) eines AC-Motors
Den Abschnitt Beschleunigung erkennt man am Motorstrom-Sollsignal des AC-Motors (4) aufgrund der
hohen Amplituden um die Achsmechanik mit genügend Kraft zu versorgen. Die Frequenz dieses
Signalabschnitts ist wegen der geringen Geschwindigkeit niedrig. Die Amplitude wird kleiner weil mit
steigender Geschwindigkeit die Beschleunigung und damit die Motorkraft sinkt.
Die Frequenz wird mit steigender Geschwindigkeit höher bis zur maximal Frequenz für maximal
Geschwindigkeit der Achse (5).
Im Verzögerungsabschnitt steigt die Amplitude wieder um die Geschwindigkeit der Achsmechanik zu
reduzieren. Die Frequenz wird niedriger, damit sinkt auch die Geschwindigkeit der Achse (6) ab. Als
abschließender Vorgang wird mit Überschwingkontrolle die Achse in die korrekte Zielposition bewegt.
HINWEIS
Diese Motorstromsignale können an dem V nominal- und dem Force-Ausgang des
AchsTesters gemessen werden. Die gleichen Signale werden an den 2 obersten Testpunkten
an der Servoverstärkerplatine als Inom. U’ und Inom. W gemessen.
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Obwohl es keine Einstellmöglichkeiten am Servo gibt soll die Achsdynamik überprüft werden. Jede
Achse hat eine Reibung zu überwinden. Je höher diese Reibung ist, desto höher sind die Amplituden
bei Beschleunigung und konstanter Geschwindigkeit. Die höhere Motorkraft bei Beschleunigung und
konstanter Geschwindigkeit kann am unkommutierten Motorstrom-Sollsignal erkannt werden. Eine
höhere Reibung reduziert die nötige Motorkraft während des Verzögerungsabschnitts, so ist die
Amplitude des unkommutierten Motorstrom-Sollsignals kleiner.
Achsblockdiagramm am Beispiel X- oder Y-Achse der SIPLACE X-Maschine
Die unterschiedlichen Achstypen unterscheiden sich in Details, aber alle Steueraufgaben werden durch
den Achscontroller ausgeführt. 2 Steuersignale für 2- oder 3-Phasen-Achsantriebe werden als
Steuersignale an den Servo übertragen. Für DC-Antriebe nutzen wir die gleiche
Hardwareprinzipschaltung mit nur 1 Steuersignal zum Servoverstärker. Die einzige Rückkopplung sind
die Spursignale vom Inkrementalgeber zum Achscontroller - ein verfügbarer Tacho (Z-/DP-Achse) wird
nicht an das Achssystem angeschlossen.
Sehen Sie dazu auch...
4.4.2 Grundsätzliches zur Achsdynamik [ ➙ 117]
HINWEIS
Mechanische oder elektrische Fehler können durch die Signalverläufe der Achssteuerung
erkannt werden.