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7 Achsdynamik 7.2 Positionsmesssystem 7.2.2 Nullimpuls des Spursignalgebers 114 Student Guide SIPLACE D-Serie (F SE) Prinzipielle Signalvervi elfachu ng der analogen Spursignale eine r Portalachse Legende Die Signalv erv…
7 Achsdynamik
7.2.1 Spursignale und Nullimpulssignal der Achse 7.2 Positionsmesssystem
Student Guide SIPLACE D-Serie (FSE) 113
▪ Achscontroller Hauptplatine
▪ Servoverstärker
▪ Motor
▪ Positionsmesssystem bestehend aus Inkrementalmaßstab und -encoder
Prinzipschaltkreis für Positionsmesssysteme
Legende
Das Achssteuerungssystem mit geschlossenem Positionsregelkreis ermittelt die Achsposition direkt an
der bewegten Achsmechanik. Das Positionsmesssystem erzeugt analoge Spur- und Nullimpulssignale
bei einer Bewegung über den Maßstab. Ein Verstärker, eine Frequenz-Vervielfacherschaltung und ein
Signalformer sind im Inkrementalgebergehäuse integriert. Ein Teststecker für digitale Signale ist auf
dem nächsten Interfaceboard angebracht - oder aber die digitalen Signale können am Spur A/B und Nul
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limpulsausgang des SIPLACE-AxisTester gemessen werden. An der SIPLACE-Maschine sind die Spur
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signale die einzige Rückkoppelschleife in allen Achsansteuersystemen. Dies bedeutet, jeder Fehler der
Spursignalerkennung beeinflusst die Achssteuerung. Die Portalachsen werden bei Erkennen eines
Spursignalfehlers sofort gestoppt und die Kopfachsen beenden die aktuelle Positionierung.
Die Achsposition wird mit einem Positionszähler auf dem Achscontroller mitgezählt. Die Bewegungsrich
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tung der Mechanik wird durch die Phasenlage der beiden Spursignale erkannt. Ein voreilendes Spur A-
Signal heißt Bewegung nach rechts, ein voreilendes Spur B-Signal heißt Bewegung nach links. Um das
Inkrementalsystem auch für unsere hohe Auflösung robust zu gestalten werden die analogen Signale
elektronisch vervielfacht.
1 Inkrementalmaßstab mit Nullimpulsen 4 Elektronische Signalmultiplikation und Sig
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naldigitalisierung
2 Inkrementalgeber (encoder) für Spur A-/B-
und Nullimpulssignale (O-Impulse)
5 Teststecker digital Signale
3 Analog Signalausgang und Verstärker 6 Achscontroller
HINWEIS
Die Inkrementalgeber in 1-Feldoptik-Technik sind prinzipiell gleich aufgebaut. Die Sender und
Empfänger der A/B-Zählsignale sind hinter einem gemeinsamen Linsen-Fenster eingesetzt.
HINWEIS
Dieser neue Inkrementalgeber liefert Spursignal-Ausgangsamplituden zwischen 1,8 und
3,6 Vss, gegenüber dem alten Inkrementalgeber mit max. 2,5 Vss.
7 Achsdynamik
7.2 Positionsmesssystem 7.2.2 Nullimpuls des Spursignalgebers
114 Student Guide SIPLACE D-Serie (FSE)
Prinzipielle Signalvervielfachung der analogen Spursignale einer Portalachse
Legende
Die Signalvervielfachung lässt sich als Schmitt-Triggerschaltung darstellen. Beim Signalvergleich des
analogen und digitalen Signals der Achsen erkennt man eine Signalvervielfachung von 25 (siehe Abbil
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dung oben), 10 oder nur 1.
Die Spursignale der C&P-Kopfachsen können nur als digitale Signale gemessen werden. Die analogen
Signale werden direkt im Inkrementalgebergehäuse gewandelt, ohne dass ein Testanschluss für die
analogen Signale bereitgestellt wird.
7.2.2
7.2.2 Nullimpuls des Spursignalgebers
Nullimpuls des Spursignalgebers
Jedes Inkrementalmesssystem benötigt zu Beginn eine Initialisierung. Das heißt jede Achse führt einen
Achsreferenzlauf aus. Beim Referenzlauf sucht jede Achse eine bestimmte Position, die durch das Nul
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limpulssignal erkannt wird. Das Nullimpulssignal ist ein analoges Signal, dass durch eine Schmitt-Trig
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gerschaltung digitalisiert wird.
(Messen des Analogsignals durch einstellen der Nulllinie auf die Bildschirmmitte)
1 Analoges Spur-A-Signal Inkrementalgeber 4 Digitales Spur-B-Signal am Teststecker
2 Analoges Spur-B-Signal Inkrementalgeber 5 Periodendauer des analogen Spursignals
3 Digitales Spur-A-Signal am Teststecker 6 Periodendauer des digitalen Spursignals
7 Achsdynamik
7.2.2 Nullimpuls des Spursignalgebers 7.2 Positionsmesssystem
Student Guide SIPLACE D-Serie (FSE) 115
Analoges und digitales Nullimpulssignal (analoge Nulllinie auf Monitormitte gestellt)
Legende
Bei etwa 2,5 V erzeugt die Schmitt-Triggerschaltung einen kurzen hohen Impuls, den Nullimpuls des Po
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sitionsmesssystems. Ist der Encoder zu nah an den Maßstab montiert, könnte einer der Nebenimpulse
die Schmitt-Triggerschwelle überschreiten und somit fehlerhaft als Nullimpuls erkannt werden. Das heißt
dieser Nullimpuls wäre an einer falschen Position des Inkrementalmaßstabes erkannt worden. An der
SIPLACE-Maschine führt dies zu einem Offset bei der Bestückung. Der digitale Nullimpuls ist am Portal-
Kopfverteiler mit einem Tastkopf an Pin 8 des Teststeckers zu messen. Am Nullimpulsausgang der
Achstestbox (bzw. des SIPLACE AchsTesters SAT) kann der invertierte Nullimpuls gemessen werden.
Am Achscontroller A364 werden alle Nullimpulse auf dem Spurlineal berücksichtigt, d. h. auch die nach
50 mm wiederholten Nullimpulse.
7.2.2.1
7.2.2.1 FSE-Hinweis
FSE-Hinweis
1 Der analoge Nullimpuls muss 0,3 V größer
als die Triggerschwelle für den digitalen
Nullimpuls sein.
3 Nebenimpulse (Störsignale) sollen den
Grenzwert 0,3 V kleiner als Triggerschwel
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le nicht überschreiten
2 Schmitt-Trigger-Schwelle
HINWEIS
Mit dem A364-Achscontroller wird jeder Nullimpuls des X/Y-Maßstabes erkannt und die
Zählwerte auf Zählfehler geprüft.
HINWEIS
Der 'Hauptpeak' des analogen Nullimpulses muss beim neuen 1-Feldoptik-Inkrementalgeber
mit dem positiven Schnittpunkt der analogen A/B-Zählsignale zusammenfallen.