Immer erst den Strom anschalten

Die aktuelle Generation der Xemo-Schrittmotorsteuerungen erleichtert gerade solchen Anwendern sehr die Arbeit, die eine Applikation wie die Produktkennzeichnung automatisieren wollen, bei der das Werkzeug während der Bewegungsphase bahngetreu verfahren werden muss. Das neue Interface für inkrementelle Encoder erkennt Schrittverluste zuverlässig und hilft dabei, Schäden an der Anwendung zu vermeiden.

Bei der Initialisierung der jeweiligen Endstufen sollten besonders ein Aspekt beachtet werden, der für die korrekte Funktion des Encoders wichtig ist: Entscheidend ist die Reihenfolge, in der  Endstufe und Encoder in Betrieb genommen werden.

Die Endstufe muss komplett initialisiert werden, bevor das Encoder-Interface aktiviert wird. Zuerst muss also der Motor bestromt werden. Ansonsten würde der Encoder zu früh eingelesen. Er startet mit dem Wert 0. Wird der Motorstrom dann eingeschaltet, gäbe es einen ungewollten Versatz, da der Motor aus einer stromlosen Ruhestellung mit der Bestromung eine Vollschrittstellung einnähme und der Encoder folglich Impulse ausgeben würde. Der Maschinenbediener würde dies als deutlich spürbaren, eventuell gefährlichen Ruck wahrnehmen. Gerade bei Encodern mit höheren Auflösungen dürfte dies ein ungewollter Effekt sein, wenn man mit einem kleinen Schleppfenster für die Schritt- bzw. Positionsüberwachung arbeitet.

Zusammengefasst gilt also: Erst den Motostrom anstellen, dann den Encoder initialisieren. Damit haben Sie dann eine wichtige Vorbereitung zur Realisierung Ihrer bahngetreuen Bewegungsanwendung geleistet.

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Motoren und Bremsen der Leistungskarte richtig ansteuern

Die Schrittmotor-Kompaktsteuerungen Xemo R und S sind seit kurzem wesentlich leistungsfähiger. Der Grund: Alle Neu-Geräte werden von uns jetzt mit den neuen Schrittmotor-Leistungselektroniken iPM 550 ausgestattet. Über einige Leistungsmerkmale der neuen Platine informierten wir Sie bereits in diesem Beitrag im Systec-Blog.

In aller Kürze bietet die neue iPM 550 Ihnen folgende Leistungseigenschaften:

• Mehr Leistung und Geschwindigkeit durch den neuen ARM-Cortex-M3-Prozessor,
• voll digitale Ansteuerung von 2-Phasen-Schrittmotoren über das Mainboard,
• Encoder-Eingang zur Schrittüberwachung, per RJ45-Steckverbinder direkt auf der Leistungskarte,
• intelligenter Brems-Ausgang.

Die neue Leistungskarte bringt natürlich Änderungen bei der Konfiguration Ihrer Xemo-Steuerung mit sich. Vertrauen Sie dabei auf die Bedienungsanleitung für die Xemo-R/S-Kompaktsteuerungen. Die aktuellen Versionen haben wir bereits im Download-Bereich unserer Homepage bereitgestellt.

Genauere Informationen über die neuen Konfigurationsoptionen der Leistungskarten finden Sie in der englischen und deutschen Handbuch-Version in den Kapiteln 5.2.2 (Motoren) sowie 9.1.2 (Programmierung von Schrittmotoren). Im Folgenden bieten wir eine knappen Überblick.

Betrieb von 2-Phasen-Schrittmotoren mit der neuen Leistungskarte

Die neue Leistungskarte iPM550 finden Sie in allen Xemo-R/S-Schrittmotorsteuerun

Xemo R/S: Die Reihenfolge der Initialisierung ist wichtig

Vor einiger Zeit erläuterten wir Ihnen hier im Blog, wie Sie mit Ihrer Xemo-Schrittmotorsteuerung über die CAN-Schnittstelle zusätzliche Servomotor-Leistungselektroniken einbinden. Über eine Kunden-Rückmeldung wurden wir darauf aufmerksam, dass die Reihenfolge wichtig ist, in der interne und externe Leistungsendstufen ini tialisiert werden. Dadurch vermeiden Sie, dass sich der Strom bei einem bereits integrierten Motor ändert, wenn ein weiterer Motor initialisiert wird.

Die Rückseite einer Schrittmotorsteuerung Xemo R mit den Anschlüssen, u.a. für vier Motoren und zwei Mal CAN.

Diese Maßgabe gilt für alle Schrittmotorsteuerungen Xemo R und Xemo S mit dem aktuellen NXP Cortex-M4-Prozessor (Firmware 847 bis Version 4.48). Ob Ihre Steuerung einen solchen Prozessor aufweist, erkennen Sie daran, dass eine Ethernet-Schnittstelle am Gerät vorhanden ist.

Um reibungsloses Funktionieren zu gewährleisten, achten Sie bei der Initialisierung der Achsen bitte darauf, dass externe, über CAN angeschlossene Leistungsendstufen zuerst angemeldet werden. Danach initialisieren Sie dann die internen Leistungsendstufen. Welche Reihenfolge Sie dabei wählen, bleibt Ihnen überlassen. Sind die externen Leistungsendstufen korrekt angemeldet, können Sie die Stromwerte für die internen Komponenten auch - sofern prozessbedingt erforderlich - zwischendurch ändern.

Zur Illustration zeigen wir Ihnen hier die Initialisierungsreihenfolge am Beispiel zweier externer und dreier interner Leistungsendstufen:

Die Besonderheiten der Initialisierungsreihenfolge wird in der nächsten Firmware-Version geändert werden, damit Leistungsendstufen in beliebiger Reihenfolge angemeldet werden können.

Günstige Lösung: Servomotorachsen über CAN in Xemo-Schrittmotorsteuerungen einbinden

Xemo R und Xemo S sind unseren Kunden bestens als Kompaktsteuerungen für bis zu vier Schrittmotoren bekannt. Schrittmotorleistungselektroniken sind bereits integriert. Sie können einfach mit der Programmierung in MotionBasic loslegen. Unsere Schrittmotorsteuerungen können aber noch mehr: Über die CAN-Schnittstelle binden Sie genauso einfach externe Servoverstärker ein. Auf Wunsch liefern wir Ihnen die Steuerung so aus, dass sie damit gemischte Achssysteme aus bis zu sechs Schrittmotor- und/oder Servoachsen betreiben können. Das Beste ist: In der Programmierumgebung MotionBasic IDE merken Sie davon nichts. Alle Achsen steuern Sie über dieselben Befehle, egal ob es Schrittmotor- oder Servomotorachsen sind.

Es kommt gar nicht so selten vor, dass ein Mix aus Schritt- und Servomotoren sinnvoll wird. Stellen Sie sich einfach vor, dass Sie ein dynamisches Mehrachssystem mit Servomotoren projektiert haben, das noch Zustellachsen benötigt. Oder Sie planen eine Linearkinematik mit Schrittmotoren mit einem zusätzlichen Motor mit hoher Drehzahl.

Wir raten Ihnen in solchen Anwendungsfällen gern zu angepassten Lösungen auf Basis der Xemo-R- und Xemo-S-Steuerungen. Oft ist diese Variante günstiger, als wenn Sie eine reine Servomotor-Applikation realisieren. Eine Bedingung muss allerdings erfüllt sein: Zwischen den intern angesteuerten Schrittmotoren und den extern angesteuerten Servomotoren darf keine Interpolation vorgesehen sein. 

Das Vorgehen wollen wir am Beispiel eines dynamischen vierachsigen Servomotor-Systems verdeutlichen. Diesem wollen wir zwei Zustellachsen zum Verstellen von Formaten hinzufügen. Diese müssen nicht so leistungsfähig sein wie die Servomotorachsen. Wenn Sie sich für eine Xemo-R- oder  Xemo-S-Steuerung der Systec GmbH entscheiden, haben Sie die komplette Steuerungs- und Programmier-Infrastruktur gleich zur Hand. Auch für den Antrieb der beiden Zustellachsen müssen sie keinen weiteren Aufwand treiben, weil die Endstufen bereits integriert sind. Sie schaffen lediglich vier Servoverstärker an und melden diese über CAN in der Xemo-Steuerung an.

Die Programmierung der Servomotorachsen unterscheidet sich nur bei der Initialisierung. Für die internen Schrittmotorendstufen legen Sie ein Initialisierungsunterprogramm an und definieren darin Strom, Schrittauflösung, Beschleunigung und einige weitere Parameter. Den Verstärker der externen Endstufen melden Sie hingegen mit einem Befehl über seine Geräte-ID  per CAN an. Dabei werden dann im externen Verstärker abgelegten Parameter genutzt.

Ab der Anmeldung bzw. der Initialisierung werden die unterschiedlichen Antriebsstränge mit den gleichen Befehlen gesteuert. So nutzen Sie wie gewohnt die Kommandos "rmove(Achse, Distanz)" für relative und "amove(Achse, Position)" für absolute Positionierungen. Koordinierte Bahnbewegungen steuern Sie mit den lin-Befehlen.

Sollten wir Sie durch diesen Beitrag auf eine Anwendungsidee gebracht haben, bei der Sie ein System aus Schrittmotor- und Servomotorachsen einsetzen könnten, wenden Sie sich einfach an uns.

Ich berate Sie auch gern persönlich:
Tel.: 02534 8001-75,
E-Mail: scoe@systec.de

Was der CAN1Device-Parameter alles verrät

Xemo-Steuerungen können optional mit zwei CAN-Kanälen betrieben werden. Der CAN-Kanal 0 ist zum Anschluss von Buskopplern mit I/O-Erweiterungen vorgesehen. Anschließbar sind daran aber auch andere Devices, die dann "SDOs" (Service Data Objects) angesprochen werden.

Beim Anschluss von Buskopplern von Beckhoff oder WAGO müssen bei der Initialisierung des CAN-Kanals die B

Mit Xemo!GO den Feldbus voll im Griff

Um Komponenten einer Steuerungsumgebung mit Xemo-Steuerungen zu verbinden, verwendet die Systec GmbH bisweilen Buskoppler der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG aus dem ostwestfälischen Verl. Systec unterstützt die Koppler BK5110, BK5120 und BK5150.

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