Laut 200 Ingenieuren die häufigsten Fehler bei der Installation von Servoantrieben

Wir alle machen Fehler. Auch Menschen, die seit über einem Jahrzehnt mit Servoantrieben arbeiten, machen Fehler. Ich habe es sogar unzählige Male in unseren eigenen Labors gesehen. Verdammt, ich gebe zu, dass ich beim Einrichten von Servoantrieben bei einer Anzahl von Gelegenheiten ungleich Null Fehler gemacht habe. So ist es nicht verwunderlich, dass auch unsere Kunden hin und wieder in Schwierigkeiten geraten und um Hilfe bitten.

Um Ihnen die Installation Ihres nächsten Servoantriebs zu erleichtern, haben wir über 200 Motion-Control-Ingenieure nach den häufigsten Problemen gefragt, die Benutzer bei der Installation von Servoantrieben haben. Hier sind die vier wichtigsten Bereiche, in denen etwas schief gehen kann.

  • Datenblätter und Hardware-Handbücher nicht lesen
  • Verdrahtung
  • Aufbau
  • Systemprobleme

Teil des Servoantriebsdatenblattes

Jedes Datenblatt enthält wichtige Informationen, wie z. B. Stiftfunktionen.

Datenblätter und Hardware-Handbücher nicht lesen

Dies scheint offensichtlich, aber 30% unserer Befragten gaben an, dass das häufigste Problem darin bestand, dass Kunden die Datenblätter und Hardware-Handbücher einfach nicht durchlasen. Nicht gut.

Es gibt viele spezifische Verdrahtungs- und Konfigurationsfehler, die sich ergeben können, wenn die Anleitungsmaterialien nicht gelesen werden, und wir werden diese später genauer untersuchen, aber lassen Sie dies einen allgemeinen Ratschlag sein:

BITTE LESEN SIE DIE MATERIALIEN, DIE WIR IHNEN GEBEN.

Sie finden das Datenblatt jedes Produkts und entsprechende Hardware-Handbücher auf der jeweiligen Produktdetailseite.

Verdrahtung

55% der Befragten nannten Probleme, die unter das breite Dach der Verkabelung fallen. Verdrahtungsfehler sind unglaublich häufig und führen oft dazu, dass das System nicht richtig funktioniert oder gar nicht läuft. Ein einfacher Verdrahtungsfehler kann der Katalysator sein, der einen Ingenieur an den Rand seiner Vernunft bringt.

Verpasste Anschlüsse

Einige Fälle von Verdrahtungsfehlern sind verfahrensbedingt. Ein Kunde erkennt möglicherweise nicht, dass er eine separate Stromversorgung für Laufwerke anschließen muss, die eine separate Logikversorgung benötigen, oder er zieht Sperrstifte bei Laufwerken mit invertierter Sperrlogik nicht auf Masse.

Situationen wie diese können vermieden werden, indem Sie erneut das Datenblatt und das Hardwarehandbuch lesen.

"Überprüfen Sie die Grundlagen. Logikstrom (falls erforderlich) und Verkabelung. Überprüfen Sie, ob Strom anliegt. Sie fühlen sich vielleicht albern, aber Sie werden sich noch alberner fühlen, wenn Sie eine Stunde damit verbringen, Ihren Kopf gegen die Wand zu schlagen, und dann zurückkommen, um es zu überprüfen die Grundlagen, und es war tatsächlich ein grundlegendes Problem."

- Nash Dingman, ADVANCED Bewegungssteuerung

Überprüfen Sie die Verkabelung des Servoantriebs

Aber manchmal befolgen Sie alle Schritte und etwas funktioniert immer noch nicht. Möglicherweise haben Sie zwei Drähte verwechselt oder sich auf der Pinnwand verzählt. Diese Art von Verdrahtungsfehlern kann besonders frustrierend sein, da es schwierig sein kann, herauszufinden, wo Sie einen Fehler gemacht haben. Wenn Sie das Hardware-Handbuch doppelt überprüft, das Datenblatt dreifach überprüft und Ihren Kopf mindestens 7 Minuten lang auf Ihren Schreibtisch geschlagen haben, ist es möglicherweise an der Zeit, ein anderes Paar Augen zu holen, um sich Ihr Setup anzusehen.

 

"Lassen Sie jemand anderen die Verkabelung für Sie überprüfen, manchmal ist es schwierig, unsere eigenen Verkabelungsfehler zu erkennen."

- Nicolas Cantin, Electromate

Schlechte Verbindungen

Wir haben über verpasste Verbindungen gesprochen, aber was ist mit Verbindungen, die einfach nicht gut gemacht sind? Dies kann so einfach sein wie ein schlecht gecrimpter Stift, eine nicht festgezogene Anschlussschraube oder alles andere, was zu einer schlechten oder fehlerhaften elektrischen Verbindung führt. Ungefähr 20% unserer Befragten gaben an, dass lockere Verbindungen zu den häufigsten Fehlerquellen gehörten, denen sie bei Kunden begegnet sind.

Ich bin bei einer unserer Ballwurfeinheiten auf dieses Problem gestoßen. Wir haben eine wirklich coole, auffällige Demo, bei der wir ein 1-Zoll-Kugellager durch einen sich drehenden Ring werfen und es dann fangen (Sie können es sich im Video ansehen). Auf einer Messe begann einer der Linearmotoren seine Position zu überschreiten und gegen den Rahmen zu knallen. Das Problem war sporadisch und völlig unvorhersehbar, es funktionierte für ein paar Minuten, dann SLAM! Es würde abstürzen. Für uns nicht nur frustrierend, sondern total peinlich.

Wir konnten nicht herausfinden, was los war, also beendeten wir die Demo und brachten sie zurück ins Büro.

Am Ende zerlegten wir das Ding und versuchten herauszufinden, warum das passierte. Wir haben versucht, die Auflösung des Encoders anzupassen, wir haben versucht, die Strombegrenzungen anzupassen, wir haben wochenlang versucht, das Problem zu beheben. Es stellte sich heraus, dass die Motorphasenkabel einfach zu locker angeschlossen waren. Ein paar Schraubendreher an einem Phoenix-Stecker hätten uns wochenlangen Stress erspart.

„Ich bin gleich wieder da. Ich muss für ein paar Minuten in meinem Büro schreien und weinen.“

- mich

Die Moral dieser Geschichte, auch wenn alles auf den ersten Blick gut aussieht, ziehen Sie leicht an allen Ihren Kabelverbindungen, um sicherzustellen, dass sie alle sicher sind. Wenn Ihr System manchmal, aber nicht immer funktioniert, besteht eine gute Chance, dass Sie einen losen Draht haben.

Falsche Motorphase

Servoantrieb Motorphasen

Überprüfen Sie unbedingt alle 6 Kombinationen für die Motorphasen (in diesem Fall weißes, braunes und blaues Kabel).

Apropos Motorphasen, vergewissern Sie sich, dass Sie Ihre Motorphasenkabel in der richtigen Reihenfolge angeschlossen haben, wenn Sie einen dreiphasigen Servomotor verwenden, denn ja, das ist wirklich wichtig. Die Verwendung der falschen Motorphasenkombination kann dazu führen, dass der Motor mit niedrigem Drehmoment arbeitet oder gar nicht läuft.

Bei einem analogen Laufwerk müssen Sie jede der sechs Kombinationen manuell überprüfen, um sicherzustellen, dass Sie diejenige finden, die am besten funktioniert.

Und ja, überprüfen Sie alle sechs. Es ist mir egal, ob Sie denken, Sie hätten es beim dritten Versuch gefunden, überprüfen Sie alle sechs. Es gibt oft eine Kombination, die anständig zu funktionieren scheint, aber nicht die beste ist. Überprüfen. Alle. Sechs.

Bei digitalen Laufwerken ist die Arbeit etwas einfacher. Sie können für die erstmalige Einrichtung einfach die Phasenerkennung von DriveWare oder ACE verwenden.

Schlechte EMV-Praktiken

Eine andere Art von Verdrahtungsproblem, die oft übersehen wird, sind schlechte EMV-Praktiken (elektromagnetische Verträglichkeit). Schlechte EMV-Praktiken verhindern wahrscheinlich nicht den Betrieb eines Systems, aber sie können zu EMI (elektromagnetische Interferenz), auch bekannt als elektrisches Rauschen, führen, das die Leistung beeinträchtigt.

Es gibt viele Schritte, die unternommen werden müssen, um EMI zu reduzieren, aber unsere Befragten nannten diese Schritte, die Kunden oft vergessen.

  • Positive und negative Leitungen desselben Stromkreises sollten paarweise verdrillt verlegt werden, damit sie elektromagnetische Felder reduzieren, indem sie sich gegenseitig aufheben.
  • Ihr Antrieb und das gesamte elektrische System sollten ordnungsgemäß geerdet sein.
  • Ihre Kommunikationskabel sollten über den größten Teil ihrer Länge abgeschirmt sein.

Im folgenden Video finden Sie weitere Vorgehensweisen zur Reduzierung von EMI, denen Sie folgen können.

Aufbau

Die Installation eines Servoantriebs ist nicht wie das Hinzufügen von RAM oder einer neuen Grafikkarte in einem PC. Servoantriebe müssen für Ihr System konfiguriert werden, um richtig zu funktionieren, und viele Leute wissen das nicht.

„Sie erwarten, dass sie sie aus der Verpackung nehmen, anschließen und in ihrer Anwendung arbeiten lassen. Wir alle wissen, dass dies weder praktikabel noch möglich ist.“

- Jim Meek, Automatisierungs-Supportgruppe

1/3 der Befragten nannte Probleme, die in die Kategorie Konfiguration fallen.

Schlechte Abstimmung

Abstimmung des digitalen Servoantriebs mit Geschwindigkeitsschleife

Velocity-Loop-Tuning in DriveWare mit digitalem Oszilloskop.

Mindestens 99% der Zeit werden die Standardverstärkungen eines digitalen Servoantriebs nicht das sein, was Ihr System benötigt, da jedes System unterschiedliche Trägheitseigenschaften und Drehmoment-/Geschwindigkeits-/Positionsanforderungen hat.

Ein Servoantrieb muss zumindest über eine Stromschleife abgestimmt werden, um Bewegung in Ihr System zu bringen. Für digitale Antriebe ist die Stromschleifenabstimmung ein notwendiger Schritt, bevor die Auto-Kommutierung in DriveWare oder ACE durchgeführt wird. Weisen Sie auch nicht nur zufällige Gewinne zu; Verwenden Sie ein Zielfernrohr wie in der Kurzanleitung beschrieben (lesen Sie bitte noch einmal die Anleitungsmaterialien) und arbeiten Sie methodisch.

Auf der anderen Seite möchten Sie Ihren Antrieb auch nicht überstimmen. Eine zu aggressive Abstimmung der Stromschleife kann Ihr System überlasten und übermäßige hörbare Geräusche verursachen.

Versuchen Sie auch nicht, die Schleifen falsch einzustellen. Tunen Sie immer zuerst den Stromregelkreis, dann den Geschwindigkeitsregelkreis und dann den Positionsregelkreis.

AutoComm wird nicht ausgeführt

Ich habe gerade erwähnt, dass viele Benutzer versuchen, AutoComm (Auto-Commutation) auszuführen, bevor sie die Stromschleife abstimmen, aber was wohl noch schlimmer ist, ist, dass AutoComm überhaupt nicht ausgeführt wird. Wenn Ihr Laufwerk schlecht kommutiert ist, werden Sie eine schlechte Zeit haben, und Sie werden selten einen besseren Job beim manuellen Kommunizieren machen als mit AutoComm.

Wenn Sie ein digitales Laufwerk verwenden, verwenden Sie bitte AutoComm in ACE oder DriveWare, nachdem Sie die Stromschleife abgestimmt haben. Es wird Ihr Leben viel einfacher machen, das verspreche ich.

Falsche Motorparameter

Motor-Parameter

Stellen Sie sicher, dass Ihre Motorparameter in DriveWare oder ACE korrekt sind

Vergessen Sie bei digitalen Antrieben nicht, die richtigen Motorparameter in die Konfigurationsdatei in DriveWare oder ACE einzutragen.

Einige Motoren werden vom Antrieb erkannt und die Parameter werden automatisch ausgefüllt, aber es ist trotzdem wichtig, alles zu überprüfen und sicherzustellen, dass alles richtig ist.

Dazu gehört auch sicherzustellen, dass Sie die richtige Encoderauflösung verwenden, insbesondere wenn der Motor nicht den mitgelieferten Encoder verwendet.

Motorhersteller stellen in der Regel die Datenblätter für ihre Motoren online zur Verfügung. Diese Datenblätter sollten alle korrekten Motorparameter enthalten. Große Überraschung, wir empfehlen, sie zu lesen.

Systemprobleme

Ein Servoantrieb kann nur so gut funktionieren wie das System, in dem er sich befindet. Der Antrieb ist möglicherweise ordnungsgemäß angeschlossen und eingeschaltet, aber es bringt Ihnen nicht viel, wenn Ihr System nicht dafür bereit ist.

Nichtübereinstimmung von Motor und Antrieb

Sie verwenden kein ferngesteuertes Auto, um einen Bus abzuschleppen, und Sie verwenden kein Düsentriebwerk, um Geburtstagskerzen auszublasen. Servoantriebe sollten (in Bezug auf die Leistung) entsprechend dem Motor, den sie antreiben, dimensioniert werden.

„Da sich die Grenzen der Bewegungssteuerung von einem zentralisierten Ansatz (intelligente Steuerung und dumme Verstärker) zu einem dezentraleren Ansatz verlagert haben, bei dem die Bewegungsplanung und -abstimmung auf dem Antrieb stattfindet, muss der Dimensionierung mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Gute Kenntnis der Last , Trägheit und geplante Trajektorien sind notwendig, um sicherzustellen, dass der Antrieb die Bandbreite hat, um die Last wie erforderlich zu steuern und zu beruhigen.

- Brian Prescott, Bewegungssteuerungsprodukte

Dies sollte offensichtlich sein, aber wir sehen Fälle von Kunden, die versuchen, Laufwerke zu kaufen oder zu betreiben, die für ihre Anwendungen deutlich zu schwach sind. Wenn Ihr Antrieb nicht für die Abgabe ausreichender Leistung ausgelegt ist, werden Sie die gewünschten Drehmoment- oder Drehzahlanforderungen nicht erreichen.

Die Probleme bei der Verwendung eines überlasteten Laufwerks sind weniger offensichtlich, aber immer noch problematisch. Der Versuch, einen Motor mit geringer Leistung mit einem Hochleistungsantrieb zu betreiben, ist nicht nur eine große Geldverschwendung, sondern auch schwierig.

Stellen Sie sich vor, Sie betreiben einen 150-Ampere-Servoantrieb mit 4 Ampere. Sie werden Schwierigkeiten haben, eine präzise Steuerung zu erhalten, insbesondere wenn Sie einen analogen Controller verwenden. Die kleinste Änderung des Eingabebefehls entspricht einer dramatischen Änderung der Ausgabe.

Motoren haben Strom- und Spannungsnennwerte, die mit denen der ausgewählten Servoantriebe kompatibel sein sollten. Zu wenig Leistung und Sie können den Motor nicht zum Laufen bringen. Zu viel Leistung, und Sie werden den Motor durchbrennen.

Weitere Ratschläge zur Auswahl des richtigen Servoantriebs für Ihren Motor finden Sie in unserem 5 Faustregeln bei der Auswahl eines Servoantriebs.

großer Motor kleiner Servoantrieb

Ihr Antrieb muss stark genug für den Motor in Ihrer Anwendung sein

Übermäßig starker Servoantrieb mit kleinem Motor

Sie wollen auch keinen Servoantrieb, der für Ihren Motor unglaublich überlastet ist.

Nicht genug Induktivität

Induktor

Wenn Ihr Motor die Mindestanforderung an die Induktivität nicht erfüllt, müssen Induktivitäten an den Motorphasen angeschlossen werden.

Entgegen der landläufigen Meinung ist die Induktivität nicht der Feind. Einige Leute werden uns gegenüber damit prahlen, dass sie ihre Induktivität auf fast Null heruntergebracht haben, und wir zischen durch unsere Zähne, weil das nicht das Ziel sein sollte. Tatsächlich haben die meisten Servoantriebe eine minimale Induktivitätsanforderung.

Wenn die Motorinduktivität zu niedrig ist, wird die Stromschleife instabil und schwer kontrollierbar. Die Reaktion wird oszillieren und eine Überhitzung des Motors verursachen. Wenn Ihr Motor oder System mehr Induktivität benötigt, müssen Sie möglicherweise Induktoren zu den Motorphasenkabeln hinzufügen.

Vergleichen Sie die Motorinduktivität auf dem Motordatenblatt mit der minimalen Lastinduktivität auf dem Datenblatt des Servoantriebs und vergewissern Sie sich, dass sie kompatibel sind. Wenn Sie die Wahl zwischen zwei Motoren haben, versuchen Sie, denjenigen zu bevorzugen, der die Mindestanforderungen an die Lastinduktivität erfüllt. Andernfalls müssen Sie dem Motor mit niedriger Induktivität möglicherweise zusätzliche Induktivitäten hinzufügen. Dies erhöht das Gewicht, nimmt Raum ein und erhöht die Kosten.

Trotzdem sollten Sie die Induktivität auch nicht übertreiben, da dies dazu führen kann, dass die Stromschleife träge wird.

Wenden Sie sich an unseren technischen Support, wenn Sie Bedenken haben, damit wir Ihr System bewerten können. Die Stabilität und Effizienz der Stromschleife wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt, darunter Motorinduktivität, Schaltfrequenz und Busspannung.

Versuche alles auf einmal zu machen

Servoantrieb an Motor angeschlossen

Führen Sie Ihre anfängliche Abstimmung mit dem Motor durch, der von anderen Gestängen getrennt ist.

Wenn Sie ein komplexes mechanisches System haben, ist es nicht ratsam, einen Servoantrieb frisch aus der Verpackung zu installieren und zu versuchen, die Konfiguration und Abstimmung mit allem, was angeschlossen ist, durchzuführen. Dies ist nicht nur schwierig, sondern kann auch gefährlich sein. Sie möchten nicht, dass sich ein schlecht abgestimmter Roboterarm unkontrolliert dreht.

Trennen Sie stattdessen den Motor vom Rest des Systems und betreiben Sie ihn alleine mit dem Servoantrieb. Ja, Sie müssen wahrscheinlich neu einstellen, sobald Sie den Motor wieder mit dem mechanischen System verbinden, aber Sie werden an einem viel besseren und sichereren Ausgangspunkt sein. Eine schlechte Abstimmung ist unbequem, aber es ist weitaus besser, als Ihr gesamtes System in einem außer Kontrolle geratenen Zustand zu haben oder in die falsche Richtung zu drehen.

Während der Servoantriebskonfiguration werden Fehler passieren, und diese Fehler werden viel weniger Folgen haben, wenn Ihr Motor vom Rest des mechanischen Systems getrennt wird.

Abschließende Gedanken

Wir möchten Menschen niemals davon abhalten, Fragen zu stellen und Hilfe zu suchen. Hier, um ADVANCED Motion Controls, wir sind immer für Sie da. Deshalb haben wir unser Support-Portal und ein technisches Support-Team während aller Betriebszeiten zur Verfügung.

Wir hoffen jedoch, dass dieser Leitfaden Ihnen hilft, einige dieser häufigen Fehler zu vermeiden, wenn Sie das nächste Mal einen Servoantrieb einrichten, und vielleicht hilft Ihnen nicht einmal unsere Hilfe.

Wenn es drei Hauptaussagen aus diesem Blog gibt, sollten sie die folgenden sein:

  1. Wir sind alle Menschen und selbst Bewegungssteuerungsexperten machen Fehler.
  2.  

  3. Im Ernst, aus Liebe zu allem Guten und Anständigen in dieser Welt, lesen Sie die #$!&ing-Datenblätter und Hardware-Handbücher!
     
    Schau, wir verstehen es. Handbücher sind nicht gerade fesselnd zu lesen, aber komm schon, wir machen sie nicht zu unserem eigenen Vergnügen.
     
    Die Hardwarehandbücher geben Ihnen Installationsanweisungen für verschiedene Servoantriebsgruppen, während die Datenblätter die Pinbelegung, Schaltereinstellungen und andere wichtige Informationen für einzelne Antriebsmodelle enthalten. Zusammen sollten sie so ziemlich alles bieten, was Sie wissen müssen, um Ihr Laufwerk mit Ihrem System zu verkabeln.
     
    Wir stellen sie Ihnen aus einem bestimmten Grund zur Verfügung, und wir haben viel Zeit damit verbracht, an ihnen zu arbeiten, um sie so hilfreich wie möglich zu machen. Es wird Ihren Einrichtungs- und Installationsprozess viel einfacher machen, das verspreche ich.
     
    LESEN SIE SIE EINFACH. ICH MEINE ES SO.
  4.  

  5. Wenden Sie sich an unseren technischen Support, um Unterstützung zu erhalten. Sie helfen immer gerne 🙂

 

von Jackson McKay, Marketingingenieur

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