Was ist On-the-fly Mode Switching?

Wenn Sie es mit einem digitalen Servoantriebssystem zu tun haben, wollen Sie auf keinen Fall Netzwerkbusverkehr und Interferenzen, die den effizienten Betrieb Ihrer Maschine beeinträchtigen. Intelligente Servoantriebe können die Steuerung und das Netzwerk entlasten, indem sie stattdessen die Rückkopplungsschleifen an ihrem Ende schließen. Unterschiedliche Aufgaben sind jedoch für unterschiedliche Antriebsbetriebsarten am besten geeignet, und das bedeutet, unterschiedliche Kreisläufe zu schließen.

Deshalb ADVANCED Motion Controls hat in allen unseren digitalen Servoantrieben eine fliegende Modusumschaltung implementiert, die mit konfiguriert werden kann DriveWare® .

Fortgeschrittene Bewegungsanwendungen erfordern eine stabile Bewegungswiedergabe und Zuverlässigkeit beim Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsmodi. Unterschiedliche Steuerungsmodi, wie z. B. Drehmomentmodus, Geschwindigkeitsmodus und Positionsmodus, sind für unterschiedliche Operationen besser geeignet. Durch die fliegende Modusumschaltung können Bediener nahtlos zwischen verschiedenen Schleifenkonfigurationen innerhalb ihres Controllers wechseln, ohne die jeweilige Anwendung zu stören.

Wir haben diese Technologie entwickelt, nachdem wir an einem Spin-Rinse-Trockner für Halbleiterwafer gearbeitet hatten. Die Wafer mussten für einen bestimmten Zeitraum mit einer bestimmten Geschwindigkeit gedreht werden (Geschwindigkeitsmodus) und anschließend in die richtige Position gedreht werden (Positionsmodus). Der Übergang musste erfolgen, während der Wafer noch in Bewegung war, und glatt und nahtlos sein.

Eine weitere Anwendung für unsere fliegende Modusumschaltung ist gerichtete akustische Geräte. Diese Audiogeräte dienen der lauten, aber präzise gerichteten maritimen Kommunikation. Die Bediener verwenden einen Joystick, um ein Ziel zu erfassen, während sich die Antriebe im Geschwindigkeitsmodus befinden, und wechseln dann in den Positionsmodus, wenn sie die Steuerung an den Computer übergeben, um das Ziel zu halten.

Betriebsarten des Servoantriebs

Die fliegende Umschaltung ermöglicht es dem Bediener, zwischen verschiedenen Steuermethoden umzuschalten, indem er einen der Steuermodi des Servoantriebs aktiviert. Wie bereits erwähnt, gibt es drei Standardmodi für Servoantriebe.

• Drehmomentmodus – Auch bekannt als Strommodus, der Drehmomentmodus schließt die Stromschleife. Der Antrieb regelt den Stromfluss zum Motor, um ein gewünschtes Drehmoment zu erreichen. Dies ist die grundlegendste und normalerweise das absolute Minimum an Steuerungsebene für einen Servoantrieb, da Strom und Drehmoment in einem direkt proportionalen Verhältnis stehen.
• Geschwindigkeitsmodus – Zusätzlich zum Schließen der Stromschleife schließt ein Servoantrieb im Geschwindigkeitsmodus auch die Geschwindigkeitsschleife, hauptsächlich durch Regeln der Ausgangsspannung, sodass der Motor mit einer Zielgeschwindigkeit läuft. Anders als im Drehmomentmodus nimmt ein Antrieb im Geschwindigkeitsmodus Anpassungen vor, um den Motor trotz Laständerungen mit einer bestimmten Drehzahl laufen zu lassen.
• Positionsmodus – Wie Sie wahrscheinlich schon erraten haben, schließt der Positionsmodus die Positionsschleife zusätzlich zu den Strom- und Geschwindigkeitsschleifen. Im Positionsmodus regelt der Antrieb den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung, um sicherzustellen, dass der Motor die gewünschten Positionsziele erreicht oder beibehält.

Da diese Modi aufeinander aufbauen, ist die Standard-Loop-Tuning-Reihenfolge in DriveWare zuerst Current Loop, dann Velocity Loop, dann Position Loop.

Verwenden der On-the-Fly-Modusumschaltung

Im Gegensatz zu den meisten Tools ermöglicht Ihnen das On-the-Fly-Switching, Ihr Gerät für präzises Drehmoment, Geschwindigkeit oder Positionierung zu optimieren, ohne die Integrität Ihres Geräts zu opfern oder den Netzwerkbusverkehr zu verlangsamen.

Die fliegende Modusumschaltung bietet Ihrem Servoantrieb und Ihrer Steuerung eine größere Flexibilität, um die Modi für verschiedene Aufgaben innerhalb eines einzigen Systems umzuschalten.

Die Einstellungen der Antriebskonfiguration werden in der DriveWare®-Oberfläche initialisiert. Die Modusumschaltung im laufenden Betrieb ist sowohl unter Netzwerkbefehlen als auch unter digitalen Eingängen verfügbar, auf die von Ihrem Controller aus zugegriffen werden kann.

Szenario für On-the-Fly-Moduswechsel

Angenommen, ein Konstrukteur verwendet die Steuerung, um Positionierpfade zu planen und zu berechnen, und sendet dann die Positionsbefehle über PVT-Nachrichten über EtherCAT oder CANopen an den Servoantrieb. In diesem Fall befindet sich der Servoantrieb im Positionsmodus und ist für das Schließen aller Regelkreise verantwortlich.

Aus unserer Erfahrung haben wir gesehen, dass dieses Setup zur Steuerung von Anwendungen wie Roboterarmen, medizinischen Bildgebungsgeräten und Automatisierungsgeräten verwendet wird.

Diese Konfiguration funktioniert in den meisten Fällen, bis es eine Anforderung gibt, die außerhalb der Möglichkeiten des Positionsmodus liegt. Beispielsweise kann es bei dem oben beschriebenen System Betriebsszenarien geben, bei denen die Maschine mit einer bestimmten Kraft gegen etwas drücken muss, anstatt sich in bestimmte Positionen zu bewegen.

Warum kommt der Positionsmodus in diesem Fall zu kurz? Denn im Positionsmodus versucht das Steuersystem, seine befohlene Position zu erreichen, und wendet dabei jede erforderliche Kraft auf, um sie zu erreichen. Eine Problemumgehung wäre, zu versuchen, die Stromgrenze im Antrieb zu reduzieren, um zu versuchen, die Höhe des Drehmoments zu regulieren, aber dies ist keine ideale Lösung und bringt seine eigenen Probleme mit sich.

Eine bessere Lösung wäre, während der Zeit, in der Sie die Kraft regulieren müssen, in den Drehmomentmodus zu wechseln und dann wieder in den Positionsmodus zu wechseln, wenn Sie die Position erneut steuern müssen. Hier ist eine Modusumschaltung im laufenden Betrieb erforderlich.

Die Vorteile der On-the-Fly-Modusumschaltung

Durch die fliegende Modusumschaltung können Sie während des Betriebs zwischen verschiedenen Betriebsanforderungen wechseln, in einem kontrollierte Art und Weise, und ohne Unterbrechung Ihres Systems.

Mit dieser Technologie behält das Laufwerk die Abstimmungs- und Verstärkungseinstellungen für jeden Modus bei. Es verfügt auch über Steuerelemente zur Berücksichtigung des Integrator-Windup, der Anpassung der Geschwindigkeit an das Geschwindigkeitsziel und der Position an das Positionsziel. Im Hintergrund geht es um mehr, als nur von einem Modus in den anderen zu wechseln, aber unsere Antriebe erledigen das alles. Was diese Funktion wirklich bringt, ist Sicherheit, Fließfähigkeit und Flexibilität für Ihr System.

Für weitere Informationen über die Verwendung von On-the-Fly-Modusumschaltung oder wenn Sie daran interessiert sind, mehr über digitale Servoantriebe und deren Nutzen für Ihr Unternehmen zu erfahren kontaktiere uns heute!