Problematik Copley-Motor an Beckhoff-Verstärker

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Problem:

Das Sin-Cos-Resolversignal der Copley-Linearmotore ist durch die nahe Anordnung der Sensoren im Bereich der Spulen teilweise mit Stöhrungen überlagert. Daher kommt es teils zu massiven Stromschwankungen (+/-1A) was zur folge hat, dass die Linearachse zu "pumpen" an fängt, obwohl sie keinen Fahrbefehl hat und die Position unbelastet halten soll (siehe Bild).

Stromverlauf Copley Linearmotor

Die Pumpbewegung der Magnetstange hat eine wesentlich größere Amplitude (3-4 mm) als die vom Servoverstärker gemessene Bewegung (ca 0,6 mm). Daraus lässt sich ableiten, dass es sich nicht um ein Reglerschwingen handelt, vielmehr werden die verfälschten Signale des Motors ausgewertet, was zu einem fehlerhaften Motorstrom führt. Hinzu kommt, das der der Analog-Digital-Wandler in dem Servoverstärker der Firma Beckhoff eine Auflösung von 10 Bit (das entspricht einer Auflösung von 0,05 mm), der von der Firma Copley eine von 12 Bit (das entspricht einer Auflösung von 0,0125 mm) besitzt.
Aufgrund einer fehlertoleranten Auswertung der Resolversignale besteht dieses Problem nicht in Verbindung mit Servoverstärkern der Firma Copley.

Lösungen:

  1. Da die Frima Beckhoff ähnliche Motore mit einem ähnlichen Resolver herrstellt, sind sie bestrebt eine felherfrei Lösung anbiten zu können. aus diesem Grund wird derzeit eine neue Firmware für den Servoverstärker AX5000 entwickelt, die diese Stöhrungen mit Hilfe eines "Beobachters" minimieren soll.
  2. Eine weiter Lösung sieht die Umsetzung des Resolversignals in ein TTL-Signal mit 1024 Inkrementen vor. für diese Umsetzung wird ein kleiner Verstärker (ACJ-055-09-SP149) der Firma Maccon verwendet, der nur die Umwandlung des Signals übernimmt. Nach jedem Einschalten der Anlage ist es nötig die Lage der Magnetstange zu den Spulen zu ermittlen. Dies wird mit Hilfe einer Phasenfindung (z.B. Wake&Shake) realisiert und äußert sich mit einem kurzen Zucken der Achse.
  3. Da mittlerweile die Firma Copley Servoverstärker mit EtherCAT-Schnittstelle (CoE) im Angebot hat, wird derzeit ein Austausch der Servoverstärker der Linearschsen in betracht gezogen.