Schluss mit Zittern

Technik

Servoregler - Motion-Systeme sollen immer schneller werden und dabei präzise bleiben. Leider geraten sie oft in Schwingungen, die Qualität leidet. Ein neuer Verstärker soll dies verhindern.

25. Mai 2009
Die Regler der JetMove 4xx-Familie eignen sich vor allem für Anwendungen mit höchster Präzision und größter Dynamik. Die Genauigkeit der Geräte liegt im Nanometerbereich, die Beschleunigung liegt über 20 m/s².
Bild 1: Schluss mit Zittern (Die Regler der JetMove 4xx-Familie eignen sich vor allem für Anwendungen mit höchster Präzision und größter Dynamik. Die Genauigkeit der Geräte liegt im Nanometerbereich, die Beschleunigung liegt über 20 m/s².)

Im Maschinenbau steigen die Anforderungen an ein Motion-System stetig. Es geht um höhere Maschinenzyklen und mehr Produktqualität, gleichzeitig sollen die Maschinen zuverlässiger arbeiten. Allerdings setzen mechanische Schwingungen Grenzen. Mit der neuen Servoregler-Familie Jetmove 400 präsentiert Jetter eine neue Verstärkergeneration, die dank ihres schnellen Reglertakts hohe Dynamik und große Präzision vereinen soll. Ein Beispiel für den Einsatz der Verstärker sind Maschinen und Anlagen in der Halbleiterfertigung, wie Wire-Bonder oder Maschinen zur Handhabung von Wavern. Was die Präzision angeht, sind hier keine Kompromisse möglich. Trotzdem wünschen sich die Betreiber, den Maschinentakt zu reduzieren und Laufgeräusche zu vermindern. Über mehrere Antriebe auch mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit zu synchronisieren, gehört ebenfalls zu den Eigenschaften, die ein Regler in diesem Industriezweig mitbringen muss. Gleiche Anforderungen herrschen zum Beispiel in der Werkzeug- oder Textilmaschinenbranche.

Der Jetmove 400 arbeitet mit einem Reglertakt von 100 Kilohertz. Dieser Wert ist nach Angaben der Ludwigsburger im Markt bisher unerreicht schnell. Durch diese Eigenschaft erreicht der Anwender in seiner Anlage eine maximale Bahntreue des Antriebs, die Regelabweichungen sind gering. Die Schwingungen des Motors werden aktiv gedämpft. Im praktischen Einsatz zeigt sich der Jetmove 400 präzise, dynamisch und robust.

Um im 100-Kilohertz-Bereich regeln zu können, müssen Signale wie Stromwert und Positionswert in einem noch wesentlich höheren Takt aufbereitet zur Verfügung stehen. Die Signalauswertung mit einem FPGA erreicht eine Schnelligkeit und Qualität, die mit herkömmlichen Servo-Antrieben nicht zu erzielen ist.

Im Ergebnis laufen Achsen, die durch Laufgeräusche limitiert waren, deutlich ruhiger und lassen sich mit höherer Geschwindigkeit und Steifigkeit regeln. Die Regelbandbreite bewegt sich durch eine minimale Totzeit von 25 Sekunden in einem sehr hohen Bereich.

Derzeit hat Jetter die Reglertypen Jetmove 410 und Jetmove 420 im Programm. Durch die genannten Eigenschaften regeln beide Modelle äußere Störeinflüsse schnell aus.

Schneller Datenfluss

Sein größtes Potenzial zeigt der Jetmove 400 bei Anwendungen, in denen Achsen zu koordinieren sind. Durch den schnellen Datenaustausch zwischen einzelnen Teilnehmern am Echtzeit-Ethernet-Bus mit 200 Megabit pro Sekunde koppeln Achsen schnell und präzise. Durch einen Synchronisationstakt von zehn Kilohertz und einen maximalen Jitter von weniger als 100 Nanosekunden kann der Anwender mit den neuen Verstärkern bis zu 32 Achsteilnehmer am selben Bus koppeln.

Für OEM-Anwendungen erhält er Dotnet-Libraries, um die Achsen in seine eigene Umgebung einzubinden, aufwendige Regleralgorithmen entfallen. Zur Inbetriebnahme lassen sich in einem Aufzeichnungstakt von 50 Mikrosekunden Oszillatorsignale aufzeichnen und zur Optimierung verwenden.

Erschienen in Ausgabe: 03/2009