CL3-E CANopen/USB/Modbus RTU Online-Handbuch

Homing

Übersicht

Beschreibung

Aufgabe der Referenzfahrt (Homing Method) ist es, den Positionsnullpunkt der Steuerung auf einen Encoder-Index bzw. Positionsschalter auszurichten.

Aktivierung

Um den Modus zu aktivieren, muss im Objekt 6060h (Modes Of Operation) der Wert "6" gesetzt werden (siehe "CiA 402 Power State Machine").

Werden Referenz- und/oder Endschalter verwendet, müssen diese Spezialfunktionen erst in der E/A-Konfiguration aktiviert werden (siehe "Digitale Ein- und Ausgänge").

Controlword

Folgende Bits im Objekt 6040h (Controlword) haben eine gesonderte Funktion:

  • Bit 4: Wird das Bit auf "1" gesetzt, wird die Referenzierung gestartet. Diese wird solange ausgeführt, bis entweder die Referenzposition erreicht wurde oder Bit 4 wieder auf "0" gesetzt wird.

Statusword

Folgende Bits im Objekt 6041h (Statusword) haben eine gesonderte Funktion:

Bit 13 Bit 12 Bit 10 Beschreibung
0 0 0 Referenzfahrt wird ausgeführt
0 0 1 Referenzfahrt ist unterbrochen oder nicht gestartet
0 1 0 Referenzfahrt bestätigt, aber Ziel wurde noch nicht erreicht
0 1 1 Referenzfahrt vollständig abgeschlossen
1 0 0 Fehler während der Referenzfahrt, Motor dreht sich noch
1 0 1 Fehler während der Referenzfahrt, Motor im Stillstand
Anmerkung:
Das Bit 12 im Modus Homing wird nach der ersten vollständig abgeschlossenen Referenzfahrt seit dem Neustart auf 1 gesetzt. Es wird wieder auf 0 gesetzt nur
  • während aller folgenden Referenzfahrt-Vorgänge,
  • im Falle eines Fehlers während einer Referenzfahrt (dauerhaft gelöscht, bis eine neue Referenzfahrt vollständig abgeschlossen wird).

Objekteinträge

Folgende Objekte sind zur Steuerung dieses Modus erforderlich:

  • 607Ch (Home Offset): Gibt die Differenz zwischen Null-Position der Steuerung und dem Referenzpunkt der Maschine in benutzerdefinierten Einheiten an.

  • 6098h (Homing Method):

    Methode, mit der referenziert werden soll (siehe "Referenzfahrt-Methode")

  • 6099h:01h (Speed During Search For Switch):

    Geschwindigkeit für die Suche nach dem Schalter

  • 6099h:02h (Speed During Search For Zero):

    Geschwindigkeit für die Suche nach dem Index

  • 609Ah (Homing Acceleration):

    Anfahr- und Bremsbeschleunigung für die Referenzfahrt

  • 2056h (Limit Switch Tolerance Band):

    Die Steuerung lässt nach dem Auffahren auf den positiven oder negativen Endschalter einen Toleranzbereich zu, den der Motor noch zusätzlich weiter fahren darf. Wird dieser Toleranzbereich überschritten, stoppt der Motor und die Steuerung wechselt in den Zustand "Fault". Falls während der Referenzfahrt Endschalter betätigt werden können, sollte der Toleranzbereich ausreichend gewählt werden, so dass der Motor beim Abbremsen den Toleranzbereich nicht verlässt. Andernfalls kann die Referenzfahrt nicht erfolgreich ausgeführt werden. Nach Abschluss der Referenzfahrt kann der Toleranzbereich, wenn dies die Anwendung erfordert, wieder auf "0" gesetzt werden.

  • 203Ah:01h (Minimum Current For Block Detection):

    Minimale Stromschwelle, durch deren Überschreiten, das Blockieren des Motors an einem Block erkannt werden soll.

  • 203Ah:02h (Period Of Blocking):

    Gibt die Zeit in ms an, die der Motor nach der Blockdetektion trotzdem noch gegen den Block fahren soll.

Geschwindigkeiten der Referenzfahrt

Das Bild zeigt die Geschwindigkeiten der Referenzfahrt am Beispiel der Methode 4:



Referenzfahrt-Methode

Beschreibung

Die Referenzfahrt-Methode wird als Zahl in das Objekt 6098h geschrieben und entscheidet darüber, ob auf eine Schalterflanke (steigend/fallend), eine Stromschwelle für Blockdetektion bzw. einen Index-Impuls referenziert wird oder in welche Richtung die Referenzfahrt startet. Methoden, die den Index-Impuls des Encoders benutzen, liegen im Zahlenbereich 1 bis 14, 33 und 34. Methoden, die den Index-Impuls des Encoders nicht benutzen, liegen zwischen 17 und 30, sind in den Fahrprofilen aber identisch mit den Methoden 1 bis 14. Diese Zahlen sind in den nachfolgenden Abbildungen eingekreist dargestellt. Methoden, bei denen keine Endschalter eingesetzt werden und stattdessen das Fahren gegen einen Block erkannt werden soll, müssen mit einem Minus vor der Methodenzahl aufgerufen werden.

Für die nachfolgenden Grafiken gilt die negative Bewegungsrichtung nach links. Der Endschalter (limit switch) liegt jeweils vor der mechanischen Blockierung, der Referenzschalter (home switch) liegt zwischen den beiden Endschaltern. Die Index-Impulse kommen vom angeschlossenen Encoder.

Bei Methoden, die Homing auf Block benutzen, gelten die gleichen Abbildungen wie für die Methoden mit Endschalter. Da sich außer den fehlenden Endschaltern nichts ändert, wurde auf neue Abbildungen verzichtet. Hier gilt für die Abbildungen, dass die Endschalter durch eine mechanische Blockierung ersetzt werden müssen.

Homing auf Block

Homing auf Block funktioniert derzeit nur im Closed Loop-Betrieb.

"Homing auf Block" funktioniert wie jede Homing-Methode mit dem Unterschied, dass zur Positionierung - anstelle auf einen Endschalter - auf einen Block (Endanschlag) gefahren wird. Dabei sind zwei Einstellungen vorzunehmen:

  1. Stromhöhe: im Objekt 203Ah:01 wird die Stromhöhe definiert, ab der ein Fahren gegen den Block erkannt wird.
  2. Blockierdauer: im Objekt 203Ah:02 wird die Dauer, während der Motor gegen den Block fährt, eingestellt.

Methoden-Überblick

Die Methoden 1 bis 14, sowie 33 und 34 benutzen den Index-Impuls des Encoders.

Die Methoden 17 bis 32 sind identisch mit den Methoden 1 bis 14, mit dem Unterschied, dass nur noch auf den End- oder Referenzschalter referenziert wird und nicht auf den Index-Impuls.

  • Methoden 1 bis 14 verwenden einen Index-Impuls.
  • Methoden 17 bis 30 verwenden keinen Index-Impuls.
  • Methoden 33 und 34 referenzieren nur auf den nächsten Index-Impuls.
  • Methode 35 referenziert auf die aktuelle Position.
Folgende Methoden können für Homing auf Block benutzt werden:
  • Methoden -1 bis -2 und -7 bis -14 enthalten einen Index-Impuls
  • Methoden -17 bis -18 und -23 bis -30 haben keinen Index-Impuls

Methoden 1 und 2

Referenzieren auf Endschalter und Index-Impuls.

Methode 1 referenziert auf negativen Endschalter und Index-Impuls:

Methode 2 referenziert auf positiven Endschalter und Index-Impuls:

Methoden 3 bis 6

Referenzieren auf die Schaltflanke des Referenzschalters und Index-Impuls.

Bei den Methoden 3 und 4 wird die linke Schaltflanke des Referenzschalters als Referenz verwendet:

Bei den Methoden 5 und 6 wird die rechte Schaltflanke des Referenzschalters als Referenz verwendet:

Methoden 7 bis 14

Referenzieren auf Referenzschalter und Index-Impuls (mit Endschaltern).

Bei diesen Methoden ist die derzeitige Position relativ zum Referenzschalter unwichtig. Mit der Methode 10 wird beispielsweise immer auf den Index-Impuls rechts neben der rechten Flanke des Referenzschalters referenziert.

Die Methoden 7 bis 10 berücksichtigen den positiven Endschalter:

Die Methoden 11 bis 14 berücksichtigen den negativen Endschalter:

Methoden 17 und 18

Referenzieren auf den Endschalter ohne den Index-Impuls.

Methode 17 referenziert auf den negativen Endschalter:

Methode 18 referenziert auf den positiven Endschalter:

Methoden 19 bis 22

Referenzieren auf die Schaltflanke des Referenzschalters ohne den Index-Impuls.

Bei den Methoden 19 und 20 (äquivalent zu Methoden 3 und 4) wird die linke Schaltflanke des Referenzschalters als Referenz verwendet:

Bei den Methoden 21 und 22 (äquivalent zu Methoden 5 und 6) wird die rechte Schaltflanke des Referenzschalters als Referenz verwendet:

Methoden 23 bis 30

Referenzieren auf Referenzschalter ohne den Index-Impuls (mit Endschaltern).

Bei diesen Methoden ist die derzeitige Position relativ zum Referenzschalter unwichtig. Mit der Methode 26 wird beispielsweise immer auf den Index-Impuls rechts neben der rechten Flanke des Referenzschalters referenziert.

Die Methoden 23 bis 26 berücksichtigen den positiven Referenzschalter:

Die Methoden 27 bis 30 berücksichtigen den negativen Referenzschalter:

Methoden 33 und 34

Referenzieren auf den nächsten Index-Impuls.

Bei diesen Methoden wird nur auf den jeweils folgenden Index-Impuls referenziert:

Methode 35

Referenziert auf die aktuelle Position.

Anmerkung: Für den Homing Mode 35 ist es nicht notwendig, die CiA 402 Power State Machine in den Status "Operation Enabled" zu schalten. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass durch eine Bestromung der Motorwicklungen im Open Loop-Betrieb, die aktuelle Position nach dem Homing Mode 35 nicht genau 0 ist.
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