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Antriebsregelung: Präzise regeln mittels moderner ASICs

Der Durchsatz einer Maschine und die Qualität der damit produzierten Produkte sind maßgeblich abhängig von der Regelungsqualität der eingesetzten Antriebstechnik. In heutigen ASICs lässt sich eine Fülle an Funktionen integrieren, um die Regelungsqualität speziell auch beim Einsatz von schwingungsfähiger Mechanik zu optimieren.

Regelung der Antriebstechnik, LTi Bildquelle: © LTi Drives

Eine gute Regelungsstruktur beginnt damit, dass der eingehende Sollwert optimal verwertet wird. Dazu besitzen die Antriebsregler ein Sollwert-Interface, das beispielsweise im Fall des „SystemOne CM“ von LTi zyklische Sollwerte im Zeitraster von mehreren Millisekunden bis hin zu 125 μs empfangen kann. Die Synchronisationsgenauigkeit liegt dabei deutlich unter 1 μs. Über eine prädiktive Vorsteuerstruktur, welche Geschwindigkeit und Drehmoment beziehungsweise Kraft vorsteuert, werden die Sollwerte an die Regelkreise weitergeleitet.

Die Vorsteuergrößen können dabei entweder zentral von der Motion-Control-Steuerung zur Verfügung gestellt oder aber im Antriebsregler berechnet werden. Bei der internen Berechnung ist eine zweifache Differenzierung des Lagesollwertes notwendig, wodurch prinzipbedingt ein Rauschen auf dem Vorsteuerwert für das Drehmoment generiert wird. Dieses Rauschen lässt sich eliminieren, indem der Lagesollwert nicht mit 32 Bit übertragen wird – wie dies bei vielen Geräten üblich ist –, sondern alternativ mit einer Wortbreite von 48 Bit. Die genannten Maßnahmen tragen dazu bei, das Führungsverhalten des Antriebs und damit die Bahngenauigkeit erheblich zu verbessern. Praktisch äußert sich dies beispielsweise in der Oberflächengüte eines zu bearbeitenden Werkstückes oder auch einer reduzierten Schwingneigung einer Verpackungsmaschine, die sich somit mit höherer Taktzahl betreiben lässt.