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Note - OWIS

1. group command function description example response MON lt n gt Enable the motor power stage and activate position control feedback loop MONI With this command an axis that has been switched off previously by means of the MOFF command can be switched on again Position control loop and the enable input for the power stage are activated OFF lt n gt Disable the motor power stage and deactivate position control feedback MOFF1 loop With this command position control loop and the enable input for the power stage are deactivated The motor is switched off OYON Activate joystick mode for the predefined joystick axes Thereafter one up to JOYON three axes move in velocity mode The velocity and the direction are given by c joystick 2 5 OYOFF Terminate the joystick mode JOYOFF Ou S CNT lt n gt lt sv gt Set current position counter for an axis CNT1 5000 CNT lt n gt Read out current position counter for an axis CNTI 5000 CRES lt n gt Reset current position counter for an axis CRES1 amp POSERR lt n gt Read out the current position error for an axis The difference between enco 7POSERR1 15 der position and default position is returned May be used on the fly as well for read out of the contouring error VACT lt n gt Read out current speed for an axis This is returned in 16 16 format signed The VACT2 1000 fractional part is 0 how
2. pin assignment of the 25 pin D Sub male connector TTL I O pin input 1 16 input 2 17 input 3 18 input 4 19 input 5 20 input 6 21 input 7 22 input 8 23 output 1 3 output 2 4 output 3 5 output 4 6 output 5 7 output 6 8 output 7 9 output 8 10 5V max 300 mA total current 1 2 14 15 G 11 12 24 25 n C 13 Analog In Outputs pin assignment of the 25 pin D Sub male connector analog UO pin input 1 6 input 2 5 input 3 4 input 4 3 input 5 10 input 6 9 input 7 8 input 8 7 output 1 23 output 2 22 output 3 21 output 4 20 output 5 19 output 6 18 output 7 17 output 8 16 5V max 300 mA total current 1 2 14 15 GND 11 12 24 25 output 4 096 V 13 SPS In Outputs pin assignment of the 25 pin D Sub SPS I O emale connector pin nput 1 6 input 2 7 input 3 8 input 4 9 input 5 20 input 6 21 input 7 22 input 8 23 output 1 o utput 2 o utput 3 o utput 4 o utput 5 output 6 output 7 output 8 10 24V max 1000 mA total current 1 2 14 15 GND 11 12 24 25 C 13 RS 232 pin assignment of the 9 pin D Sub male connector RS 232 p
3. 56 Position Feedback Control 56 Function of the follow up control 56 10 PID Servo Loop Algorithm 57 11 Positioning Velocity and Acceleration Calculation 58 11 1 2 Phase Step Motor Open 58 General Information 58 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten Periodendauer sse 19 Endgeschwindigkeit sse 19 Beschleunigung bei 19 11 2 DC Servomotor und 2 Phasen Schrittmotor Closed Loop 19 Allgemeines s nnnsnnnansnnseeesresrssresresrrsresrnsrenrrnrenrrnrenrrsrnsnrnn 19 Abtastzelt i ue a alate 19 ENAGESCHWINGIGQK elt es 2 2 8 ie etn 19 Beschleunigung bei 20 12 Nang Hvbrd Ansteuerumg 21 Allgemelries tt et etit tert RE RUE TS 21 Technische bersicht und Aufbau der Steuerung 21 Sicherheit 21 Steuerungsarchitektur und Funktion 21 pe EE 21 Positionierung im Nano Hybrid Betrieb 21 Allgemeine Beschreibung der Nachlaufregelung f r Piezo Antriebe SE Ee EHI EU EORR De 22 13 Inbetriebnahme der PS OU 23 13 1 Vorbereitung der Steuerung 23 Aufstellung se Ae
4. 49 ET 49 Main 49 Drive Controller Board 49 Motor Driver Board 49 Safety FUSE Concepts 49 7 2 Operation of Different Motor Types 50 Klee 50 peg ne 50 BEDC IM OTOIS una ana cidit 50 7 3 Settings of the Motor Output Stage 50 2 Phase Step Motor Open 50 DC Servo MOTON s s etse test pe tta et ett ERR Let hat to UI SHE IEEE eas 50 7 4 Selection of the Current Range for the Motor Power Stage 50 Phase Current Setting for 2 Phase Step Motors 50 Current Range Setting for DC Servo Motors 50 8 Control ellen el 50 8 1 Trapezoidal Point to Point 50 8 2 S Curve Point to Point 51 8 3 Velocity tiger edit entes 52 EE 52 8 5 Operating Mode of Linear Interpolation 52 Kolle 52 FunctenallPrinciple aaa ages au 52 8 6 Synchronous Start 53 8 7 Operation mode of the General Continuous Path Control 53 DENON TE 53 Realisation of Vector 53 Circular interpolation 55 9 Travel Measuring 56 EIS Ge eet EE EE EECHER 56 Linear Measuring System 56 Evaluation of Linear Measuring Systems
5. Die Endschalter in negativer Fahrrichtung Bewegung des Schiebers zum Motor hin werden mit MINDEC und MINSTOP bezeichnet Die Endschalter in positiver Fahrrichtung Bewegung des Schiebers vom Motor weg werden mit MAXDEC und MAXSTOP bezeichnet Endschalter negativer Bereich Endschalter positiver Bereich ge verbatener verbotener positiver erlaubter Bewegungsbereich negativer Bereich Bereich Bild 24 Endschalterfunktionen Funktion der Endschalter berwachung 1 MINSTOP Ausl sen dieses Schalters bei Fahrt in negative Richtung bewirkt nach einer gewissen Reaktionszeit die einige Millisekunden betragen kann einen sofortigen abrupten Motorstop Der Motor wird hierbei stromlos geschaltet DC Servomotor Der Motor wird stromlos geschaltet jedoch f hrt die vorhandene kinetische Energie zu einer Restbewegung bis sie durch Reibung oder mechanische Anschlage verbraucht wurde Schrittmotor Open Loop Fals die aktuelle Fahrfrequenz von der aus gestoppt wurde h her gewesen ist als die Start Stop Frequenz des Systems f hrt dies auf Grund der kinetischen Energie im System dazu dass der Motor noch eine Bewegung ausf hrt Dies kann von der Steuerung nicht erfasst werden so dass der angezeigte Positionswert falsch ist Eine Referenzfahrt ist notig um die Motorschritte wieder mit der angezeigten Position bereinstimmen zu lassen NO MINDEC Dieser Endschalter l st bei Bet tigung w hr
6. 9 o U oO 5 85 5 5 S o Bs BS 8 S o Bs BS 3 2 a ae ae 2 S a at at 2 MOTYPE MOTPOLES AXIS t t t t ENCLINES FKP ELCYCNT FKD t t BLDCCT FDT FKI t t PHINAMP FIL _ ATOT FST MAXOUT INPOSWND t 4 t MXPOSERR t INPOSMOD t SMK HBCH SPL HBFV RMK HBTI RPL HBSV RVELF PLAX RVELS PLAY ACC PLAZ DACC OYACC JACC VEL PVEL ZONE EDACC ZEROX FVEL ZEROY ABSOL BUTTON RELAT 4 4 neccessary PMOD not neccessary optional AMPPWMF MCSTP _ z 1 The command may be used however it is important that the value set here is larger than or equal to the maximum PWM value for DRICUR or HOLCUR In DRICUR x P any case the output is limited to the value defined by MAXOUT If a too small value is selected the micro step operation will not work properly HOLCUR t t AMPSHNT Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 78 11 Connecting Table TTL In Outputs
7. ESTAT 10101 AXSIGNALS lt n gt Hardware Achsen Signale einer Achse abfragen Bit 0 Encoder CHA Bit 1 Encoder CHB Bit 2 Encoder Index Bit 3 Encoder Home Bit 4 MAXSTOP Bit 5 MINSTOP Bit 6 AxisIn Pin Bit 7 Hall A Bit 8 Hall B Bit 9 Hall C Bit 10 AxisOut Pin Bit 11 15 reserviert AXSIGNALS1 000001 1101101001 MPUNISTAT lt n gt Statusinformationen ber eine Achse abfragen 1 Achsennummer 2 Fehlercode 3 Typ 4 AD Digits 5 Version 6 Signale READOWID lt n gt lt uv gt Auslesen des Speicherinhaltes des One Wire Chips in der Positioniereinheit bis zur 0x00 Endkennung und bertragen der Daten an den PC Als Parameter wird die Anfangsadresse 0x00 bis 0x70 im One Wire Chip bergeben ab dieser Adresse werden dann max 16 Bytes gelesen oder es wird bis zur Enderkennung gelesen READOWID1 0 INFO1 INFOQ READOWUB lt n gt Auslesen des Speicherinhaltes des One Wire Chips aus Adresse 0x86 und 0x87 UserBytes in der Positioniereinheit und bertragen der Daten an den PC READOWUB1 Basis Konfiguration AXIS lt n gt lt uv gt Eine Achse freigeben bzw sperren Mit diesem Befehl kann eine Achse freigegeben 1 oder gesperrt 0 werden AXIS5 1 2AXIS lt n gt Freigabezustand einer Achse auslesen Ist die Achse freigegeben so wird eine 1 angezeigt ansonsten eine 0 AXIS5 MOTYPE lt n gt lt uv gt 0 DC B
8. 04 PARAMETER AFTER EQUAL RANGE will be written into the message buffer if the command interpreter has recognized that the parameter after the equals sign is beyond its valid range 05 WRONG COMMAND ERROR will be written into the message buffer if a syntax error has occurred i e the command interpreter has not been able to recognize the given command 06 REPLY IMPOSSIBLE will be returned if the reply could not be transfer red to the host because the output buffer is not yet empty e g 07 AXIS IS IN WRONG STATE will be written into the message buffer if a positioning command or a configuration parameter has been sent that could not be recognized because the axis is currently in a different motion state 08 AXIS NOT RELEASED will be written into the message buffer if a non released axis is initialised 09 ERROR IN POSITION TABLE will be written into the message buffer if a problem with the positioning table occurs 10 MPUNI CAN ERROR will be written into the message buffer if there is an internal communications error Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 67 command command function description example response group ERR Error query from the error memory with a memory depth of 20 The error ERR 1211 number is always r
9. bergebene Achsen Nummer ist danach dem Z Joystick zugeordnet bergibt man 0 so ist anschlie end keine Achse dem Z Joystick zugeordnet JPLAZ Joystickebenenzuordnung Z Ebene Achsen Nummer auslesen JPLAZ LIGO lt uv gt Positionierung mit Linearinterpolation f r eine Achsengruppe bin re Defini LIGO 000000111 tionsmaske starten Bit Reihenfolge lt Achse 9 Achse 8 Achse 7 Achse 6 Achse 2 Achse 1 gt IVEL lt n gt lt uv gt Maximalgeschwindigkeit uv f r Linearinterpolationsachse n einstellen IVEL1 50000 IVEL lt n gt Maximalgeschwindigkeit f r Linearinterpolationsachse lt n gt auslesen IVELT 50000 5 IACC lt n gt lt uv gt Maximalbeschleunigung uv f r Linearinterpolationsachse n einstellen ACC3 2000 PIACC lt n gt Maximalbeschleunigung f r Linearinterpolationsachse lt n gt auslesen lACC3 2000 s POSTAB lt uv gt lt v gt Eine Tabellenzeile in die Bahntabelle herunterladen vor dem Zeichen POSTABO 1000 E lt gt steht die Tabellen Zeilennummer 0 bis hinter dem Zeichen folgen 2000 0 0 0 5 durch Komma getrennt die Werte f r die Tabellen Spalten 0 0 0 100 0 E Parameter Liste 0 192 1 Weg mit Vorzeichen Achse 1 32760 bis 32760 2 Weg mit Vorzeichen Achse 2 32760 bis 32760 3 Weg mit Vorzeichen Achse 3 32760 bis 32760 4 Weg mit Vorzeichen Achse 4 32760 bis 32760 5 Weg mit Vorzeichen Achse 5 32760 bis 32760 6 Weg mit Vorzeichen Ach
10. n liefert als Antwort AXgn AXan AXan nfn w ty Vel Act an cn en gn Beispiel Das nachfolgende Beispiel soll die grundlegenden Funktionen zur Erstellung der Tabelleneintrage veranschaulichen Gegeben seien Segmentnummer 0 erster Tabelleneintrag Segmentzeit ca 100 ms aktive Achsen f r die Bahnsteuerung Achsen 1 2 3 Geschwindigkeitslimits Achse 1 2 3 800000 500000 300000 Beschleunigungslimits Achse 1 2 3 2000 4000 10000 Fahrdistanzen Achse 1 2 3 relativ in Inkrementen 1000 500 2000 Betriebsart a const Zu berechnen sind die normierte Segmentzeit At und der Freigabecode ty 100ms 1 024 t9 20 21 22 7 Ato Folgende Befehle sind zu senden um die Geschwindigkeits und Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 15 Beschleunigungslimits zu setzen sowie den ersten Tabelleneintrag zu definieren IVEL1 800000 IVEL2 500000 IVEL3 300000 IACC1 2000 IACC2 4000 IACC3 10000 POSTABO 1000 500 2000 0 0 0 0 0 98 32768 0 7 Plausibilit tskontrolle mittels PTABPLAUSO und Auslesen des Tabellenelements ber POSTABO ergibt als Antwort 1000 500 2000 0 0 0 0 0 98 32768 4 7 668734 1705 Der Fehlercode 4 zeigt an dass der Eintrag f r die dritte und letzte Achse fehlerhaft ist Es wurden ein Geschwindigkeitswert von 668734 und eine Beschleunigung von 1705 bei ei
11. 16 Bit 0 Axse positioniert mit WMS Bit 1 Achse positioniert mit WMS und ist in Phase 1 Bit 2 Achse positioniert mit WMS und ist in Phase 2 Bit 3 Achse positioniert mit WMS und ist in Phase 3 Bit 4 Achse ist im vorgegebenen Zielfenster PWMSERR lt n gt Auslesen des aktuellen Positionsfehlers einer Achse beim Positionieren PWMSERR1 0 mit WMS WMSINV lt n gt lt uv gt Z hlrichtung des WMS invertieren 1 ja WMSINV1 0 WMSINV lt n gt Auslesen ob Z hlrichtung WMS invertieren ja nein WMSINV1 0 WMSOFFS lt n gt lt sv gt Positionsoffset mit Vorzeichen f r die Grobposition bei Piezo Positionierung WMSOFFS1 80 mit WMS einstellen 2 WMSOFFS lt n gt Positionsoffset mit Vorzeichen f r die Grobposition bei Piezo Positionierung WMSOFFS1 80 g mit WMS abfragen PWMSPWIN lt n gt lt uv gt Zielfensterbreite f r die Feinpositionierung mit WMS und Piezo einstellen PWMSPWIN1 0 2 Phase 3 5 PWMSPWIN lt n gt Zielfensterbreite f r die Feinpositionierung mit WMS und Piezo abfragen PWMSPWIN 1 0 Phase 3 PVOLTG lt n gt Anfragen des aktuellen Piezo Ausgangswertes bei WMS Positionierung mit PVOLTG1 487 Piezo DACINPUTS Hybrid Fehlerstatus abfragen als Bitmuster DACINPUTS 11110001 Bit 0 Fehler Hybrid Achse 1 Bit 1 Fehler Hybrid Achse 2 Bit 2 Fehler Hybrid Achse 3 Bit 3 Fehler Hybrid Betriebsspannung 1 Bit 4 Fehler Hybrid Achse 4 Bit 5 Fehler Hybrid Achse 5 Bit 6 Fehler Hybrid Achse 6 Bit 7 F
12. 23 EREM H el 23 13 2 Anschluss der Peripherie und 23 13 3 Systemstart sss 23 TETTE To RR 23 M 23 14 Fehler berwachung sss 24 E Dee EE 24 Funktion der Endschalter berwachung 24 Konfiguration der End und Referenzschalter 24 Wiederinbetriebnahme nach 24 14 2 Endstufen Fehler berwachung sss 24 14 3 Motion Controller Fehler berwachung 24 14 4 Time Out berwachung 24 15 Handterminal sss 25 15 1 Grundfunktionen des Handterminals 25 Kurzbeschreibung der Men Ebenen 25 NG JOVS TICK ceci tici irt eh ennai 25 17 Hinweise zum Aufbau einer eigenen Applikationssoftware u 26 18 Befehlssatz der PS WO ences 27 28 Befehilstabelle tede te b ted 28 Relevanz der Parameter f r verschiedene Motortypen 39 IIl Belegungstabellen sn 40 TTL Ein Ausg nge sse 40 Analog Ein Ausg nge sss 40 SEET HEEM aerer 32 2 9 8 0 8 EEN 40 Keen 40 Universal Motorstecker sss 41 Anschlusskabel senes 42 Wegmessystem Encoder sse 42 Kabelvorschlag f r
13. 480W abgesichert Ausgangsseitig sind keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen erfor derlich da die PS 90 ausschlieBlich mit Kleinspannung PELV bis 48VDC arbeitet Falls die PS90 zur Ansteuerung von Nano Hybrid Achsen konfiguriert ist wird der Piezozweig mit Spannungen im Bereich von 71V bis 71V betrieben Besondere Sicherheitshinweise finden Sie im Kapitel Nano Hybrid Ansteuerung Erw rmung des K hlk rpers bis max 70 C Wahrend des Betriebs der Steuerung wird die Abwarme der einge bauten Motorplatinen Endstufen ber den seitlich angebrachten K hlk rper an die Au enluft abgegeben Je nach Anzahl und Gr e Stromaufnahme der angeschlossenen Motoren sowie der Betriebsart Kurzzeit Aussetz Dauerbetrieb erw rmt sich der K hlk rper und kann eine Temperatur von maximal 70 C erreichen W rmestau in der Steuerung oder am K hlk rper ist zu vermeiden Es muss ein Mindestabstand von 15cm zu geschlossenen Fl chen und W nden eingehalten werden Bei Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise der Betriebsanleitung sind Sachsch den sowie Personensch den m glich Daher m ssen diese jedem Nutzer zug nglich gemacht und eingehalten werden Die Universal Positioniersteuerung PS 90 ist nach den anerkannten Sicherheitstechnischen Regeln gebaut und erf llt die im folgenden Kapitel aufgef hrten Normen und Richtlinien 4 Normen und Richtlinien Die Universal Positioniersteuerung PS 90 erf llt folgende Normen und Ri
14. As alternative to the USB interface the control can communicate with a PC via RS 232 Both interfaces work with a transfer rate of 9 600 19 200 38 400 57 600 or 115 200 baud Please make sure that the transfer rate of the PS 90 corresponds to the transfer rate defined in the device driver otherwise no communication is possible Preset is 9 600 baud can be seen in the acceptance certificate Anybus Interface Optionally the PS 90 can be equipped with an Anybus module Modbus TCP Using this Anybus module it is possible to send commands and to readout answers via Ethernet Emergency Stop Function On the rear panel one can find the connector for an external emer gency stop button If no emergency stop button is used a jump plug has to be inserted If an emergency stop button shall be con nected the jump plug has to be removed and the button contact has to be connected instead Note f the jump plug is removed and no emergency stop button is connected the operation of the motor output stages is blocked The emergency stop functionality of the PS 90 is based on EN 418 and interrupts the supply circuit of the motor output stages on the secondary side safety low voltage 24V or 48V The function is implemented by means of a self holding relay with forcibly actuated contacts two n c contacts in series When switching off the output stages their supply is switched off and additionally the output
15. PWMSSET PWMSPWIN PWMSPWIN must always be a positive value and should be in the range of 2 to 10 increments Its value affects the time to achieve the set position Choosing too large a value results in a to coarse positioning and repeatability accuracy Choosing too small a value might lead to not achieving a stable end position WMSOFFS In order to make the usage of the piezo drive possible the stepper motor must move the stage to a different position than the actual desired position This offset is defined by WMSOFFS and given in increments of the measurement system WMSOFFS must always be negative and should be in the range of 20 to 100 If the value is set improperly addition correction movements by the motor might be necessary resulting in an increased time to finish the positioning PWMSWIN This value defines an acceptable target window in front and behind the position which the stepper motor has as target It is given in increments of the measuring system Positioning with the stepper motor is finished successfully as soon as the actual position is within PWMSSET WMSOFFS PWMSWIN and PWMSSET WMSOFFS PWMSWIN PWMSWIN must always be positive and should be between 10 to 50 increments Its value might affect the total time of the positioning phase Improper set ting of this value might lead to an addition correction phase of the stepper motor or the piezo drive WMSVEL This value sets the speed with which in modes 7 an
16. and the increment of position by the linear measuring system is characterised by a conversion factor F Z N which is the ratio of both resolutions A positioning run with a follow up control corresponds to the fol lowing 3 phase scheme e Using the given conversion factor Z N the relative distance for travel of the actuator is calculated from the given position The actuator is moved the calculated distance phase 1 rough positioning and the deviation from the nominal position is calculated If the actual position is outside the defined target window an iterative approach can be used if desired i e the relative distance of the actuator is calculated cyclically and output to the motor output etc phase 2 iteration In order for the motion to converge it is necessary that the amount moved in each iteration step is less that the previous step until the current position is within the target window It follows that a divergence criterion for the iteration phase is the situation when the amount of deviation after correction move n is greater or equal than the amount of deviation after the correction move n 1 After successful completion convergence current position is within target window or failure divergence of iteration a correction phase in speed mode Phase 3 may follow Whether phase 3 is active or not is selectable ie is set by a parameter e n the subsequent correction phase the actual position of li
17. from 10 up to 4 40 C and storage temperature from 10 up to 50 C Protect against high humidity vibration and explosive gases Before opening the device must be switched off and unplugged Connection and installation of the equipment should only be done in power free state Installation and use of equipment must be in accordance with the standards of the declaration of conformity The PS 90 has connection for an emergency stop button Its func tion follows the EN 418 This button interrupts the power supply of the motor output stages on the secondary side safety low voltage range 24V or 48V respectively Furthermore the motor type attached to a motor power stage is recognized over a coding resistor Thus it helps to avoid motor damage if a wrong motor type has been connected e g a DC motor to a step motor output stage The respective control axis modules are only intended to be operated as they were preconfigured with the motor power stage Other or related uses are not the intended purpose Currents and Voltages The switch mode power supply of the PS 90 has a wide range input for a primary stress from 100 to 240 VAC The power input is protected by a 16AT 480W microfuse No special safety precautions are necessary for the outputs as the PS 90 only works with safety low voltage PELV to 48VDC If the PS90 is equipped to control nano hybrid axes voltages between 71V and 71V are being used For special safety n
18. gerungsgswert nutzend bis sie an der vorgegebenen Position stehen bleibt Falls die pro grammierte Fahrdistanz so kurz ist dass die Verz gerung einsetzen muss bevor die Achse die programmierte Geschwindigkeit erreicht wird das Profil keinen konstanten Geschwindigkeitsbereich aufwei sen und das Trapez wird zum Dreieck Bild 10 gt 2 D Zeitt Oo D Bild 9 Beschleunigung D Verz gerung gt 3 A D E 2 Zeitt oO Bild 10 Trapez Kurven Profil A Beschleunigung D Verz gerung Geschwindigkeit ndern gt Zielposition ndern Richtungsumkehr 2 Zeitt oO Bild 11 A Beschleunigung D Verz gerung Die Beschleunigungs und Verz gerungsrampen k nnen symme trisch wenn die Beschleunigung gleich der Verz gerung ist oder asymmetrisch sein wenn die Beschleunigung nicht gleich der Ver z gerung ist Der Beschleunigungsparameter wird immer am Anfang der Bewe gungssequenz benutzt Danach wird der Wert f r die Beschleuni gung in dieselbe Richtung verwendet und der Wert f r die Verz gerung wird in entgegengesetzter Richtung eingesetzt Falls keine Bewegungsparameter w hrend der Bewegungssequenz ver ndert werden wird der Beschleunigungswert verwendet bis die maximale Geschwindigkeit erreicht wurde Der Verz gerungswert wird f r die Abbremsrampe eingesetzt bis die Geschwindigkeit auf Null sinkt Es ist m glich einen der Pro
19. nderungen vorbehalten 33 34 Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe FDT lt n gt Verz gerungszeit des D Anteils f r eine Achse abfragen in Sample Zeit Zyklen FDT1 5 MXPOSERR lt n gt lt uv gt Maximalen Positionierfehler f r eine Servo Achse setzen MXPOSERR1 50 Wird dieser Wert berschritten so schaltet die Achse ab Diese Abschaltung gilt nur f r die Motortypen DC Brush Schrittmotor Closed Loop und BLDC MXPOSERR n Maximalen Positionierfehler einer Achse abfragen MXPOSERR1 50 MAXOUT lt n gt lt uv gt Maximalen Ausgabewert der Servoregelschleife in Prozent einstellen MAXOUT1 95 Mit diesem Befehl kann der maximale Wert f r eine Achse der an den Servo Verst rker ausgegeben wird eingestellt werden Max zul ssiger Wert 99 MAXOUT lt n gt Maximalen Ausgabewert in Prozent auslesen MAXOUTI 95 MPUNIPID lt n gt PID Stromregler f r Schrittmotorbetrieb einstellen MPUNIPID1 uv1 uv2 uv1 KP 900 0 40 1500 lt uv3 gt lt uv4 gt uv2 KI fast uv3 KI slow uv4 KD MPUNIPID lt n gt PID Stromreglerwerte abfragen MPUNIPID1 900 0 40 1500 INPOSMOD lt n gt lt uv gt Bewegungsfertigmeldemodus einstellen INPOSMOD1 0 0 Zielposition erreicht S 1 f r eine gewisse Zeit im Fenster um die Zielposition 2 INPOSMOD lt n gt Bewegungsfertig
20. taken by the linear measuring system moves into the predefined target window Evaluation of Linear Measuring Systems Optionally the PS 90 can be equipped with additional quadrature encoder counter boards The boards are attached on the drive controller board and can evaluate 1 to 3 axes each In the case that all nine axes will be connected to the PS 90 with a travel measuring system three boards are necessary If a stage with encoder and additional linear measuring system is attached the above mentioned follow up control can be realized The appropriate connector is mounted on the back side of the unit The signals of the linear measuring system correspond to the encoder signals specified before quadrature A and B as well as Index I On the quadrature encoder counter board there is a 32 bit counter for each axis The counter values are read out by the main processor The maximum counting frequency is 5 5 MHz signal or 22 MHz quadrature respectively Position Feedback Control Two encoder inputs are provided to operate servo motors DC or BLDC motors The first encoder signal serves the data acquisition for the closed loop position control PID type the second optional dual loop encoder serves the optional follow up position control Function of the follow up control To realize a follow up controller for a certain positioning unit it is necessary to equip the positioning unit with an additional incre mental linear m
21. 147 483 647 65 536 Counts Cycle Verz gerung 16 16 32bit 1 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle f Im Gegensatz zu den trapezf rmigen und S Kurven Profilmodi bei denen die Endposition bestimmt ob positive oder negative Geschwindigkeit vorgegeben wird bestimmt das Vorzeichen des im Geschwindigkeitsmodus bergebenen Geschwindigkeitswerts ob in positiver oder negativer Richtung gefahren werden soll Deswegen kann der Geschwindigkeitswert der zur PS 90 bermittelt wird positive Werte f r positive Bewegungsrichtung oder negative Werte f r entgegengesetzte Bewegungsrichtung annehmen Bei diesem Profil wird keine Endposition angegeben Die Bahn wird ausgef hrt indem die Achse mit dem angegebenen Wert kontinuierlich beschleunigt bis die jeweilige Endgeschwindig keit erreicht wird Die Achse f ngt an abzubremsen wenn eine neue Geschwindigkeit angegeben wird die einen kleineren Wert hat als die aktuelle Geschwindigkeit oder ein anderes Vorzeichen hat als die aktuelle Richtung vorgibt Ein einfaches Geschwindigkeitsprofil sieht aus wie ein einfaches trapezf rmiges Punkt zu Punkt Profil wie in Bild 9 dargestellt Bild 15 zeigt ein komplizierteres Profil in dem beides die Geschwindig keit als auch die Bewegungsrichtung zweimal wechseln Beschleunigung Verz gerung Verz gerung Beschleunigungs nderung Geschwindigkeit v D1 negative NIE Bewegungsrichtung Bild 15 Geschwindigke
22. 50 E SAEXEC Start 1 Stop 0 stand alone program execution SAEXECO S SASTEP Run a stand alone program line the line number is sent and the line SASTEP1 2 er number of the next line is returned c SALOAD Download a stand alone program line the corresponding line number and the SALOAD11 contents of the program line as Hex Dump 16 byte in ASCII format are sent 04000015F900 SACHKS Update checksum of the stand alone program after a new stand alone program has been loaded ABNETADR Set Anybus network address e g the IP address ABNETADR Subject to Anybus module type up to 4 byte are needed 168430130 3 ABNETADR Query Anybus network address ABNETADR 168430130 ABNETSUB Set Anybus network SUB adress e g the SUBNet Mask ABNETSUB Subject to Anybus module type up to 4 byte are needed 4278190080 E ABNETSUB Query Anybus network address ABNETSUB 4278190080 lt ABNETCOM Set Anybus network communikation parameter e g the bit rate ABNETCOM 10 ABNETCOM Query Anybus network communikation parameter ABNETCOM 10 nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to ch ange without notice Il Parameter Relevance for the different Motor Types 2 2 2 o F S 23 SE 23 a3 aS
23. IACC3 2000 ACC n Read out maximum acceleration uv for axis lt n gt used for linear interpolation signed ACC3 2000 POSTAB uv v lt V gt Load table line in the path table the value before the sign indicates the table line number 0 to the value behind the sign is for the table column follow separated by commas Parameter list travel signed travel signed ravel signed 32760 to 32760 ravel signed 32760 to 32760 32760 to 32760 or axis 1 32760 to 32760 or axis 2 or axis 3 or axis 4 or axis 5 or axis 6 ravel signed for axis 7 travel signed for axis 8 segment time in ms function code Bit 3 to 0 output number 1 it 4 output level 1 it 8 to 5 output number 2 it 9 output level 2 it 13 to 10 output number 3 it 14 output level 3 it 15 of function code is set move with a const it 15 of function code is deleted move with v const 11 error byte 12 enable byte always as numerical value 32760 to 32760 32760 to 32760 32760 to 32760 32760 to 32760 ravel signed igned ees NEN DI lt D Lo EN UJ E E POSTABO 1000 2000 0 0 0 0 0 0 100 0 0 3 POSTAB lt uv gt Load a table line out of the path table The table line number 0 to is transferred as parameter The table value
24. N the counter with Z designates the length of a secant vector If N gt Z the y axis leads and the path data of x are divided N Z If Z gt N the x axis leads and the path data of y are divided by Z N The default value is Z2 N 1 if no data are given by the user Syntax Circular data are generated as secant vectors lt m gt starting from table element n with the command PTABCIRCLE and are transferred to the control Here the declaration of zero for an axis number means that the axis is not used The syntax is as follows PTABCIRCLE n axis number x axis number y Al My Ap AOp Za Np Example PTABCIRCLEO 1 2 326 0 5 1000 10 190 1 1 generates a pitch circle starting from table element 0 with axis 1 as x and axis 2 as y axis segment time 1 3 second mode of operation v const 5 secants radius 1000 increments starting angle 10 angle range 190 and scaling 1 1 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 55 56 9 Travel Measuring Encoder The travel measuring system also known as rotary encoder for the position feedback signals is evaluated only in the so called closed loop operation mode Without encoder only open loop operation with 2 phase step motors is possible In order to be able to operate BLDC or DC motors each axis must be equipped with a travel measuring sys tem This can be an encoder Usually
25. Personnel operating this device must be instructed on the proper handling of such vol tages The general accident prevention regulations must be followed Control Architecture and Function A nano hybrid PS 90 control unit consists primarily of the following components 1 An integrated power supply 2 A main board 3 Max 2 drive controller boards 4 Max 6 motor driver boards 5 Max 2 quadrature encoder boards 6 1 D A converter card for piezo actuators 7 Max 2 control modules for piezo actuators Instead of a third drive controller board a special D A converter card for the piezo drives is installed This can operate three or six axes If only the first group of motors is configured for nano hybrid positioning stages a single control module for piezo actuators is necessary If both groups of motors are configured for nano hybrid technology two of such control modules are needed The control module for the piezo part of the positioning stage contains a pro tective circuit which ensures that only compatible OWIS nano hybrid units are connected The basic concept of controlling the stepper motors is unchanged Connection The connection is done with two cables On the one hand a motor cable is plugged with its 37 pin connector to the control unit and with its 18 pin Lemo plug to the stage On the other hand the pie Zo drive is connected via 4 pin Lemo plugs on both control unit and stage Positioning in nano hybrid mode In
26. RS 232 Schnittstelle 42 Firmware Update ber RS 232 Schnittstelle 42 EU Konformit tserkl rung ssssseennee 81 UG 58 Final Velocity ai 58 Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling 58 11 2 DC Servo Motor and 2 Phase Step Motor Closed Loop 58 General Information 58 Servo Loop Cycle TIME eerte 58 Final an e ede oe t bos 58 Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling 59 12 Nano Hybrid Control sse 60 General Information 60 Technical Overview and Setup of the Control Unit 60 Sale 60 Control Architecture and 60 eap ER 60 Positioning in nano hybrid 60 General Description of Follow up Control for piezo GC T M M 61 13 Initial Operationof the PS 90 2 ettet eic tte 62 13 1 Installation and Preparing 62 Installation 222 done ota sentent att a 62 Emergency Stop Function 62 13 2 Connection of Peripherals and 62 13 3 Getting Started 62 ZU OP ee eire eto eee enone ele 62 leg 62 14 Malfunction Monitoring 63 14 1 Limit Switches 63 Working Principle of the Limit Switch Monitoring 63 Configuration of Limit and Refe
27. User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 21 22 des Piezo Antriebs nutzen zu k nnen sind spezielle Modi 6 bis 9 der Nachlaufregelung vorhanden die im Folgenden erklart werden Allgemeine Beschreibung der Nachlaufregelung f r Piezo Antriebe Bei der Nachlaufregelung erfolgt die Positionierung in mehreren aufeinander folgenden Schritten Der erste Schritt ist dabei immer eine Grobpositionierung ber den Motor AnschlieBend erfolgt eine Korrektur des Positionierfehlers durch den Schrittmotor und dann durch den Piezo Antrieb Folgende Werte sind f r die Positionierung mit Hilfe des Piezo Antriebs relevant PWMSSET Dieser Wert gibt die Sollposition f r den zu startenden Positionier vorgang an Im absoluten Positioniermodus wird der Wert als Abso lutposition betrachtet Im relativen Positioniermodus entscheidet das Vorzeichen die Fahrtrichtung PWMSPWIN Dieser Wert beschreibt ein zul ssiges Zielfenster welches vor und hinter der Zielposition PWMSSET liegt Er wird in Inkrementen des Messsystems angegeben Die Positionierung wird erfolgreich been det sobald die Istposition zwischen PWMSSET PWMSPWIN und PWMSSET PWMSPWIN liegt PWMSPWIN muss immer positiv sein und sollte im Bereich zwischen 2 und 10 Inkremente liegen Dieser Wert kann die Geschwindigkeit mit der eine Positionierung erfolgt beeinflussen Wird er zu gro gew hlt so ist die Positionier und Wiederholgenauigkeit zu grob Wird er zu klein gew hlt so kan
28. VVELI 20000 PGO lt n gt Positionierung einer Achse starten Die Achse fahrt die neue Zielposition PGO2 entweder im Trapez oder S Kurven Profil an siehe PMOD VGO lt n gt Geschwindigkeitsmodus einer Achse starten VGO2 MPGO lt uv gt Positionieren mit mehreren Achsen starten Ubergeben wird ein Zahlenwert MPGO der angibt welche Achsen gestartet werden sollen 000000011 Bit 0 Achse 1 Bit 8 Achse 9 MVGO lt uv gt Geschwindigkeitsmodus mit mehreren Achsen starten berge MVGO ben wird ein Zahlenwert der angibt welche Achsen gestartet 00000001 1 werden sollen Bit 0 Achse 1 Bit 8 Achse 9 STOP lt n gt Bewegung einer Achse stoppen Jegliche aktive Bewegung einer Achse wird abgebrochen Der Antrieb stoppt mit der programmierten Bremsrampe und bleibt stehen MSTOP lt uv gt Mehrere Achsen stoppen Ubergeben wird ein Zahlenwert der angibt wel MSTOP che Achsen gestoppt werden sollen Bit 0 Achse 1 Bit 8 Achse 9 00000001 1 VSTP lt n gt Geschwindigkeitsmodus einer Achse stoppen VSTP2 Arbeitet eine Achse im Geschwindigkeitsmodus so wird dieser mit diesem Befehl beendet und die Achse gestoppt EFREE lt n gt Endschalter einer Achse freifahren Nachdem ein Antrieb in einen Limit Schalter MINSTOP MAXSTOP oder Bremsschalter MINDEC MAXDEC gefahren ist kann mit diesem Befehl der Antrieb aus dem Schalter herausgefahren werden Die Richtung der Bewegung wird dabei selbstt tig entschieden je nach d
29. Velocity Profiling The acceleration ACC is specified by a 12 bit word The values of ACC range from 1 to 2147483647 When the velocity V and the acceleration ACC are given the duration of trapezoidal profile acceleration ramp is calculated as follows V T At 1s ACC acceleration deceleration duration in seconds Travelled distance during the trapezoidal profile acceleration deceleration 131072 ACC deceleration in microsteps As 1 microstep 11 2 DC Servo Motor and 2 Phase Step Motor Closed Loop General Information The PS 90 has a digital position speed controller Output and control variables are periodically calculated The acquisition of the actual position value is done in the simplest case by means of a rotary encoder also called encoder which is attached to the 2nd shaft extension of the motor The most important parameter of the encoder is the number of encoder lines R This is the number of the light dark periods on the encoder disc for each motor shaft revolution The signals go through a quad evaluation which results in a generally 4 fold higher resolution than the number of encoder lines Servo Loop Cycle Time The cycle duration of the digital controller is also called cycle time It is defined by hardware The minimum cycle time is 204 8 us If necessary it can be increased by an integer multiple of 51 2 us 204 8 us n 51 2 us ne 0 1 386 corresponding to a cyde ti
30. an axis The axis approaches the new target position in PGO2 trapezoidal or S curve profiling mode see PMOD e VGO n Start velocity mode for an axis VGO2 MPGO lt uv gt Start positioning for mutiple axes A numeric value is given which defines the MPGO affected axes Bit 0 axis 1 Bit 8 axis 9 000000011 MVGO lt uv gt Start velocity mode for mutiple axes A numeric value is given which defines MVGO the affected axes Bit 0 axis 1 Bit 8 axis 9 000000011 STOP lt n gt Stop motion of an axis Any active motion command for an axis is interrupted The drive decelerates with the preset ramp parameters and halts MSTOP lt uv gt Stop multiple axes A numeric value is given which defines the affected axes MSTOP Bit 0 axis 1 Bit 8 axis 9 000000011 VSTP lt n gt Stop velocity mode for an axis If an axis is in the velocity mode this VSTP2 command will terminate this mode and stop the axis EFREE lt n gt Release limit switch es of an axis After a drive has moved onto a limit switch MINSTOP MAXSTOP or brake switch MINDEC MAXDEC the active switch es can be released using this command The direction of the move ment is automatically decided according to whether a positive or negative limit or break switch is activated Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 69 command
31. axis MOTPOLES1 25 MOTPOLES lt n gt Read out motor pole number for an axis MOTPOLES1 25 BLDCCT lt n gt lt uv gt Set commutation mode with BLDC BLDCCT1 0 0 block commutation with Hall sensors 1 sine commutation with encoder BLDCCT lt n gt Query commutation mode with BLDC BLDCCT1 0 ELCYCNT lt n gt lt uv gt Set encoder counts for one electrical commutation cycle ELCYCNT1 128 ELCYCNT lt n gt Read out encoder counts for one electrical commutation cycle ELCYCNTI 128 PHINTIM lt n gt lt uv gt Set phase initialization time in multiples of the cycle time PHINTIM1 10 PHINTIM lt n gt Read out phase initialization time in multiples of the cycle time PHINTIM1 10 PHINAMP lt n gt lt uv gt Set phase initialisation amplitude in PHINAMP1 50 PHINAMP lt n gt Read out phase initialisation amplitude in PHINAMP1 50 REF lt n gt lt uv gt Start reference travel while indicating the reference mode for one axis mode 0 search next index impulse and stop mode 1 approach reference switch and stop mode 2 approach reference switch search next index impulse and stop mode 3 mode 0 additionally set act position to 0 mode 4 mode 1 additionally set act position to 0 mode 5 mode 2 additionally set act position to 0 mode 6 approach maximum reference switch approach minimum reference switch set current position to 0 s mode 7 approach minimum reference switch approach maximum 3 reference switch set current
32. back housing view General Information In order to control OWIS positioning stages with nano hybrid technology a suitably equipped PS 90 control unit is necessary This chapter explains the differences and special properties of such a unit as well as the corresponding control modes All general infor mation especially those concerning safety and handling of the con trol unit is valid without limitation Prior to using OWIS nano hybrid positioning stages knowledge of all former chapters is mandatory Technical Overview and Setup of the Control Unit Technical Overview and Setup of the Control Unit Nano hybrid positioning stages by OWIS possess a hybrid drive mechanism Coarse positioning is performed with a high resolution stepper motor Fine positioning is achieved by a piezo actuator A PS 90 control unit which is equipped for nano hybrid positioning stages is able to control six axes Instead of the axes 7 9 control circuitry for the piezo actuators is installed The positioning stages are connected via the universal motor con nector Additionally the piezo actuators are connected with a diffe rent cable The corresponding connectors are located at position 7 for the first three nano hybrid axes If four to six axes shall be con trolled position 8 is used as well Position 9 is always unused Safety The control of the piezo actuators uses voltages between 71 V to 71 V Those voltages may cause serious injuries
33. bei Ansteuerung ber Software gew hlt da die Ger temeldungen hier am k rzesten sind womit der Befehlsdurchsatz optimiert wird 2 Beim Auslesen des Message Ausgangs Buffers wird eine zwei stellige Zahl mit Klartext ausgegeben 3 Wie 2 und zus tzlich wird jeder ausgef hrte Befehle der keinen Wert zur ckmeldet mit quittiert R ckmeldungen werden auch entweder mit CR oder CR LF oder LF zur ckgesendet einstellbar Im ersten Antwortmodus TERM 0 werden die bin ren Informationen z B Endschalterkonfiguration Endschalterstatus digitale analoge Eingange Ausgange usw als Bits einer Dezimalzahl angegeben In den anderen Modi TERM 1 TERM 2 werden diese Werte als bin re Zahl angegeben Dies gilt sowohl f r die Abfrage als auch f r die Einstellung eines Wertes Alle Parameter werden resident abgespeichert und mit einer Checksumme versehen Nach dem Aus und erneutem Einschalten des Ger tes ist der letzte Stand der Parameter wieder g ltig Sollte die Checksumme nicht mehr stimmen so werden beim Einschalten automatisch die Werte aus dem FRAM geladen und eine Fehlermel dung in den Fehlerspeicher eingetragen Bei Befehlen mit einer R ckantwort z B Abfragen von Parametern wird die Antwort sofort zum PC zur ckgeschickt n Achsennummer 1 9 bzw h chste Achsennummer uv Zahlenwert ohne Vorzeichen sv Zahlenwert mit Vorzeichen v vorzeichenbehaftete Wegangabe Subject to ch
34. der ersten Initi alisierung bernommen DRICUR lt n gt Fahrstrom bei Schrittmotorachsen in Prozent auslesen DRICUR1 50 HOLCUR lt n gt lt uv gt Haltestrom bei Schrittmotorachsen in Prozent einstellen HOLCUR1 30 HOLCUR lt n gt Haltestrom bei Schrittmotorachsen in Prozent auslesen HOLCUR1 30 2 ATOT lt n gt lt uv gt Achsen Timeout Zeit einstellen in Millisekunden ATOT1 20000 E 0 schaltet die Timeout berwachung ab s ATOT lt n gt Achsen Timeout Zeit abfragen 1 20000 E FKP lt n gt lt uv gt Regelparameter KP f r eine Achse einstellen FKP1 25 FKP lt n gt Regelparameter KP f r eine Achse abfragen FKP1 25 FKD lt n gt lt uv gt Regelparameter KD fiir eine Achse einstellen FKD1 5 FKD lt n gt Regelparameter KD f r eine Achse abfragen FKD1 5 FKl lt n gt lt uv gt Regelparameter KI f r eine Achse einstellen FKI1 10 FKl lt n gt Regelparameter KI f r eine Achse abfragen FKI1 10 FIL lt n gt lt uv gt Regelparameter Integrationslimit f r eine Achse einstellen FIL1 100000 FIL lt n gt Regelparameter Integrationslimit f r eine Achse abfragen FIL1 100000 FST lt n gt lt uv gt Sample Zeit f r eine Achse einstellen in Mikrosekunden FST1 500 FST lt n gt Sample Zeit f r eine Achse abfragen in Mikrosekunden FSTI 500 FDT lt n gt lt uv gt Verz gerungszeit des D Anteils f r eine Achse einstellen in Sample Zeit Zyklen FDT1 5 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90
35. encoders with 500 1250 or 2500 lines per revolution are used The motion processor measures the current axis position via encoder and calculates the appropriate rotational speed of the motor considering the temporal change of the position parameters Encoders are mounted stationary on the motor and directly connected with the rotor The encoder output signals are named A and B CHA and CHB with a phase shift of 90 degrees so called quadrature signals and if necessary one Index pulse per revolution The PS 90 can process TTL level or antivalent signals line driver outputs After level transformation and filtering the signals are transmitted directly to the motion processor Linear Measuring System A position sensor directly coupled to the actuator motion is called linear measuring system The linear measuring system can be used both instead of the encoder for position measuring or together with an existing encoder for adjusting the positioning system onto the target position Hereby a correction of systematic errors e g spindle pitch error is possible By using a linear measuring system for the follow up control the target position is indicated separately 32 bit resolution The actual positioning task is then accomplished by the motion processor in closed loop mode via encoder If it signals that the target position has been reached the main processor will be going to adjust the position until the accurate target position
36. is used in the same direction and the value for deceleration is used in opposite direction If no motion parameters are changed during the motion sequence then the acceleration value is used until the maximum velocity was reached The deceleration value is used until the velocity drops to zero It is possible to change one of the profile parameters while the axis is in this profile mode The profile generator will always try to execute the movement within the set conditions given by the parameters If the end position is changed during the movement so that the remaining travel distance changes sign the PS 90 will decelerate to stop and then accelerate in reverse direction to move to the specified target position 8 2 S Curve Point to Point Profile The following table presents all the profile parameters for the S curve point to point mode profile format word range parameters length position 32 0 3261 2 147 483 648 2 147 483 647 counts velocity 16 16 132 bit 1 2 147 483 647 65 536 counts cycle acceleration 16 16 32 bit 1 2 147 483 647 65 536 counts cycle deceleration 16 16 32 bit 1 2 147 483 647 65 536 counts cycle jerk 0 32 326 1 2 147 483 647 4 294 967 296 counts cycle The S curve point to point profile adds a limit to the relation of the acceleration change in comparison with the basic trapezoidal profile A new parameter Jerk specifies the maximum acceleratio
37. level 20PWM1 55 control value that has been set is returned from 0 to 100 96 AXOUTPUT lt n gt lt uv gt Set axis out pin for an axis to high low IOCONFIG Read out current 1 0 configuration IOCONFIG 15 nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 74 command group command function description example response APWMS lt n gt Read out current position of linear measuring system APWMS4 3000 WMSRES lt n gt Set current position of measuring system of an axis to 0 is not required WMSRES4 and must not be used after reference scan as the position will be lost MXWMSSTRK lt n gt Query maximum travel of linear measuring system MXWMSSTRK2 WMSFAKZ lt n gt lt uv gt Set numerator factor for conversion of the resolution of the WMS to the WMSFAKZ1 1 resolution of the actuator for positioning with follow up control WMSFAKZ n Query numerator factor for positioning with follow up control WMSFAKZ1 1 WMSFAKN lt n gt lt uv gt Set denominator factor for conversion of the resolution of the WMS to the WMSFAKN1 5 resolution of the actuator for positioning with follow up control WMSFAKN lt n gt Query denominator factor for positioning with follow up control WMSFAKNI 5 PWMSSET lt n gt lt sv gt set target position and relative travel respectively for
38. lt n gt Phasen Initialisierungszeit in Sample Zeit Zyklen abfragen PHINTIM 1 10 PHINAMP lt n gt lt uv gt Phasen Initialisierungsamplitude in einstellen PHINAMP1 50 PHINAMP n Phasen Initialisierungsamplitude in 96 abfragen PHINAMP1 50 REF lt n gt lt uv gt Referenzfahrt mit Angabe des Referenzfahrtmodus fiir eine Achse starten Modus 0 n chsten Index Impuls suchen und stehenbleiben c odus 1 Referenzschalter anfahren und stehenbleiben 5 Modus 2 Referenzschalter anfahren 2 nachsten Index Impuls suchen und stehenbleiben Modus 3 Modus 0 zus tzlich akt Positon auf 0 setzen 9 odus 4 Modus 1 zus tzlich akt Positon auf 0 setzen c odus 5 Modus 2 zus tzlich akt Positon auf 0 setzen S Modus 6 Maximalen Referenzschalter anfahren minimalen Referenzschalter anfahren aktuelle Position auf 0 setzen 5 Modus 7 Minimalen Referenzschalter anfahren maximalen 5 Referenzschalter anfahren aktuelle auf 0 setzen 5 RVELS lt n gt lt sv gt Referenzfahrtgeschwindigkeit langsam f r eine Achse setzen RVELS2 2000 E it dieser Geschwindigkeit wird der Index gesucht bzw aus dem E Referenzschalter herausgefahren vorzeichenbehaftet 2 RVELS lt n gt Referenzfahrtgeschwindigkeit langsam f r eine Achse auslesen RVELS2 2000 RVELF lt n gt lt sv gt Referenzfahrtgeschwindigkeit schnell f r eine Achse setzen Mit dieser Geschwindigkeit f hrt der Antrieb auf den Referenzschalter vorzeic
39. lt uv gt Aktuellen Zustand eines TTL Ausgangs ndern OUTTTL1 0 OUTTTL Aktuellen Zustand aller TTL Ausg nge auslesen 0UTTTL 00101001 OUTSPS lt uv gt lt uv gt Aktuellen Zustand eines SPS Ausgangs ndern OUTSPS1 0 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 35 36 Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe OUTSPS Aktuellen Zustand aller SPS Ausg nge auslesen OUTSPS 00101001 INMODE lt uv gt Eingangspegel TTL SPS umschalten 0 TTL 1 SPS INMODEO INMODE Aktuellen eingestellten Eingangspegel TTL SPS abfragen INMODE 0 ANIN uv Analog Eingang abfragen angegeben wird die Kanal Nummer von 1 bis 8 ANIN3 234 zur ckgegeben wird der gewandelte 10 Bit Wert DAOUT uv uv Analog Ausgang setzen angegeben wird de Kanal Nummer von 1 bis 8 DAOUT2 250 und der Ausgabewert f r den DA Wandler 2 DAOUT lt uv gt Analog Ausgang abfragen angegeben wird die Kanal Nummer von 1 bis 8 DAOUT2 250 zur ckgegeben wird der zuletzt eingestellte Digital Wert OPWM lt uv gt lt uv gt PWM Ausgang setzen angegeben wird die Kanal Nummer von 1 bis 4 und OPWM1 55 der Aussteuerungswert von 0 bis 10096 OPWM lt uv gt PWM Ausgang abfragen angegeben wird die Kanal Nummer von 1 bis 4 und OPWM1 55 zur ckg
40. order to achieve positioning with a nano hybrid stage there are three possibilities Normal positioning can be done as with any regular unit with a stepper motor Since all nano hybrid positioning stages are equipped with an integrated measurement system fol low up control modes 0 to 5 can be chosen as well Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice To make use of the ultra high positioning with the piezo drive spe cial modes 6 to 9 within the follow up control are available Those modes are being described as follows General Description of Follow up Control for piezo drives When using follow up control positioning is performed in separate consecutive steps The first step always is a coarse positioning done by the motor Next a correction of any positioning error is done by the motor and finally by the piezo drive The following parameters are relevant when performing positioning with a piezo drive PWMSSET This value sets the desired position for the following positioning movement When using absolute positions this value is interpreted as such In relative mode the sign decides on the direction of the movement PWMSPWIN This parameter defines an acceptable target window in front and behind the set position PWMSSET It is given in increments of the measurement system The positioning movement ends successfully once the actual position is within PWMSSET PWMSPWIN and
41. position to 0 z RVELS lt n gt lt sv gt Set reference travel speed slow for axis Using this speed the index RVELS2 2000 pulse will be searched or the reference switch will be released respectively b signed value E RVELS lt n gt Read out reference travel speed slow for an axis RVELS2 2000 RVELF lt n gt lt sv gt Set reference travel speed fast for an axis The drive moves with this speed RVELF2 20000 5 towards the limit switch signed value t RVELF lt n gt Read out reference travel speed fast for an axis RVELF2 20000 5 RDACC lt n gt lt uv gt Set reference travel deceleration for an axis This value is used when the RDACC1 1000 reference point is approached is RDACC lt n gt Read out reference travel deceleration for an axis RDACCI 1000 SMK lt n gt lt uv gt Set limit switch mask for an axis This command activates or deactivates the SMK3 0110 limit and break switches If a limit switch is approached the movement is stopped abruptly and the motor is shut off Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt SMK lt n gt Read out limit switch mask for an axis SMK3 0110 SPL lt n gt lt uv gt Set limit switch polarity for an axis With this command the active level for SPL3 1111 the limit and brake switches is defined Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt SPL lt n gt Read out limit switch polarity for an axis SPL3 1111 Subje
42. signature Staufen 09 11 2009 D J Schuhen Jurgen Loy Aktuelle Ausgabe 10 10 03 DB DSCH 2 01 112 FO Konformitatserklarung Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 81 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 82
43. stages are disabled dual security Power Supply The switch mode power supply of the PS 90 has been designed for an input voltage of 100VAC to 240VAC at 50 60 Hz wide range input A switch mode power supply generates 24VDC and supplies the outputs and the inputs on the main board The logic voltages 5V 2 5V and 3 3V for main board and motor driver boards are generated out of this 24VDC supply A second power supply gener ates the intermediate circuit voltage for the motor driver boards alternatively 24 or 48VDC This voltage supplies the power output stages of the motor driver boards The supply voltages for logic and motor power are galvanically Separated Universal Motor Connector The positioning units are connected using the suitable OWIS9 con necting cable The universal motor connector enables the current supply of the motor control of the motor holding brake where applicable and the transfer of the encoder or limit switch signals The motor power stage contains an additional protection device which helps to avoid motor damage if a wrong motor type has been connected e g a DC motor to a stepper motor output stage For detection of the motor type a coding resistor is provided in the 37 pin D Sub connector of the motor connecting cable between pin 14 and 15 Coding e QOhm DC servo motor brush type e infinite resistance no resistor 2 phase step motor e 4700hm BLDC When being switched on the PS 90 meas
44. stellt in der Regel keine Gefahr f r den Motor dar 7 4 Strombereichsumschaltung der Motorendstufe Die PS 90 Endstufe besitzt zwei umschaltbare Strombereiche um m glichst hohe Aufl sung der Stromeinstellung bzw m glichst feinen Mikroschrittbetrieb zu erm glichen Der gew hlte Strombereich wird im statischen RAM abgespeichert Um den neuen Strombereich zu aktivieren ist es erforderlich die Achse lt n gt nach der Bereichsumschaltung neu zu initialisieren Vorwahl von Strombereich 2 hoch f r Achse lt n gt erfolgt ber folgende Kommandofolge AMPSHNT lt n gt 1 INIT lt n gt Zur ckschalten in Strombereich 1 niedrig kann mittels folgender Befehlssequenz vorgenommen werden AMPSHNT lt n gt 0 INIT lt n gt Vorwahl des Phasenstromes fiir 2 Phasen Schrittmotoren F r 2 Phasen Schrittmotoren k nnen Fahrstrom und Haltestrom separat voreingestellt werden Die Einstellung f r Achse n kann wie nachfolgend beschrieben vorgenommen werden Die Angabe uv erfolgt als ganzzahliger Prozentwert des Maximalstromes im vorgew hlten Strombereich 1 oder 2 Fahrstrom DRICUR lt n gt lt uv gt Haltestrom HOLCUR lt n gt lt uv gt Maximaler Phasenstrom Strombereich 1 entsprechend 100 2 4A Maximaler Phasenstrom Strombereich 2 entsprechend 100 5 45A Hinweis Alle Strombereich 2 darf maximal ein Phasenstrom von 3 64 entsprechend 6696 des Endwerts eingestellt werden Es sollte generell der kleinstm
45. steps of motor full steps per motor revolution m micro step factor microsteps per fullstep Example h 5mm n 200 m 50 it follows The resolution of the measuring system is given in this example by r 70 1 um Thus we have ghe 5e _ 7 Im 0 1 um 1 N and therefore Ze N 1 10 PID Servo Loop Algorithm The servo filter used in the PS90 operates according to a PID algorithm An integration limit provides an upper bound for the accumulated error The PID formula is as follows n K Output KoEn KalEn Eqs 2 Ej 756 Meaning of following abbreviations E accumulated error terms from the main encoder K integral gain of feedback control loop Ky differential gain of feedback control loop Kp proportional gain of feedback control loop All filter parameters and the torque signal limit are programmable so that the user is able to fine tune the filter The ranges of values and formats are listed in the following table terminus name range l m integration limit 32bit unsigned 0 2 124 483 647 Ki integral gain 16bit unsigned 0 32 767 Ka derivative gain 16 bit unsigned 0 32 767 Ky proportional gain 16 bit unsigned 0 32 767 A Z 256 t OSS OM 4 integration A limit i target position m bi quad TEC filters OUP encoder EEN derivative time Kat z fig 21 Structure of the digital filter
46. t MCSTP 1 Ve wendung ist m glich jedoch ist darauf zu achten dass der hier gesetzte Wert gr er oder gleich dem maximalen PWM Wert f r DRICUR bzw HOLCUR ist DRICUR Der Ausgang wird auf jeden Fall auf den per MAXOUT definierten Wert begrenzt Wird ein zu kleiner Wert gew hlt funktioniert der Mikroschrittbetrieb HOLCUR Ea nicht mehr ordnungsgem AMPSHNT ES Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 40 III Belegungstabellen TTL Ein Ausg nge SPS Ein Ausg nge Pinbelegung des 25 poligen D Sub male Pinbelegung des 25 poligen D Sub female TTL I O Pin SPS I O Pin Input 1 16 Input 1 6 Input 2 17 Input 2 7 Input 3 18 Input 3 8 Input 4 19 Input 4 9 Input 5 20 Input 5 20 Input 6 21 Input 6 21 Input 7 22 Input 7 22 Input 8 23 Input 8 23 Output 1 3 Output 1 3 Output 2 4 Output 2 4 Output 3 5 Output 3 5 Output 4 6 Output 4 6 Output 5 7 Output 5 7 Output 6 8 Output 6 8 Output 7 9 Output 7 9 Output 8 10 Output 8 10 5V max 300 mA Gesamtstrom 1 2 14 15 24V max 1000 mA Gesamtstrom 1 2 14 15 GND 11 12 24 25 GND 11 12 24 25 n C 13 n c 13 Analog Ein A
47. the appropriate commands see command set alle nec cessary computations are done internally proior to starting the axes Then all included axes start virtually at the same time In con trast to linear interpolation each axis is then performing its move ment just as it would do after a single start 8 7 Operation mode of the General Continuous Path Control Definition The PS 90 enables the approximation of any paths by chains of single vectors which are passed to the control in a vector table Therefore the general continuous path control is realised by a vector mode Relative positioning values which should be reached as accurately as possible at determined discrete points in time are registered in the vector table Point of reference and or starting point of the table vectors is the respective current target position of the axes The approximated paths are driven in velocity mode with trapezoid profile Realisation of Vector Mode Vector table Each table entry n defines a complete driving segment and contains the relative path vector for maximum eight axes a to h according to the axis numbers 1 to 8 the time interval AX given for the path vector contains a 16 bit function code F an 8 bit error code E and an 8 bit enable axis code T n AX At F JE T 1 Ant AXct AXe1 ti uet AXaN AXcN Aa AXeN AXhN 2000 The elements of the moti
48. velocity mode that determines whether the axis moves in positive or negative direction Therefore the velocity value sent to the PS 90 can take positive values for positive direction of motion or negative values for reverse direction of motion For this profile no destination position is specified The trajectory is executed by continuously accelerating the axis at the specified rate until the corresponding end velocity is reached The axis begins to slow down if a new velocity is defined which segments IV Vj VII velocity v time t fig 12 S curve profile A acceleration D deceleration J jerk value is smaller than the current velocity or if it has another sign than indicated by the current direction A simple velocity profile looks like a simple trapezoidal point to point profile as shown in fig 9 Fig 15 shows a more complicated profile in which both speed and direction of motion change twice acceleration deceleration deceleration change acceleration A velocity v 15 Velocity profile zh Note In the velocity mode the axis movement is not bound to a final position It is up to the user to select such velocity and acceleration values which guarantee a safe course of motion 8 4 Reference run The reference move drives onto one of the four limit switches The position can be zeroized at this point Therefor two refe
49. von Encodern mit Leitungstreibern antivalente Signale f r CHA CHB und optional Index I als auch von Encodern mit TTL CMOS Signalen Folgende Eingangssignale sind definiert Versorgung Vec 5V GND Kanal A TTL oder CMOS Kanal A invertiert Kanal B TTL oder CMOS Kanal B invertiert Kanal TTL oder CMOS Kanal invertiert Die Umsetzung der antivalenten Signale auf TTL Signale erfolgt mit RS 422 Leitungsempfangern SchlieBt man einen Encoder mit TTL CMOS Signalen an so bleibt der Eingang f r das invertierte Signal offen und wird intern mit einem hochohmigen Spannungs teiler auf 1 4V gezogen Die Leiterbahnen der invertierten Signale haben gerateintern auf den Antriebsplatinen Trennstellen mit beidseitigen berbr ckungs Pads um eine Unterbrechung der invertierten Signalleitungen zu erm glichen falls dies erforderlich sein sollte Am nichtinvertierenden Eingang ist ein Pullup Widerstand nach 5V vorgesehen 6 2 Eing nge und Ausg nge Zur Interaktion mit externen Sensoren und Aktoren sind entsprechende digitale und analoge Ein und Ausg nge vorgesehen An die TTL kompatiblen Eing nge k nnen einfache Gabellicht schranken etc angeschlossen werden Mit den TTL Ausg ngen ist es m glich digitale Hardware in der Anwendung direkt anzusteuern Die SPS kompatiblen Eing nge erm glichen die Verwendung der im Anlagenbau blichen 24VDC Induktiv Sensoren in Zweidraht und Dreidraht Technik Die Arbeitswiderst nde
50. worden sind Danach wird die Referenz fahrt gestartet Referenzfahrt f r Achse n Abfrage ASTAT solange bis Statusbyte n z P Bild 29 PS 90 Referenzfahrt f r Achse Zwischen zwei einzelnen Befehlen die zur PS 90 gesendet werden ist eine Verarbeitungszeit Interpreterzeit von ca 20 bis 40 Millise kunden zu ber cksichtigen Empfangene Ger temeldungen k nnen z B Zeichen f r Zeichen im Millisekunden Takt abgeholt werden bis die definierte Stringende Kennung empfangen wird Eine Verwendung des mitgelieferten Softwarepakets OWISoft inklusive SDK und DLL erleichtert die Inbetriebnahme wesentlich da h ufig verwendete Befehlsfolgen bereits als Funktionen bzw Prozeduren zusammengefasst sind und der erforderliche Laufzeit abgleich ebenfalls implementiert ist Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 18 Befehlssatz der PS 90 Generelles zum Format der Befehle Jeder Befehl wird ber die Schnittstelle RS 232 oder USB in Form von ASCII Zeichen bertragen Die einzelnen Zeichen eines Befehls werden automatisch in GroBbuchstaben umgewandelt Jeder Befehl wird mit CR oder CR LF oder LF einstellbar abgeschlossen Weiterhin ist der Antwortmodus einstellbar TERM Dazu gibt es drei Einstellungen 1 Beim Auslesen des Message Ausgangs Buffers wird nur eine zweistellige Zahl zur ckgegeben Fehlercode Diese Einstellung wird vorzugsweise
51. 0 f r keine Y Achse 3 Segmentzeit in ms 16 Bit 4 Funktionscode OR Maske f r die Segmente 16 Bit 5 Anzahl der Kreissegmente 16 Bit 6 Kreisradius mit Vorzeichen 32 Bit 7 Anfangswinkel in Grad mit Vorzeichen 16 Bit 8 Winkelbereich in Grad mit Vorzeichen 16 Bit 9 Optional Skalierung Z hler mit Vorzeichen 16 Bit 10 Optional Skalierung Nenner mit Vorzeichen 16 Bit PTABCPY Einen Bereich der Tabelle f r Bahnsteuerung kopieren Der Wert vor dem PTABCPY lt UV gt lt UV gt uv Zeichen gibt den Zielindex in der Positionstabelle an der Wert hinter 50 10 20 dem Zeichen gibt den Quellindex an und der Wert hinter dem Komma die Anzahl Zeilen die kopiert werden sollen PTABDEL lt uv gt lt uv gt Einen Bereich der Tabelle f r Bahnsteuerung l schen Der Wert vor dem PTABDEL50 20 Zeichen gibt den Zeilenindex an ab dem gel scht werden soll der Wert hinter dem Zeichen gibt die Anzahl Zeilen an die gel scht werden sollen MCSTP lt n gt lt uv gt ikroschrittaufl sung bei Schrittmotorachsen einstellen MCSTP1 50 MCSTP lt n gt ikroschrittauflosung bei Schrittmotorachsen auslesen MCSTP1 50 DRICUR lt n gt lt uv gt Fahrstrom bei Schrittmotorachsen als ganzzahliger Prozentwert des Maxi DRICUR1 50 malstromes im vorgewahlten Strombereich 1 oder 2 in Prozent einstellen Strombegrenzung bei DC Achsen einstellen 100 96 entsprechen 12 A Diese Einstellung wird nur nach einem Neustart der Steuerung mit
52. 01 With this command the limit positioning monitoring for tho lower limit and or upper limit for position can be set activ and inactive respectively The limit positioning monitoring behaves like the according DEC switch Bit sequence lt MAXDEC MINDEC gt LMK lt n gt Read out limit positioning monitoring mask for axis LMK1 01 LSTAT lt n gt Read current logical state of limit positioning monitoring for the axis LSTAT1 01 Bit 0 MINDEC lower limit is transcanded Bit 1 MAXDEC upper limit is transcanded limit switch configuration reference motion SLMIN lt n gt lt uv gt Set negative limit position for the axis SLMIN1 100 SLMIN lt n gt Read out negative limit position for the axis SLMIN1 100 SLMAX lt n gt lt uv gt Set positve limit position for the axis SLMAX1 100000 SLMAX n Read out positive limit position for the axis SLMAX1 100000 ETTLIN Query current state of the optional TTL inputs of a motor driver board ETTLINI 1 ETTLOUTS lt n gt lt bin gt Set TTL outputs for the motor power stage of an axis The axis number and ETTLOUTS1 10 a binary set mask are transferred ETTLOUTC lt n gt lt bin gt Reset TTL outputs for the motor power stage of an axis The axis number ETTLOUTC 1201 and a binary delete mask are transferred
53. 1 0A PWM The analog inputs can measure voltages between OV and 4 096V directly and convert them into digital values with a resolution of 10 bits reference voltage 4 096V The in and outputs are not galvanically separated The query commands ANIN lt uv gt and INPUTS correspond to the same inputs of the PS 90 see command set page 62 The eval uation of the inputs takes place either analog or digital The four power outputs are PWM type and switching towards GND They are designed to drive inductive loads which need a high actuating current for a short time and a low stand by current afterwards as holding brakes or solenoids e g The power outputs can be configured by software especially for driving a motor holding brake The emergency stop functionality of the PS 90 is based on EN 418 and interrupts the supply circuit of the motor output stages on the secondary side safety low voltage 24V or 48V The function is implemented by means of a self holding relay with forcibly actuated contacts two n c contacts in series When switching off the output stages their supply is switched off and additionally the output stages are disabled dual security Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 7 Control Unit Architecture and Function b 1 1 2 3 4 fig 3 side and inside housing view The control unit consists primarily of
54. 2 Wellenende des Motors angeflanscht ist Wichtigste Kenngr e des Encoders ist die Encoder Strichzahl R Sie gibt die Anzahl der sog Linien d h Hell Dunkel Perioden je Motorwellenumdrehung an Die Signale durchlaufen eine Vierfach Auswertung woraus sich generell eine 4 fach h here Aufl sung als die Encoder Strichzahl ergibt Abtastzeit Die Periodendauer des digitalen Reglers wird auch als Abtastzeit bezeichnet und ist durch die Hardware festgelegt Die minimale Abtastzeit betr gt 204 8 us Sie kann bei Bedarf um ganzzahlige Vielfache von 51 2 us erh ht werden 204 8 us n 51 2 us ne 0 1 386 entsprechend einer Abtastzeit von 204 8 us 256 us 19986 us Als Abtastzeit k nnen nur ganzzahlige Werte an die PS 90 bergeben werden Der Wert wird intern auf den n chsten g ltigen Wert gerundet Standardwert Voreinstellung 256 us Endgeschwindigkeit Die Positionierung der Achsen wird im Punkt zu Punkt Verfahren vorgenommen Hierbei beschleunigt jede Achse wahlweise mit trapezf rmigem oder S f rmigem Geschwindigkeits Profil Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 19 20 Die Endgeschwindigkeit V nach der Beschleunigungsrampe wird als 32 Bit Wort angegeben Ihr Wertebereich reicht von 1 bis 2147483647 Hinweis Keinesfalls darf eine h here Geschwindigkeit vorgegeben werden als die Mechanik in der Lage ist zu fahren
55. 4 burst RF emission according to the generic standard EN 61000 6 3 with Conducted RF on power lines according to Basic standard EN 55014 1 household appliance Radiated RF according to Basic standard EN 55014 1 household appliance Limits for harmonic current emissions Basic standard EN 61000 3 2 Limit for limitation of voltage changes voltage fluctuations and flicker Basic standard EN 61000 3 3 5 Technical Overview power supply switch mode power supply with output current limit number of axes up to nine axes SM DC and BLDC up to six nano hybrid axes SM motor type 2 phase step motors Open Loop OL 2 phase step motors Closed Loop CL DC servo motors BLDC servo motors nano hybrid axes communication USB 2 0 RS 232 optional Anybus interface Modbus TCP installation tabletop unit with a top quality metal housing protection class IP 20 encoder quadrature signals A B and Index RS 422 or TTL level with quad evaluation max counting frequency 2 MHz signal respectively 8 MHz quadrature dual encoder option for the connection of a second encoder or linear measuring system for follow up controller so called Dual Loop mode Resolution 32 bit max counting frequency 5 5 MHz signal functions acceleration and brake ramps can be parametrized trapezoidal velocity or S curve profiling modes motion profiles point to point positioning operation linear and circular interpolation Sub
56. 79 80 Connecting Cable 1 signal cable Twisted Pair 8x2x0 15 mm with overall shielding and star quad core with additional shield 4x0 25 mm Recommendation for a RS 232 Interface Cable Following pin assignment is recommended to enable the communi cation to a PC The handshake signals are basically returned locally pair no color wire 1 color wire 2 cross sectional area D Sub 9 pin female connector D Sub 9 pin female connector 1 red blue 0 15mm 2 2 2 white brown 0 15 mm 3 3 3 green yellow 0 15 mm 5 5 4 grey pink 0 15 mm shield to plug housing shield to plug housing gt black violet lamm 1 4 6 connected not connected 6 grey pink red blue 7 8 connected not connected 4 orange orange black not connected 1 4 6 connected 8 transparent transparent red 0 15 mm netconneced 7 8 connected 9a green white green brown 0 25 mm ob velis 025mm Firmware Update over the RS 232 Interface 2 motor cable with overall shielding core no color cross sectional area 1 red 0 6mm 2 blue 0 6mm 3 white 0 6mm 4 black 0 6mm 5 brown 0 6 mm 6 pink 0 5 mm 7 grey 0 5mm Linear Measuring System Encoder pin assignment of the CONNEI 12 pin circular socket encoder pin A 5 6 B 8 B 1 3 T 4 5V 2412 GND 10411 A firmware update o
57. BETRIEBSANLEITUNG PRAZISION IN PERFEKTION USER MANUAL PRECISION IN PERFECTION Universal Positioniersteuerung Universal Position Control Unit PS 90 9013 0180 31 07 2014 OWIS GmbH Im Gaisgraben 7 Tel 49 0 76 33 95 04 0 info owis eu 79219 Staufen i Br Germany Fax 49 0 76 33 95 04 440 www owis eu mobile owis eu nderungen vorbehalten Copyright reserved by OWIS 2006 Subject to change without notice Inhalt 1 Allgemeines bb n ds 5 2 Ausf hrung und Lieferumfang 5 DA StAMO ANG M 5 2200 dag 5 2 3 P 5 SI SIEDBFDBIEae 6 Str me und Spannungen 6 Erw rmung des K hlk rpers bis max 70 6 4 Normen und Richtlinien 6 5 Technische bersich usua titt 6 6 Aufbau der Steuerung sss 7 e 7 Reset Taster esessssese sitne netiis 7 6 1 Anschliss8 8 USB und RS 232 Schnittstelle sss 8 Anybus Schnittstelle nennen 8 Elan el EE 8 Stromversorgung nnn 8 Universal Motoranschluss sss 8 End und Reiererzeschalter 8 Encodereirigarig usato eet teen deen eer dei 9 6 2 Eing nge und 9 9 7 Steuerungsarchitektur und Funktio
58. Configuration of Limit and Reference Switches The command SMK defines which end switches should be used with the corresponding positioning units connected If one bit is set 1 the corresponding limit switch will be recognized The limit switch polarity is preset with the command SPL The value handed over defines whether the limit or reference switches should be set oa or high A cleared bit means that the respective switch is low active e g normally open contact towards GND which means not connected in inactive mode If one bit is set standard configuration then the corresponding switch must be high active e g normally open contact towards GND which means connected in inactive mode The limit switch inputs work normally with 5V CMOS level while NPN open collector or push pull outputs can be equally connected as high impedance pull up resistors 4 7 kOhm towards 5V are already built in The limit switch inputs accept external voltages of up to 4 24V Reconnection after Axis Error When an axis error occurs after activating a limit switch MINSTOP oder MAXSTOP the axis lt n gt should be reconnected as follows 1 initialize via command INIT lt n gt 2 release limit switch via command EFREE lt n gt 14 2 Output Stage Error Monitoring The status of each motor power stage is transferred to the PS 90 main microcontroller via digital line This signal is periodically monitored If a power st
59. FF lt n gt Read out automatic switch off setting in joystick mode JAUTOMOFF1 0 JPLAX lt n gt The joystick X axis first axis of the joystick plane is assigned to a certain axis number If 0 is transferred the X axis of the joystick is disabled JPLAX 2 JPLAX Read out joystick plane X axis assignment PLAX JPLAY lt n gt The joystick Y axis second axis of the joystick plane is assigned to a certain axis number If 0 is transferred the Y axis of the joystick is disabled JPLAY 3 2JPLAY Read out joystick plane Y axis assignment JPLAY JPLAZ lt n gt The joystick Z axis third axis of the joystick plane is assigned to a certain axis number If 0 is transferred the Z axis of the joystick is disabled JPLAZ 3 JPLAZ Read out joystick plane Z axis assignment JPLAZ LIGO lt uv gt Start positioning with linear interpolation for a group of axis binary definition mask Bit order axis 9 axis 8 axis 7 axis 6 axis 2 axis 1 gt LIGO 000000111 IVEL lt n gt lt uv gt Set maximum velocity uv for axis lt n gt used for linear interpolation signed IVEL1 50000 2IVEL lt n gt Read out maximum velocity lt uv gt for axis lt n gt used for linear interpolation signed IVELT 50000 IACC lt n gt lt uv gt Set maximum acceleration uv for axis lt n gt used for linear interpolation signed
60. INPUTS Read out current state of the inputs 16 bit binary digit INPUTS 0010100100101101 INPTTL Read out current state of all TTL inputs 8 bit binary digit INPTTL 10100100 INPSPS Read out current state of all SPS inputs 8 bit binary digit INPSPS 00110011 OUTPUT lt uv gt lt uv gt Change current state of an output OUTPUT1 0 OUTPUTS Read out current state of all outputs 0UTPUTS 0010100100101101 OUTTTL lt uv gt lt uv gt Change current state of a TTL output OUTTTL1 0 OUTTTL Read out current state of all TTL outputs OUTTTL 00101001 2 OUTSPS lt uv gt lt uv gt Change current state of a SPS output OUTSPS1 0 OUTSPS Read out current state of all SPS outputs OUTSPS 00101001 INMODE lt uv gt Select input level TTL SPS 0 TTL 1 SPS INMODEO INMODE Query currently set input level TTL SPS INMODE 0 ANIN uv Query analog input the port number from 1 to 8 will be set and the ANIN3 234 converted 10 bit value will be returned DAOUT lt uv gt lt uv gt Set analog output the port number from 1 to 8 and the output value for DAOUT2 250 the DA converter are set DAOUT lt uv gt Query analog output the port number from 1 to 8 is entered the current 7DAOUT2 250 digital value that has been set is returned OPWM lt uv gt lt uv gt Set PWM output the port number from 1 to 8 and the level control value OPWM1 55 are set from 0 to 100 96 OPWM lt uv gt Query PWM output the port number from 1 to 4 is entered and the
61. KD 900 0 40 1500 lt uv3 gt lt uv4 gt MPUNIPID lt n gt Read out PID current control values MPUNIPID1 900 0 40 1500 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 72 command h Er group command function description example response INPOSMOD lt n gt lt uv gt Set end of motion reporting mode INPOSMOD1 0 0 target position reached 1 actual position is within the settling window for a time defined by INPOSTIM command INPOSMOD n Read out end of motion reporting mode INPOSMOD1 0 INPOSTIM lt n gt lt uv gt Set end of motion reporting time in multiples of the cycle time INPOSTIM1 1000 INPOSTIM lt n gt Read out end of motion reporting time INPOSTIM1 1000 INPOSWND lt n gt lt uv gt Set end of motion settling window in encoder counts INPOSWND1 50 INPOSWND lt n gt Read out end of motion settling window INPOSWND1 50 AMPPWMF lt n gt lt uv gt Set PWM output frequency of drive controller board 20000 or 80000 is possible AMPPWMF1 20000 5 AMPPWMF lt n gt Read out PWM frequency of drive controller board AMPPWMF1 20000 ENCLINES lt n gt lt uv gt Set encoder line number for an axis ENCLINES 1 500 s ENCLINES lt n gt Read out encoder line number for an axis ENCLINES1 500 E MOTPOLES lt n gt lt uv gt Set motor pole number for an
62. O LIGO durchgef hrt wird wird zyklisch diese Timeout Zeit berwacht Dauert die Bewegung l nger als diese Zeit so wird der Antrieb stromlos geschaltet ASTAT gt 7 siehe Befehlssatz ab 5 25 d h die Regelschleife wird ge ffnet und das Endstufen Freigabe Signal wird inaktiv gesetzt Diese Funktion ist n tzlich wenn z B bei der Referenzfahrt der Referenzschalter nicht gefunden wird Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 15 Handterminal Das Handterminal wird als Fernbedienung der Steuerung verwen det Es k nnen Achsparameter ge ndert und Aktionen ausgel st werden Das Handterminal muss vor dem Einschalten der Steuerung angeschlossen werden damit es bei der Initialisierung erkannt wird ber die Tasten und das LC Display ist eine einfache Men steuerung m glich Bild 25 Handterminal Die Sprache der Benutzerf hrung am LC Display ist englisch 15 1 Grundfunktionen des Handterminals Nachfolgende Grundfunktionen k nnen per Handterminal ausgef hrt werden e Achse freigeben Release e Achse initialisieren Achsparameter ver ndern e RS 232 Schnittstelle konfigurieren e Achse mit Pfeiltasten fahren e Achse auf Zielposition fahren e Achse auf Referenzposition fahren e Joystick konfigurieren und Achsen per Joystick fahren e Demonstrations Modus f r eine Achse einschalten e Eing nge auslesen e Ausg nge setzen ak
63. S in start stop operation mode The PS 90 has a digital profile generator The speed profiles are periodically calculated and sent to the 2 phase step motor Cycle Time The cycle duration of the digital profile generator is defined by hardware 256 us Final Velocity The positioning of the axes is done by means of the point to point method Each axis follows a trapezoidal or S shaped velocity profile The final velocity V after the acceleration ramp is specified by one 32 bit word The value of V ranges from 1 to 2147483647 Note It must be ensured that no higher velocity is entered than the equipment is able to withstand since otherwise the mechanism may be damaged or destroyed When the speed V and the encoder line number R is given the motor speed is calculated as follows 1 EH step frequency in micro step mode e 65536 resp a E VS Mcstp Tp 65536 The speed of rotation for a step motor with R full steps each motor revolution can be calculated as step frequency normed for full step mode 60 1 V min Mam bt 65536 revolutions minute resp Hp Mcstp R Tp 65536 n RPS S For the conversion of the motor rotary speed to the positioning velocity of mechanism mechanical data such as spindle pitch and where appropriate the influence of a gearbox must also be taken into consideration revolutions second Acceleration for Trapezoidal
64. SUB 4278190080 ABNETCOM Anybus Netzwerk Kommunikationsparameter einstellen z B die Bitrate ABNETCOM 10 ABNETCOM Anybus Netzwerk Kommunikationsparameter abfragen ABNETCOM 10 Anderungen vor behalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Il Relevanz der Parameter f r verschiedene Motortypen E 5 5 28 5 28 8 E E 28 21 3 F s 8 8 8 5 is f a S ch 2 a ae aUo 2 MOTYPE MOTPOLES 4 AXIS ENCLINES 4 ELCYCNT FKD BLDCCT FDT t PHINTIM FKI PHINAMP FIL t FST t t INPOSTIM 4 MAXOUT t INPOSWND MXPOSERR INPOSMOD SMK HBCH SPL HBFV RMK HBTI RPL HBSV RVELF JPLAX RVELS JPLAY 1 1 7 DACC 1 1 JVEL PVEL t JZONE ig EDACC t JZEROX FVEL JZEROY ABSOL t t t t JBUTTON RELAT 4 ben tigt PMOD t hi nicht ben tigt optional AMPPWMF T
65. Steuerung geh rt auch die Software OWlSoft Damit kann die PS 90 komfortabel konfiguriert und betrieben werden OWIS Positioniereinheiten sind in OWISoft hinterlegt und m ssen nur dem jeweiligen Antrieb zugeordnet werden Integration und Betrieb von Fremdmotoren ist ebenfalls m glich 2 Ausf hrung und Lieferumfang Die PS 90 besteht aus einem Grundgerat f r unterschiedliche Motorspannungen und wird entsprechend den Kundenanforde rungen mit Achsmodulen zus tzlichen Funktionen und Anschl ssen best ckt Ein Nachr sten mit Achsmodulen Funktionen und Anschl ssen ist ebenso m glich Das Ger t wird bei OWIS9 komplett aufgebaut getestet und anschlussfertig geliefert Die g ltige Firmware f r die Steuerung ist eingespielt Sie kann gegebenenfalls ber die USB oder RS 232 Schnittstelle aktualisiert werden Zum Lieferumfang der Steuerung geh ren e P590 der gew nschten Motorkonfiguration e Netzkabel mit 2 5 m Lange e USB Kabel mit 2m Lange e CD mit OWISoft und Dokumentation in Deutsch und Englisch e gedruckte Version der Betriebsanleitung in Deutsch und Englisch e Datenblatt in Deutsch und Englisch 2 1 Standard Die Steuerung verf gt ber e USB Anschluss e RS 232 Anschluss e Anschluss f r Handterminal e Anschluss f r externen NOT AUS Taster e 4 Eing nge f r Referenz bzw Endschalter je Achse e 8 TTL und Analogeing nge 8 TTL und Analogausg nge e 8 SPS Ein und Ausg nge e Motoranschlus
66. Subject to change without notice Beschleunigung vor dem Halbweg in Richtung Endgeschwindigkeit oder Endposition erreicht werden kann Hier w rde das Profil dann nicht die Segmente Il und VI enthalten siehe Bild 13 Segmente a My IV pV Vi Geschwindigkeit v Zeitt MP Bild 13 S Kurve erreicht nicht die maximale Beschleunigung A Beschleunigung D Verz gerung J Beschleunigungs nderung Falls eine Position derart angegeben wird dass die Endgeschwindigkeit nicht erreicht werden kann wird es kein Segment IV geben siehe Bild 14 Segmente ll VII Geschwindigkeit v Zeitt Bild 14 S Kurve ohne maximales Geschwindigkeitssegment A Beschleunigung D Verz gerung J Beschleunigungs nderung Im Gegensatz zum trapezf rmigen Profilmodus erlaubt der S Kurven Profilmodus keine nderungen an einem der Profilparameter w hrend die Achse in Bewegung ist Ebenfalls darf die Achse nicht in den S Kurven Modus geschaltet werden w hrend die Achse in Bewegung ist Es ist allerdings erlaubt vom S Kurven Modus zu einem anderen Profilmodus w hrend der Bewegung zu wechseln 8 3 Geschwindigkeitsmodus Die folgende Tabelle fasst die Profilparameter f r den Geschwindig keitsmodus zusammen Profilparameter Format Wort Bereich lange Geschwindigkeit 16 16 32 bit 2 147 483 648 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle Beschleunigung 16 16 32 bit 1 2
67. Weginkrements des Linearmesssystems den Referenzpunkt und ggf die aktuelle Position Zur steuerungsinternen Berechnung der Wegstrecke des Aktors wird das Verh ltnis zwischen Weginkrement des Aktors und Weginkrement des Linearmesssystems ber einen Umrechnungsfaktor F Z N definiert der sich aus dem Quotienten beider Aufl sungswerte ergibt Ein Positioniervorgang mit Nachlaufregelung entspricht folgendem 3 Phasen Schema e Mittels des gegebenen Umrechnungsfaktors Z N wird aus den gegebenen Positionsdaten die zu verfahrende Relativdistanz des Aktors berechnet Die so berechnete Distanz wird verfahren Phase 1 Grobpositio nierung und die Abweichung zur Sollposition berechnet e Liegt die Istposition au erhalb des definierten Zielfensters erfolgt falls gew nscht eine iterative Ann herung d h es wird zyklisch eine Relativdistanz des Aktors berechnet und an den Motor ausgegeben usw Phase 2 Iteration Hierbei gilt als Konvergenzkriterium dass sich der Betrag der Lageabweichung bei jedem Iterationsschritt verringern muss bis die Istposition schlieBlich innerhalb des Zielfensters liegt Daraus folgt als Divergenzkriterium f r die Iteration dass der Abbruch der Iteration dann erfolgt wenn der Betrag der Lageabweichung nach Korrekturfahrt n gr er oder gleich dem Betrag der Lageabweichung nach Korrekturfahrt n 1 ist e Nach erfolgreichem Abschlu Konvergenz Istposition liegt innerhalb Zielfenster oder Abb
68. a certain axis With this command one can release 1 AXIS5 1 or unrelease 0 an axis 2AXIS n Read out release status for an axis If an axis is released a 1 is sent back AXIS5 1 to the host otherwise a 0 is returned MOTYPE lt n gt lt uv gt 0 DC brush MOTYPE1 0 2 Step motor Open Loop 3 Step motor Closed Loop 4 BLDC MOTYPE lt n gt Read out motor type for an axis MOTYPE1 0 AMPSHNT lt n gt lt uv gt Set current range for one axis AMPSHNT1 0 0 current range 1 low 1 current range 2 high AMPSHNT lt n gt Read out preselected current range for one axis AMPSHNT1 1 2 TERM lt uv gt Set terminal mode TERM 2 S mode 0 short response 2 mode 1 response with plain text S mode 2 response with plain text and OK handshake after each 9 command without feedback E TERM Query terminal mode TERM 2 BAUDRATE Set baud rate for the serial interface allowed values BAUDRATE 9600 9600 19200 38400 57600 115 200 This setting becomes active only after the next reset or power on BAUDRATE Read out current baud rate for the serial interface BAUDRATE 9600 COMEND Set command end identification 0 CR 1 CR LF 2 LF COMEND 0 COMEND Read out command end identification COMEND 0 SAVEGLOB Store global parameters in serial FRAM SAVEGLOB LOADGLOB Recall global parameters out of the serial FRAM LOADGLOB SAVEAXPA lt n gt Store axis parameters for an axis in the serial FRAM SAVEAXPA1 LOADAXPA lt n gt Re
69. abellenvektoren ist die jeweilige aktuelle Sollposition der Achsen Die approximierten Bahnkurven werden im Geschwindigkeitsmodus Realisierung des Vektormodus Vektortabelle Jeder Tabelleneintrag n definiert ein komplettes Fahrsegment und enth lt den relativen Fahrtvektor Ax f r maximal acht Achsen a bis h entsprechend den Achsnummern 1 bis 8 das f r die Fahrt des Vektors vorgegebene Zeitintervall At einen 16 Bit Funktionscode F einen 8 Bit Fehlercode E und einen 8 Bit Achsfreigabecode T n AX At F JE al ci el gl 2000 AXaN AXpN AXan AXeN AX 2 Es k nnen maximal 2000 Vektoren definiert werden Die Elemente des Fahrtvektors Einzeldistanzen werden als ganz zahlige Werte mit Vorzeichen Integer 16 Bit dargestellt Die maxi male Wegdistanz f r ein Zeitintervall At betr gt 32760 Inkremente d h als Wertebereich f r einen Positionseintrag ist ein Zahlenwert von 32760 bis 32760 zul ssig Segmentdauer Das Zeitintervall At f r Fahrsegment n wird als ganzzahliges Vielfaches von 1 024 ms angegeben Der Wertebereich reicht von 20 bis 1638 woraus sich eine definierbare Segmentzeit von minimal 20 48 ms bis maximal 1 6773125 in Schritten von 1 024 ms ergibt At 20 1 024ms 20 48 ms min At 1638 1 024ms 1 677312s Nmax Steuercodes Alle hier verwendeten Codes F E und T sind prinzipiell Bin rcodes die grunds tzlich als
70. adjusted Note a The default parameters stored in OWISoft apply for the idle operation no load For optimal positioning the standard parameters of the PID control must be adjusted for the specific application specific load For adjusting please read the manual OWISoft If the control shall be used by a user s own software please read the chapter Instructions Concerning the Setup of User Application Software There you will also find the command table for the PS 90 as well Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 14 Malfunction Monitoring 14 1 Limit Switches The PS 90 has four limit switch inputs two for limit switches MIN STOP MAXSTOP and two for brake switches MINDEC MAXDEC as well as capability for a reference switch for each axis One of the four limit switches is defined as reference switch slide motor MAXDEC MAXSTOP fig 23 Identification of limit switches MINDEC MINSTOP OWIS positioning units are provided with maximum of four limit switches The limit switches working in negative direction motion of the slide towards the motor are named MINDEC and MINSTOP The limit switches working in positive direction motion of the slide away from the motor are similarly named MAXDEC and MAXSTOP limit switches negative range limit switches positive range forbidden pos
71. age detects an error then the motor is shut off i e the control loop is opened and the power stage is disabled 14 3 Motion Controller Error Monitoring The communication with the motion processors is monitored in similar way If error or implausibility occur then the motor is shut off that means that the control loop is opened and the power stage is disabled 14 4 Time Out Monitoring Additionally a timeout value in ms 32 bit range can be defined as parameter for each axis The monitoring can be switched off by setting the timeout to 0 This timeout is monitored periodically while a motion is executed PGO REF EFREE PWMSGO LIGO If the motion lasts longer than this time then the motor is shut off ASTAT gt Z see comand table p 62 that means that the con trol loop is opened and the power stage is disabled This function is useful if for instance during the reference motion one of the refer ence switches cannot be found Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 63 64 15 Hand Held Terminal The hand held terminal is used as remote control for the equip ment Axis parameters can be changed and actions can be initiated The hand held terminal has to be connected before the device is switched on in order to be recognized during the initialization Using the keys and the LC display an easy control of the PS 90 via menu commands is possible Sh
72. altermaske f r eine Achse setzen RMK3 0001 S Mit dem Befehl wird definiert welcher der 4 Endschalter einer Achse als Referenzschalter interpretiert werden soll Es muss eine Maske mit genau E einer 1 bergeben werden Bit Reihenfolge MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt RMK n Referenzschaltermaske f r eine Achse auslesen RMK3 1 S RPL lt n gt lt uv gt Referenzschalterpolarit t f r eine Achse setzen RPL3 1110 ke Dieser Befehl definiert den aktiven Pegel des Referenzschalters 5 Bit Reihenfolge lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt RPL lt n gt Referenzschalterpolaritat f r eine Achse auslesen RPL3 1110 b HYST lt n gt Referenzschalterhysterese einer Achse auslesen HYST1 28 ach erfolgter Referenzfahrt kann mit dem Kommando die Hysterese E des Schalters ausgelesen werden REFST lt n gt Abfrage der G ltigkeit der Referenzfahrt REFST 1 ach erfolgter Referenzfahrt wird der Status auf 1 G ltig gesetzt Schaltet man einen Antrieb ohne Encoder z B Schrittmotor Open Loop stromlos so wird die G ltigkeit auf 0 zur ckgesetzt LMK lt n gt lt uv gt Limit Positions berwachungsmaske f r die Achse setzen Mit diesem Befehl LMK1 01 wird die Limit Positions berwachung f r die untere und oder die obere Grenzposition aktiv bzw inaktiv geschaltet Die Limit Positions berwachung verh lt sich beim berschreiten der Grenzen wie der entsprechende DEC Schalter Bit Reihenfolge lt MAXDEC MINDEC
73. an axis preselection PWMSSET2 is by analogy to the normal positioning without follow up control via the 100000 commands ABSOL and RELAT respectively if absolute position indication is selected the parameter is interpreted as absolute position with sign If relative position indication is chosen the parameter is interpreted as travel with sign The new absolute target position is now calculated by the sum of the last target position and travel PWMSSET lt n gt Read out target position and relative travel respectively for an axis PWMSSET2 100000 Start positioning with WMS at an axis The axis moves to the new target position either trapezidol or S shaped profile see PMOD 7 Set half target window width for the positioning with WMS whole width of _ PWMSWIN lt n gt lt uv gt target position PWMSWIN PWMSWIN1 10 PWMSWIN lt n gt Query half target window width for positioning with WMS PWMSWIN1 10 WMSVEL lt n gt lt uv gt _ Set follow up velocity for positioning with WMS without sign WMSVEL1 100 WMSVEL lt n gt Query follow up velocity for positioning with WMS WMSVEL1 Stop positioning with WMS at an axis If the axis at position with MS in PWMSSTP lt n gt phase 3 the mode has to be stopped by this command before moving the PWMSSTP1 S axis with a new command amp PWMSMODE lt n gt lt uv gt Set positioning mode for positioning with WMS PWMSMODE1 1 ode 0 coarse positioning phase 1 2 ode 1 coars
74. ange without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 27 28 Anhang Befehlstabelle perehis Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe ASTAT Statusabfrage der Achsen pro Achse wird ein Zeichen zur ckgeschickt ASTAT IIOURTTJV das den aktuellen Zustand der Achse beschreibt l Achse nicht initialisiert Achse stromlos in Ruhe Achse bestromt in Ruhe Achse positioniert im Trapez Profil 5 Achse positioniert im S Kurven Profil V Achse arbeitet im Geschwindigkeitsmodus Achse f hrt auf Referenzposition Achse f hrt einen Endschalter frei J Achse arbeitet Joystick Betrieb L Achse stromlos nachdem sie auf Limitschalter MINSTOP MAXSTOP gefahren ist Achse wird gestoppt nachdem sie auf einen Bremsschalter MINDEC MAXDEC gefahren ist Achse stromlos nach Endstufen Fehler Achse stromlos nach Motion Controller Fehler Z Achse stromlos nach Timeout Fehler Phaseninitialisierung aktiv Schrittmotor Achse Achse nicht freigegeben EI Achse stromlos nach Bewegungsfehler W Achse positioniert im Trapez Profil mit WMS X Achse positioniert im S Kurven Profil mit WMS Y Achse arbeitet im Geschwindigkeitsmodus mit WMS Achse arbeitet im Bahnsteuerungsgeschwindigkeitsmodus Achse arbeitet im Piezo Nachf hrm
75. annungsbereich 24V oder 48V Die Funktion wird durch ein selbsthaltendes Relais mit zwangsgef hrten Kontakten 2 Offnerkontakte in Reihe umgesetzt Bei Abschaltung der Endstufen wird zusatzlich zur Endstufenversorgung die Endstufenfreigabe weggeschaltet doppelte Sicherheit Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 10 7 Steuerungsarchitektur und Funktion Bild 3 Geh use Seiten und Innenansicht Die Steuerung besteht im Wesentlichen aus folgenden Komponenten 1 ein eingebautes Netzteil 2 eine Hauptplatine 3 max 3 Antriebsplatinen 4 max 9 Motorplatinen Endstufen 7 1 Aufbau Hauptplatine max 3 Antriebsplatinen 9 Motorplatinen beispielsweise Handterminal lt gt RS 485 ERES r Antriebsplatine tevo PC ch RS 232 DC Servo _ DC Li PC USB 2 0 b rstenbehaftet Option i DC Servo lt Anybus Schnittstelle Ethemet Antriebsplatine DC Servo DC Servo Joystick Analogeingang rstenlos Not Aus IPRS T Ph Schrittmotor lt 1 0 digital zu i i 2 Ph Schrittmotor iti iti lt 10 analog 7 Ph Schrittmotor Bild 4 Steuerungsarchitektur Hauptplatine 2 EN USB 2 0 r Antriebsplatine Mikrocontroll
76. bei Erreichen des Zielfensters beendet odus 6 Grobpositionierung Phase 1 Iteration Phase 2 Phase 3 mit Hybrid Nachf hrung Phase 3 wird im Zielfenster beendet odus 7 Grobpositionierung Phase 1 Iteration Phase 2 Phase 3 mit Hybrid Nachf hrung Phase 3 bleibt aktiv odus 8 Grobpositionierung Phase 1 Korrekturfahrt Phase 2 Phase 3 mit Hybrid Nachf hrung Phase 3 wird im Zielfenster beendet odus 9 Grobpositionierung Phase 1 Korrekturfahrt Phase 2 Phase 3 mit Hybrid Nachf hrung Phase 3 bleibt aktiv PWMSMODE lt n gt Positioniermodus fiir die Positionierung mit WMS abfragen PWMSMODE1 6 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe WMSVELens uvs Nachfahrgeschwindigkeit beim Positionieren mit WMS einstellen WMSVEL1 100 ohne Vorzeichen WMSVEL lt n gt Nachfahrgeschwindigkeit beim Positionieren mit WMS auslesen WMSVELT 100 PWMSSTP lt n gt Positionierung mit WMS bei einer Achse stoppen befindet sich die Achse PWMSSTP1 beim Positionieren mit WMS in Phase 3 so muss vor dem Verfahren der Achse mit einem neuen Befehl diese Betriebsart mit diesem Befehl beendet werden PWMSSTATE lt n gt Zustand beim Positionieren einer Achse mit WMS auslesen PWMSSTATE1
77. ben werden Unterst tzte Betriebssysteme Windows XP Windows Vista 32 64 Bit Windows 7 32 64 Bit Windows 8 32 64 Bit und Windows 8 1 32 64 Bit Die Software Schnittstelle enth lt Beispielprogramme mit dem Quellcode und Hilfedateien F r die Inbetriebnahme mit OWISoft sind die jeweiligen Parameter der Positionierer f r die Achsen hinterlegt die nur noch angew hlt werden m ssen Hinweis Die hinterlegten Parameter sind f r unbelastete Positionierer voreingestellt F r optimalen Lauf m ssen die Reglerparameter der konkreten Belastungen angepasst werden Lesen Sie hierf r bitte die Bedienungsanleitung OWISoft F r die Inbetriebnahme mittels eigener Applikationssoftware lesen Sie bitte das Kapitel Hinweise zum Aufbau einer eigenen Applika tionssoftware Dort ist im Anschluss auch eine Tabelle mit den Befehlss tzen der PS 90 angef gt Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 23 14 Fehler berwachung 14 1 Endschalter Die PS 90 besitzt vier Endschaltereing nge davon jeweils zwei Eingange f r Limit Schalter MINSTOP MAXSTOP und zwei f r Bremsschalter MINDEC MAXDEC sowie Auswertem glichkeit f r einen Referenzschalter je Achse Einer der vier Schalter ist als Referenzschalter definiert Motor Schieber SE MAXDEC MAXSTOP Bild 23 Endschalterkennzeichnung MINDEC MINSTOP
78. bsplatine 3 Motorplatinen z B Achse 1 bis 3 3 Achs Motion Prozessor Schnittstelle Wegmesssystem 4 Endschalter 1 Referenzschalter Bild 6 Funktion Antriebsplatine mit Motorplatine Die PS 90 kann mit maximal neun Motorplatinen best ckt werden Auf der Motorplatine befindet sich die Endstufe die die Wicklung en des Motors mit Strom versorgt und damit das Drehmoment steuert Die Motorplatine ist mit dem Universal Anschlussstecker verbunden an dem der Motor mit seinen Wicklungen der Encoder evtl die Hall Effekt Kommutierungssensoren und alle Schalter die zu dieser Antriebsachse geh ren angeschlossen sind Sicherungskonzept F r jede Motorplatine ist eine eigene Schmelzsicherung 5x 20 mm vorhanden die entsprechend dem maximal auftretenden Strom ausgelegt ist Sie soll helfen im Falle eines Hardwaredefektes gr eren Schaden zu vermeiden Die Sicherung ist von der Ger te r ckseite zug nglich und kann von au en getauscht werden Standardm ige Absicherung 6 3 AT Zus tzlich ist jede Motorplatine mit einer elektronischen Sicherung versehen Wird der maximal zul ssige Phasenstrom berschritten so wir die Platine abgeschal tet Zus tzlich wird die Freigabe entfernt nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 7 2 Betrieb unterschiedlicher Motortypen Schrittmotoren Die PS 90 ist
79. call axis parameters for an axis in the serial FRAM LOADAXPA1 SERNUM Query serial number of the PS 90 SERNUM 09080145 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 68 command group command function description example response VERSION Read out software version of the firmware installed on the main board VERSION PS90 V6 2 270412 MCTRVER Return version data for the motion controller chips PCHECK Calculate and read out checksum of the program memory PCHECK 12227 JZONE lt uv gt Set inactive joystick zone 0 256 ZONE 25 JZONE Read out inactive joystick zone 2JZONE 25 s JZEROX lt uv gt Set center point for the X joystick ZEROX 505 Si JZEROX Read out center point for the X joystick 2JZEROX 505 o JZEROY lt uv gt Set center point for the Y joystick ZEROY 515 u 3 JZEROY Read out center point for the Y joystick 2JZEROY 515 JZEROZ lt uv gt Set center point for the Z joystick ZEROZ 508 JZEROZ Read out center point for the Z joystick JZEROZ 508 JBUTTON lt uv gt Switch on off the evaluation of joystick button BUTTON 1 JBUTTON Read out whether the joystick button will be evaluated or not JBUTTON 1 INIT lt n gt Enable the motor power stage release and activate position control loop With INIT1 this command the axis is initialized completely the
80. ce with RS 232 is implemented as alternative command interface to the PC The hand held terminal is attached through the RS 485 interface With the Anybus module Modbus TCP it is possible to commu nicate with a PC via Ethernet Drive Controller Board Each drive controller board contains a motion processor which can control respectively actuate three axes The motion processor exe cutes the commands received from the microcontroller and gener ates the corresponding control signals for the output stage modules The interface to the output stage modules is galvanically separated by optoelectronic couplers If a second travel measuring system shall be used for follow up position control option an additional quadrature encoder counter board has to be attached to the drive controller board Motor Driver Board main board 3 motor driver boards e g axis 1 to 3 3 axis motion processor interface interface encoder linear measuring System 4 limit switches 1 reference switches fig 6 Drive controller board function with motor driver board The PS90 can be equipped with up to nine motor driver boards On the motor driver board itself the H bridge output stages are implemented They supply appropriate current levels to the motor coils and control its torque that way On the motor driver board the universal motor connector is fitted On this connector all the nece
81. chtlinien e RoHS konform e CE Richtlinie e EMV Richtlinie 2004 108 EG Niederspannungs Richtlinie 2006 95 EG St rfestigkeit nach Fachgrundnorm EN 61000 6 1 mit St rfestigkeit gegen elektrostatische Entladung ESD Basisnorm EN 61000 4 2 St rfestigkeit gegen elektromagnetische Felder Basisnorm EN 61000 4 3 St rfestigkeit gegen schnelle transiente St rgr en Burst Basisnorm EN 61000 4 4 St rfestigkeit gegen Sto spannungen Surge Basisnorm EN 61000 4 5 St raussendung nach Fachgrundnorm EN 61000 6 3 mit St rspannungen auf Netzleitungen Basisnorm EN 55014 1 Hausger te St rstrahlung Basisnorm EN 55014 1 Hausger te Grenzwerte f r Oberschwingungsstr me Basisnorm EN 61000 3 2 Grenzwerte f r Begrenzung von Spannungs nderungen Spannungsschwankungen und Flicker Basisnorm EN 61000 3 3 5 Technische bersicht Stromversorgung Anzahl der Antriebe Schaltnetzteil mit Strombegrenzung bis zu 9 Achsen SM DC und BLDC bis zu 6 Nano Hybrid Achsen SM 2 Phasen Schrittmotoren Open Loop OL 2 Phasen Schrittmotoren Closed Loop CL DC Servomotoren BLDC Servomotoren Nano Hybrid Achsen USB 2 0 RS 232 optional Anybus Schnittstelle Modbus TCP Antriebsart Kommunikation Aufbau Tischgerat in hochwertigem Metallgeh use Schutzart IP 20 Encoder Quadratur Signale A B und Index RS 422 oder TTL Pegel mit 4 fach Auswertung max Zahlfreque
82. chwindigkeit ndert sich im Konstantbeschleunigungs Modus stetig Der Beschleunigungswert ist innerhalb eines Segments f r jede Achse konstant Endgeschwindigkeit und Beschleunigung innerhalb des Segments werden wahrend der Abarbeitung der Vektortabelle f r jedes Segment zyklisch neu berechnet Eine eventuell auftretende Lageabweichung am Ende eines Segments flie t im darauffolgenden Segment analog zur Betriebsart v const als Korrekturwert ein Maximalgeschwindigkeit und beschleunigung Die maximal zul ssige Geschwindigkeit bzw Beschleunigung im Vektormodus wird f r jede Achse separat mittels der Befehle IVEL und IACC gesetzt Diese Grenzwerte gelten gleicherma en f r den Vektormodus als auch f r den Betrieb mit Linearinterpolation Plausibilit tspr fung ber das Kommando PTABPLAUS kann eine Vektortabelle auf Plausibilit t gepr ft werden Falls die gegebene Zielposition einer Achse nur bei berschreitung des vorgegebenen Geschwindigkeits oder Beschleunigungslimits erreicht werden k nnte wird f r die betreffende Achse das entsprechende Bit im Fehlercode E gesetzt Gesetzte Fehlerbits werden w hrend des Positioniervorgangs ignoriert und dienen nur der Information des Anwenders Der Tabelleneintrag kann auch dann ausgef hrt werden wenn E ungleich Null ist jedoch ist dann mit einem sehr gro en Positionierfehler zu rechnen Achsenfreigabe F r jede innerhalb eines Fahrsegments aktive Achse muss im Frei
83. ct to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 73 command command function description example response group RMK lt n gt lt uv gt Set reference switch mask for an axis With this command it can be defined RMK3 0001 which of the four limit switches for an axis should be interpreted as refe rence switch A mask with exactly one character 1 has to be transferred Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt RMK n Read out reference switch mask for one axis RMK3 1 RPL lt n gt lt uv gt Set reference switch polarity for one axis This command defines the active RPL3 1110 level of the reference switch Bit sequence lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt RPL lt n gt Read out reference switch polarity for one axis RPL3 1110 HYST lt n gt Read out reference switch hysteresis for an axis After a reference motion has HYST1 28 been terminated successfully the hysteresis of the switch can be read out with this command The value is correct only if none of the reference limit switches is active any more REFST lt n gt Inquiry of reference motion validity When reference motion successfully REFST completed the status is set on 1 valid If a motor without encoder is switched off e g open loop stepper then the validity is reset to 0 LMK lt n gt lt uv gt Set mask for limit positioning monitoring for the axis LMK1
84. cycle deceleration 16 16 32bit 1 2 147 483 647 65 536 counts cycle For this profile them host specifies an initial acceleration and decel eration a velocity and a destination position The profile is named after the curve shape fig 9 11 the axis accelerates linearly on the basis of the programmed acceleration value until it reaches the programmed speed Afterwards the axis slows down linearly using the deceleration value until it stops at the defined position If the programmed travelling distance is so short that deceleration Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice must begin before the axis reaches the programmed velocity the profile will not have a constant velocity range and the trapeze becomes a triangle fig 10 A D timet gt D fig 9 acceleration D deceleration gt En 2 E timet fig 10 Trapezoidal profile A acceleration D deceleration change velocity change target position gt aa 5 reverse direction 5 timet g fig 11 acceleration D deceleration The acceleration and deceleration ramps can be symmetrical if acceleration equals deceleration or asymmetrical if acceleration does not equal deceleration The acceleration parameter is always used at the beginning of the movement sequence Afterwards the value for acceleration
85. d ber Zahler und Nenner dargestellt die ber zwei Separate Kommandos gesetzt werden k nnen Der Nenner sei mit N der Zahler mit Z bezeichnet Falls N gt Z f hrt die Y Achse und die Wegangaben f r X werden durch N Z dividiert Falls Z N f hrt die X Achse und die Weg angaben f r Y werden durch N Z dividiert Der Standardwert ist Z N 1 falls seitens des Anwenders keine Angaben gemacht werden Syntax Ab Tabellenelement n werden ber den Befehl PTABCIRCLE Kreisdaten in Form von m Sekantenvektoren generiert und zur Steuerung bertragen Hierbei bedeutet Angabe von Null f r eine Achsnummer dass die Achse nicht verwendet wird Die Syntax ist wie folgt PTABCIRCLE n Achsnummer x Achsnummer y Af D lg ng AOE Zen Ne Beispiel PTABCIRCLEO 1 2 326 0 5 1000 10 190 1 1 generiert einen Teilkreis ab Tabellenelement 0 mit Achse 1 als X und Achse 2 als Y Achse Segmentzeit 1 3 Sekunde Betriebsart v const 5 Sekanten Radius 1000 Inkremente Startwinkel 10 Winkelbereich 190 und Skalierung 1 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice mit Trapezprofil gefahren 9 Wegerfassung Encoder Der Encoder ist ein auch als Drehgeber bezeichnetes Wegerfas sungssystem zur Positionsr ckmeldung das f r den Motorcontroller im geregelten Closed Loop Betrieb genutzt wird Ohne Encoder ist nur der gesteuerte Betrieb Open Loop mit Schrittmot
86. d 9 a correction movement in phase 2 is done WMSVEL must always be positive Depending on the chosen mode the following procedure is performed Using the given conversion factor Z N the relative distance for travel of the actuator is calculated from the given position The actuator is moved the calculated distance phase 1 and the deviation from the nominal position is calculated If the actual position is outside the defined window PWMSSET WMSOFFS PWMSWIN a correction phase phase 2 is started If the actual position is inside this window fine positioning with piezo drive is started If phase 2 is needed depending on the chosen mode one of two possible correction movements will be performed In mode 6 and 7 a coarse positioning phase phase 1 will be started again This means that based on the current position the new target positi on is calculated and then the stepper motor will move the stage accordingly Phase 2 ends if either the end position is within the set target window or the error between consecutive correction movements increases In modes 8 and 9 correction is being done with a velocity movement This movement is stopped once the target window is reached If for any reason the movement ends behind the window another movement in the opposite direction starts Once positioning with the stepper motor is completed fine posi tioning with the piezo drive starts phase 3 This phase ends once the actual posi
87. d rate etc release axes enter axes parameters motor type filter parameters velo cities acceleration values entry mode of coordinates absolute relative etc display axes inputs limit switches a display inputs digital and analog amp display set reset outputs digital and analog 52 display firmware version select axis and display actual axis position switch off axis set delete actual position 16 Joystick Additionally to the manual control it is possible to connect a joystick which is available as accessory It enables the manual operation of 3 axes The joystick is attached at the analog input of PS 90 fig 26 Joystick Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 17 Instructions Concerning the Setup of an Own Application Software Generally a PS 90 application consists of an initialization part which sets the necessary axis parameters for all for axes n to be used and which switches on the axes too Furthermore it consists of a loop which executes a reference motion for all axes and of the actual user program with all the functions required PS 90 Application initialization of the control for all axes n execute reference travel user program fig 27 PS 90 application architecture The initialization of the axes required is with over the INIT com mand at the simplest if the parameters stored in
88. da sonst die angeschlossene Mechanik besch digt oder zerst rt werden kann Bei gegebener Geschwindigkeit V und der Encoder Linienzahl R errechnet sich die Motordrehzahl ohne Ber cksichtigung eines evtl vorhandenen Getriebes wie folgt B0 le ed cM min Ts 4R 65536 Umdrehungen pro Minute _ V S Ts 4R 65536 Umdrehungen pro Sekunde 1 Inkrement 1 V 5 Ts 65536 Inkremente pro Sekunde Die letzte Formel kann auch wie folgt verstanden werden Der Controller verf hrt V 65536 Inkremente je Abtastintervall Tc F r die Umrechnung von der Motordrehzahl in eine Positionier geschwindigkeit der Mechanik sind zus tzlich die mechanischen Daten wie z B Spindelsteigung und ggf die Getriebe bersetzung zu ber cksichtigen Beispiel Es ist eine Positionierung mit einer Nenndrehzahl 1800 U min auszuf hren Es wird ein Encoder mit 500 Linien entspr 2000 Impulsen Umdrehung am Motor eingesetzt Wie ist V zu wahlen L sung Es ergibt sich allgemein nach Umstellen der Drehzahlgleichung f r die Geschwindigkeit V 4 R 65536 Ts Damit wird V 1006633 f r 1800 U min bei Einsatz eines 500 Linien Encoders Unter Verwendung einer direktgetriebenen Spindel mit 1 mm Steigung entspricht dies einer Verstellgeschwin digkeit von genau 1 8 m min bzw 30 mm s Beschleunigung bei Trapezprofil Als Beschleunigung ist ein 32 Bit Wort anzugeben der Wertebereich
89. de Belegung emp D ohlen Die Handshake Signale werden grundsatzlich lokal zur ckgef hrt D Sub 9 polig female D Sub 9 polig female 2 2 3 3 5 5 Schirm an Steckergeh use Schirm an Steckergeh use 14 446 verbunden nicht angeschlossen 7 8 verbunden nicht angeschlossen nicht angeschlossen 14 446 verbunden nicht angeschlossen 7 8 verbunden Firmware Update ber RS 232 Schnittstelle Ein Firmware Update ber die ser einer speziellen Software die unte ielle Schnittstelle erfolgt mittels r anderem auch besondere Steuer signale auf den Handshake Leitungen generiert Die Verbindung zum Host PC erfolgt in diesem Fall ber eine 1 1 Verbindung gem nachfolgender Tabelle D Sub 9 polig female D Sub 9 polig female 1 1 HR Schirm an Steckergeh use Schirm an Steckergeh use Anderungen vorbehalten Copyright reserved by OWIS 2006 Subject to change without notice BETRIEBSANLEITUNG USER MANUAL PRAZISION IN PERFEKTION PRECISION IN PERFECTION Universal Position Control Unit PS 90 9013 0180 31 07 2014 OWIS GmbH Im Gaisgraben 7 79219 Staufen i Br Germany Tel 49 0 76 33 95 04 0 Fax 49 0 76 33 95 04 440 info owis eu WWW OWiS eu mobile owis eu 43 1 General Information T
90. der SPS Eing nge k nnen per Software gemeinsam als Pull Up oder Pull Down geschaltet werden Die SPS Ausg nge steuern Magnetventile oder sonstige induktive und ohmsche Lasten direkt an gegen 24V schaltend Die Ausg nge sind kurzschlussfest Eigenschaften Pegel Strom Sonstiges TTL Eingange 0 5V SPS Eingange 0 24VDC 2 Draht 3 Draht Analogeingange 0 4 096 VDC Aufl sung 10 Bit TTL Ausgange 0 5V 10mA SPS Ausgange 0 24VDC 300mA kurzschluBfest Analogausgange 0 4 096VDC 10mA Aufl sung 10Bit Leistungsausgange 0 24VDC 1 0A PWM Die analogen Eing nge k nnen Spannungen zwischen OV und 4 096V direkt messen und mit 10 Bit Aufl sung wandeln Referenzspannung 4 096 V Die Ein und Ausg nge sind nicht galvanisch getrennt Die Abfragebefehle ANIN lt uv gt und INPUTS beziehen sich auf dieselben Eing nge der PS 90 siehe Befehlssatz ab S 26 Die Auswertung der Eingange erfolgt entweder analog oder digital Die vier Leistungsausgange sind pulsweitenmoduliert und nach Masse schaltend Sie k nnen induktive Lasten ansteuern die kurzzeitig einen hohen Anzugsstrom und anschlieBend nur noch einen geringen Haltestrom brauchen wie Haltebremsen oder Hubmagnete Die Leistungsausgange k nnen als Haltebremsenansteuerung konfiguriert werden Die NOT AUS Schaltung der PS 90 ist angelehnt an die EN 418 und unterbricht die Leistungsversorgung der Motorendstufen auf der Sekund rseite Kleinsp
91. dule f r die Piezoaktoren Anstelle der dritten Antriebsplatine wird eine D A Wandlerkarte f r die Piezoaktoren eingesetzt Diese kann drei oder sechs Achsen ansteuern Besteht nur der erste Antriebsverband aus Nano Hybrid Positioniereinheiten so wird zus tzlich ein Steuermodul f r Piezo aktoren ben tigt Sind beide Antriebsverbande in Nano Hybrid Technik so werden davon zwei ben tigt Das Steuermodul f r den Piezozweig besitzt eine Schutzeinrichtung die pr ft ob auch eine entsprechende OWIS Nano Hybrid Einheit angeschlossen ist Die grunds tzliche Ansteuerung der Schrittmotoren bleibt unver ndert Anschluss Der Anschluss erfolgt ber zwei Kabel Zum einen wird ein Motor kabel an den 37 poligen D Sub Stecker der Steuerung angeschlos sen welches am Tisch an der 18 poligen Lemo Buchse befestigt wird Zum anderen wird das Piezo Kabel sowohl am Tisch als auch an der Steuerung am 4 poligen Lemo Anschluss befestigt Positionierung im Nano Hybrid Betrieb Zur Positionierung mit einer Nano Hybrid Positioniereinheit stehen drei M glichkeiten zur Verf gung Normale Positionierungen k n nen wie mit jeder Einheit mit Schrittmotor erfolgen Da jede Nano Hybrid Positioniereinheit mit einem integrierten Messsystem ausge stattet ist kann auch die Nachlaufregelung Modi 0 bis 5 als Betriebsart gew hlt werden Um die M glichkeiten der hochgenauen Positionierung mit Hilfe Subject to change without notice Betriebsanleitung
92. e as well and can be read out by using POSTAB Both control values serve for debugging in particular and or extended plausibility check of motion segments with a single active axis POSTAB n returns as answer Ate AXdnr AX Acc cn en gn nen n th Vel Example The following example is to illustrate the fundamental functions for the creation of the table entries It s given Segment time about 100 ms Active axis for path control axes 1 2 3 Velocity limits axis 1 2 3 800000 500000 300000 Acceleration limits axis 1 2 3 2000 4000 10000 Driving distances axis 1 2 3 relative in increments 1000 500 2000 Operation mode a const Calculation of the standardised segment time At and the enable code t 100 ms 1 024ms Atg to 20421422 7 Following commands are to be sent in order to set velocity and acceleration limits as well as to define the first table entry IVEL1 800000 IVEL2 500000 IVEL3 300000 IACC1 2000 IACC2 4000 IACC3 10000 POSTABO 1000 500 2000 0 0 0 0 0 98 32768 0 7 Plausibility check using PTABPLAUSO and read out the table elements by POSTABO returns the answer 1000 500 2000 0 0 0 0 0 98 32768 4 7 668734 1705 The error code 4 indicates that the entry for the third and last axis is incorrect A velocity value of 668734 and an acceleration of 1705 are calculated at a given motion distance of 2000 increments
93. e positioning phase 1 iteration phase 2 ode 2 coarse positioning phase 1 iteration phase 2 position correction phase 3 phase 3 is active ode 3 coarse positioning phase 1 position correction phase 3 phase 3 is active ode 4 coarse positioning phase 1 iteration phase 2 position correction phase 3 phase 3 is finished in target window ode 5 coarse positioning phase 1 position correction phase 3 phase 3 is finished in target window ode 6 coarse positioning phase 1 iteration phase 2 hybrid dere phase 3 phase 3 is finished in target window ode 7 coarse positioning phase 1 iteration phase 2 hybrid positioning phase 3 phase 3 is active ode 8 coarse positioning phase 1 position correction phase 2 hybrid positioning Ge 3 phase 3 is finished in target window ode 9 coarse positioning phase 1 position correction phase 2 hybrid positioning phase 3 phase 3 is active PWMSMODE lt n gt Query positioning mode for positioning with WMS PWMSMODE1 1 Read out state of positioning with WMS of a given axis PWMSSTATE1 16 Bit 0 axis positions with WMS Bit 1 axis positions with WMS and is in phase 1 d Bit 2 axis positions with WMS and is in phase 2 Bit 3 axis positions with WMS and is in phase 3 Bit 4 axis reached the default target window PWMSERR lt n gt Read out current position error of an axis when positioning with WMS PWMSERR1 WMSINV lt n gt lt uv gt _ Reverse cou
94. easuring system which detects the real absolute position of the slide using a clear reference mark The drive unit consisting of the motor and drive spindle referred to in the follow ing as the actuator will be corrected to the real absolute posi tion by the control This can be done by iterative correction move ments or with a correction run at a constant speed A combination of both procedures is also possible The selection is done via the operating modes of the follow up control The values for the resolu tion of the linear measuring system and the positioning unit are usually different Before using the follow up controller a reference scan has to be made in reference motion mode 6 or 7 Thereby the total available travel is measured in increments of the linear measuring system and the absolute position counter is automatically set to zero when the reference mark of the linear measuring system is attained The target position of a follow up controlled positioning unit is indicated by the defined absolute position of the linear measuring System after a successful reference run i e a target position is the absolute or relative distance indicated related to an integer multi ple of the increment of travel of the linear measuring system the reference point and if applicable the current position For the control to internally calculate the position of the actuator the relationship between the increment of position by the actuator
95. ebremse abfragen HBTI8 300 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 37 38 Zosen Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort y RESETAC Reset Antriebsplatinen ausl sen RESETAC RESETMB Reset Hauptplatine ausl sen RESETMB S SAMEM Merker Wert setzen SAMEM38 50 m SAMEM Marker Wert abfragen SAMEM38 50 E SAEXEC Stand Alone Programm Ausf hrung starten 1 stoppen 0 SAEXECO S SASTEP Eine Stand Alone Programm Zeile ausf hren der Zeilen Index wird bergeben SASTEP1 2 und zur ckgegeben wird der Zeilen Index der lt Zeile S SALOAD Eine Stand Alone Programm Zeile laden bergeben wird der Zeilen Index SALOAD11 lt und der Inhalt der Programm Zeile 16 Byte als Hex Dump im ASCII Format 04000015F900 E SACHKS Checksumme ber das Stand Alone Programm aktualisieren nachdem ein 2 neues Stand Alone Programm geladen wurde ABNETADR Anybus Netzwerkadresse einstellen z B die IP Adresse ABNETADR In Abhangigkeit vom Anybus Modultyp werden bis zu 4 Byte ben tigt 168430130 3 ABNETADR Anybus Netzwerkadresse abfragen ABNETADR 168430130 ABNETSUB Anybus Netzwerk Subadresse einstellen z B die SUBNet Mask ABNETSUB In Abh ngigkeit vom Anybus Modultyp werden bis zu 4 Byte ben tigt 4278190080 ABNETSUB Anybus Netzwerkadresse abfragen ABNET
96. ed by setting 9 to 15 If the output is set to zero no action will occur The standard function code is 0 corresponding to constant velocity and no output actions The 8 bit error code E indicates whether and if at which of the maximum eight axes active in the vector mode an error occured during the plausibility check of the vector table Here a set bit O indicates an error at axis 1 a set bit 1 an error at axis 2 etc The 8 bit enable code T defines which of the axes 1 to 8 is active in the vector mode The allocation of the single bits to the axis number corresponds to the error code E i e a set bit 0 stands for axis 1 is active etc Operating methods The following diagrams illustrate both modes of operation preselectable by the function code F on the basis of the velocity time shape The time intervals of the five represented path segments are marked with At to Ats the velocity values at the end of the respective segment with v to ve and the acceleration values with as Velocity time diagram for mode of operation v const example ho v Vs Vs7 Va fig 18 Velocity time diagram for mode of operation v const Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 53 54 The motion velocity is changed in the constant speed mode with the given max acceleration and remains constant the
97. egeben wird der zuletzt eingestellte Aussteuerungswert von 0 bis 10096 AXOUTPUT lt n gt lt uv gt AxisOut Pin einer Achsen auf High Low setzen IOCONFIG aktuell eingestellte IO Konfiguration auslesen IOCONFIG 15 APWMS lt n gt Aktuelle Position des Wegmesssystems einer Achse auslesen APWMSA 3000 WMSRES lt n gt Aktuelle Position des Wegmesssystems einer Achse auf 0 setzen wird WMSRES4 nicht ben tigt bzw darf nach erfolgter Referenzierung nicht mehr benutzt werden da sonst die Position verloren geht MXWMSSTRK lt n gt Den nach Referenzfahrt mit Modus 6 oder 7 ermittelten maximalen MXWMSSTRK2 Gesamthub in Inkrementen des Wegmesssystems abfragen WMSFAKZ lt n gt lt uv gt Faktor f r die Positionierung mit Nachlaufregelung Z hler setzen WMSFAKZ1 1 WMSFAKZ lt n gt Faktor f r die Positionierung mit Nachlaufregelung Z hler abfragen WMSFAKZ1 1 WMSFAKN lt n gt lt uv gt Faktor f r die Positionierung mit Nachlaufregelung Nenner setzen WMSFAKN1 5 WMSFAKN lt n gt Faktor f r die Positionierung mit Nachlaufregelung Nenner abfragen WMSFAKN 1 5 PWMSSET lt n gt lt sv gt Zielposition bzw Relativweg Vorwahl erfolgt analog zur normalen PWMSSET2 Positionierung ohne Nachlaufregelung ber die Kommandos ABSOL 100000 bzw RELAT f r eine Achse setzen ist die absolute Positionsangabe eingeschaltet so wird der Parameter als absolute Position mit Vorzeichen interpretiert ist relative Positionsangabe gew hlt so wird der Parame
98. ehler Hybrid Betriebsspannung 2 PWMSPTIM lt n gt Zykluszeit der Hybrid Positionierung einer Achse mit Nachlaufregelung PWMSPTIM1 1 uv einstellen JPWMSPTIM lt n gt Zykluszeit der Hybrid Positionierung einer Achse mit Nachlaufregelung PWMSPTIM1 1 abfragen PWMSPMXO lt n gt Maximalen Hybrid Ausgabewert einer Achse setzen PWMSPMXO1 uv 4095 PWMSPMXO lt n gt Maximalen Hybrid Ausgabewert einer Achse abfragen PWMSPMXO1 4095 HBCH lt n gt lt uv gt PWM Ausgang fiir Haltebremse einer Achse zuordnen HBCH8 3 lt Achsennummer gt lt PWM Kanal gt PWM Kanal 0 fiir Haltebremsenfunktion aus 2 HBCH lt n gt Zuordnung Haltebremse PWM Kanal einer Achse abfragen HBCH8 3 HBFV lt n gt lt uv gt Ersten PWM Wert zum Anziehen bei der Ansteuerung der Haltebremse HBFV8 50 2 einstellen lt Achsennummer gt lt Prozentwert gt HBFV lt n gt Ersten PWM Wert zum Anziehen bei der Ansteuerung der Haltebremse abfragen HBFV8 50 E HBSV lt n gt lt uv gt Zweiten PWM Wert zum Halten bei der Ansteuerung der Haltebremse HBSV8 20 einstellen lt Achsennummer gt lt Prozentwert gt 5 HBSV lt n gt Zweiten PWM Wert zum Halten bei der Ansteuerung der Haltebremse abfragen 7HBSV8 20 HBTI lt n gt lt uv gt Zeit f r ersten PWM Wert bei der Ansteuerung der Haltebremse einstellen HBTI8 300 lt Achsennummer gt lt Zeit f r ersten PWM Wert in ms gt HBTI lt n gt Zeit f r ersten PWM Wert bei der Ansteuerung der Halt
99. em ob ein positiver oder negativer Endschalter aktiviert ist Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe MON lt n gt Endstufe Freigabe einschalten und Positionsregler aktivieren MON1 Mit diesem Befehl wird die Achse nachdem der Motor stromlos geschaltet war wieder eingeschaltet und befindet sich anschlieBend im bestromten Zustand mit aktivem Positionsregler MOFF lt n gt Endstufe Freigabe ausschalten und Positionsregler deaktivieren OFF1 Mit diesem Befehl wird der Positionsregler deaktiviert und die Freigabe Leitung f r die Endstufe deaktiviert JOYON Startet das Verfahren von 1 bis 3 Achsen mit dem Joystick OYON AnschlieBend bewegen sich diese Achsen im Geschwindigkeitsmodus Die Geschwindigkeit und das Vorzeichen werden mit dem Joystick vorgegeben JOYOFF Stoppt das Verfahren von 1 bis 3 Achsen mit Joystick OYOFF CNT lt n gt lt sv gt Aktuellen Positionsz hler f r eine Achse setzen CNT1 5000 CNT lt n gt Aktuellen Positionsz hler f r eine Achse auslesen CNT1 5000 5 CRES lt n gt Aktuellen Positionsz hler f r eine Achse nullen CRES1 5 POSERR lt n gt Auslesen des aktuellen Positionsfehlers einer Achse POSERR1 15 5 Zur ckgegeben wird die Differenz zwischen Encoder Position und Sollposit
100. em Einschalten der Steuerung bermittelt werden damit die Achse anschlieBend mit den Befehlen REF PGO VGO etc bewegt werden kann Vorher m ssen folgende Parameter eingestellt worden sein Motortyp Limitschalter Maske und Polaritat Achsparameter Regelparameter Strombereich der Motorendstufe PSET lt n gt lt sv gt Zielposition bzw Relativweg ABSOL RELAT f r eine Achse setzen PSET2 100000 Ist absolutes Positionsformat eingeschaltet so wird der Parameter als absolute Position mit Vorzeichen interpretiert ist relative Positionsangabe gewahlt so wird der Parameter als Weg mit Vorzeichen interpretiert Die neue absolute Zielposition berechnet sich dann aus der Summe von letzter absoluter Zielposition und bergebenem Weg PSET lt n gt Zielposition bzw Relativweg f r eine Achse auslesen PVEL1 10000 PCHANGE lt n gt lt sv gt arbeitet wie PSET aber ndert zus tzlich bei laufender Trapez Positionierung PCHANGE2 die Zielposition on the fly 50000 CMDPOS aktuelle Kommando Position f r eine Achse auslesen Dieser Befehl liefert CMDPOS1 5000 die aktuelle Zielposition f r den Lagerregler zur ck 2 VVEL lt n gt lt sv gt Sollgeschwindigkeit f r Geschwindigkeitsmodus einer Achse setzen VVEL1 20000 5 Mit diesem Befehl wird die Startgeschwindigkeit und auch evtl eine neue 2 Geschwindigkeit wahrend die Achse im Geschwindigkeitsmodus fahrt bergeben 2 VVEL lt n gt Sollgeschwindigkeit f r Geschwindigkeitsmodus auslesen
101. end negativer Fahrt eine Bremsrampe mit programmierbarer Verz gerung aus Der Motor wird nach ausgef hrter Bremsrampe nicht abgeschaltet sondern bleibt weiterhin aktiv Falls der Nachlaufweg der Bremsrampe zu groB gewesen sein sollte und die Positioniereinheit anschlieBend den MINSTOP Endschalter erreicht siehe 1 3 MAXDEC Die Reaktion ist quivalent zum MINDEC Endschalter jedoch wirkt dieser Endschalter nur bei Fahrt in positiver Richtung 4 MAXSTOP Die Reaktion ist quivalent zum MINSTOP Endschalter jedoch wirkt dieser Endschalter nur bei Fahrt in positiver Richtung Konfiguration der End und Referenzschalter Welche Endschalter an der jeweils angeschlossenen Positioniereinheit vorhanden sind kann mit dem Befehl SMK definiert werden Ein gesetztes Bit 21 bedeutet dass der jeweilige Schalter ausgewertet wird Die Endschalterpolaritat wird mit dem Kommando 5 1 vorgew hlt Der bergebene Wert definiert ob Endschalter bzw Referenzschalter low oder high aktiv sein sollen Ein gel schtes Bit bedeutet dass der jeweilige Schalter low aktiv ist z B SchlieBerkontakt nach Masse d h offen in nicht betatigtem Zustand Ein gesetztes Bit Standardkonfiguration bedeutet dass der jeweilige Schalter high aktiv ist z B Offnerkontakt nach Masse d h geschlossen in nicht betatigtem Zustand Die Endschaltereing nge arbeiten standardm ig mit 5 V CMOS Pegel wobei Open Collector NPN oder P
102. equenz f wie folgt 1 fucstp UR Schrittfrequenz im Mikroschrittmodus UM 65536 bzw 1 V f auf Vollschrittmodus normierte VS Mcstp To 65536 Schrittfrequenz Hieraus ergibt sich die Motordrehzahl ohne Ber cksichtigung eines evtl vorhandenen Getriebes bei einem Schrittmotor mit R Vollschritten pro Motorumdrehung 60 1 V RPM ee TR 65536 Umdrehungen Minute bzw 1 1 Npps Umdrehungen Sekunde s Mcstp R Tp 65536 F r die Umrechnung von der Motordrehzahl in eine Positionier geschwindigkeit der Mechanik sind zus tzlich die mechanischen Daten wie z B Spindelsteigung und ggf die Getriebe bersetzung zu ber cksichtigen Beschleunigung bei Trapezprofil Als Beschleunigung ist ein 32 Bit Wort anzugeben der Wertebereich reicht von 1 bis 2147483647 Dauer der Trapezprofil Beschleunigungsrampe bei gegebener Geschwindigkeit V und Beschleunigung ACC V T At 15 ACC Anlauf Nachlaufdauer in Sekunden Zur ckgelegte Distanz w hrend der Trapezprofil Beschleunigungsrampe As 1 Mikroschritt Nachlaufweg in Mikroschritten 131072 ACC 11 2 DC Servomotor und 2 Phasen Schrittmotor Closed Loop Allgemeines Die PS 90 hat einen digitalen Lage Geschwindigkeits Regler Stell und Regelgr e werden periodisch berechnet Die Erfassung des Positions Istwertes geschieht im einfachsten Fall mittels eines Drehgebers auch Encoder genannt der am
103. er E 585 Antriebsplatine Flash ERBE Option Anybus Anybus Modul L Antriebsplatine Modul Schnittstelle Analoge Digitale Ein Ausg nge Ein Ausgange Bild 5 Steuerungsarchitektur Hauptplatine Die Hauptplatine ist das Kernst ck der PS 90 Sie bernimmt die Steuerung des Hauptablaufs kommuniziert mit dem PC und mit den Antriebsplatinen verwaltet die digitalen und analogen Ein und Ausgange und kommuniziert mit dem Handterminal Die Hauptplatine hat einen USB Anschluss f r die Kommunikation mit einem PC Eine weitere RS 232 Schnittstelle ist als alternative Kommando Schnittstelle zum PC implementiert ber die USB oder RS 232 Schnittstelle ist auch ein Update der Firmware m glich ber die RS 485 Schnittstelle wird das Handterminal angeschlossen Mit dem optionalen Anybus Modul Modbus TCP ist die Kommu nikation mit einem PC ber Ethernet m glich Antriebsplatine Jede Antriebsplatine beinhaltet ferner einen Motion Prozessor der drei Achsen steuern bzw regeln kann Der Motion Prozessor verar beitet die Befehle des Mikrocontroller und generiert entsprechend die Ansteuersignale f r die Endstufenmodule Die Schnittstelle zu den Endstufen ist mittels Optokoppler galvanisch getrennt Wird ein zweites Wegmesssystem zur Nachlaufregelung verwendet Option muss eine entsprechende Wegmessplatine auf der Antriebsplatine aufgesteckt werden Motorplatine Antrie
104. er die Weginkremente der beiden Achsen in eine bestimmte Beziehung zueinander setzt ist es m glich unterschiedliche Achsaufl sungen zu kompensieren oder elliptische Konturen zu erzeugen Definitionen Nummer der Sekanten ke 1 m m Gesamtanzahl Sekanten Startwinkel Winkeloffset des Kreissegments o Vom Kreissegment abzudeckender Winkelbereich Ao Radius des Kreissegments Veranschaulichung am Diagramm Bild 20 Geschwindigkeit Zeit Diagramm f r Betriebsart hier Teilkreis mit Radius r Winkeloffset a 10 Winkelbereich Aa 190 m 5 Sekanten Berechnung Das zu approximierende Kreissegment wird ber den Radius die Sekantenanzahl Winkeloffset und Winkelbereich definiert Die Drehrichtung wird ber das Vorzeichen der Winkelbereichs angabe festgelegt Hierbei entspricht ein positiver Winkel einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn bei entsprechender Anordnung der Achsen siehe auch Lage des Koordinatensystems in oben genanntem Diagramm Der Startwinkel der einzelnen Sekantenvektoren k ergibt sich zu k 1 O a Aa Die x und y Koordinaten der Sekantenvektoren sind dann _ Aa AX 2r sin CORE und AQ Aa Ay 2r sin 22 x Mit 2r sin 22 i die Lange eines Sekantenvektors bezeichnet Skalierungsfaktor Der Skalierungsfaktor zum Ausgleich unterschiedlicher Aufl sungs werte der beiden Kreisinterpolations Achsen bzw zur Realisierung von Ellipsen wir
105. er vier Parameter P I Schnell I Langsam und D Wert wird die Reglercharakteristik bestimmt Ung nstige zu hoch eingestellte Werte k nnen dazu f hren dass der Motor pfeift Zu niedrige Wer te reduzieren die maximal erreichbare Geschwindigkeit F r jeden Motortyp m ssen die optimalen Parameter individuell eingestellt werden Die h uft bei Schrittmotoren auftretenden Ger usche im Betrieb k nnen durch eine g nstige PID Einstellung stark reduziert werden Insbesondere bei niedrigen Maximalgeschwindigkeiten ist so ein besonders ger uscharmer Betrieb m glich Die PS 90 wird in Kombination mit OWIS Positioniereinheiten bereits mit passenden Reglereinstellungen ausgeliefert In OWISoft sind au erdem Parameters tze hinterlegt die entweder f r ger uschreduzierten langsamen oder sehr dynamischen Betrieb optimiert sind DC Servomotor Beim Betrieb von DC Servomotoren ist es blich eine Strombegren zung einzustellen Dies erfolgt ber den Befehl DRICUR siehe Befehsreferenz Die Strombegrenzung wird nach dem Einschalten der Steuerung mit der ersten Initialisierung bernommen Um die Begrenzung zu ndern ist ein Neustart der Steuerung notwendig DRICUR lt n gt 100 entspricht dabei 100 von 12 A Die Werte m ssen entsprechend kleiner gew hlt werden Eine zu niedrig ein gestellte Begrenzung reduziert die verf gbare Dynamik deutlich da DC Motoren beim Beschleunigen und Verz gern kurzzeitig gr ere Str me ben tigen Dies
106. ernt und kein NOT AUS Taster angeschlossen ist die Funktion der Motorplatinen Motorendstufen blockiert Die NOT AUS Schaltung der PS 90 ist angelehnt an die EN 418 und unterbricht die Leistungsversorgung der Motorendstufen auf der Sekundarseite Kleinspannungsbereich 24V oder 48V Die Funktion wird durch ein selbsthaltendes Relais mit zwangsgef hrten Kontakten 2 Offnerkontakte in Reihe umgesetzt Bei Abschaltung der Endstufen wird zusatzlich zur Endstufenversorgung die Endstufenfreigabe weggeschaltet doppelte Sicherheit Stromversorgung Die Stromversorgung der PS 90 ist f r eine Eingangsspannung von 100 VAC bis 240 VAC mit 50 60 Hz ausgelegt Weitbereichseingang Ein Schaltnetzteil generiert 24VDC und versorgt die Ein und Ausg nge auf der Hauptplatine Die Logikspannungen 5 V 2 5V und 3 3V f r Haupt und Antriebsplatine werden aus dieser 24 VDC Versorgung erzeugt Ein zweites Schaltnetzteil gene riert die Zwischenkreisspannung f r die Motorplatinen wahlweise 24 oder 48VDC Diese Spannung speist die Leistungsendstufen der Motorplatinen Die Versorgungsspannungen f r Logik und Leistung sind galvanisch getrennt Universal Motoranschluss Mit dem passenden OWIS Anschlusskabel werden die OWIS Positioniereinheiten angeschlossen ber diesen Anschluss stecker wird der Motor mit Leistung versorgt die Signale des Encoders und der Endschalter bertragen sowie die Motor Haltebremse falls vorhanden gesteuert D
107. erung abfragen SERNUM 09080145 VERSION Software Version HP Firmware auslesen VERSION PS90 V6 2 270412 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 29 Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe MCTRVER Versionsdaten des Motion Controller Chips zur ckgeben PCHECK Checksumme ber den Programmspeicher berechnen und auslesen PCHECK 12227 JZONE lt uv gt Inaktive Zone des Joysticks einstellen 0 256 JZONE 25 2JZONE Inaktive Zone des Joysticks auslesen JZONE 25 S JZEROX lt uv gt Nullpunkt des X Joysticks setzen JZEROX 505 2 2JZEROX Nullpunkt des X Joysticks auslesen JZEROX 505 5 JZEROY lt uv gt Nullpunkt des Y Joysticks setzen JZEROY 515 2 JZEROY Nullpunkt des Y Joysticks auslesen JZEROY 515 JZEROZ lt uv gt Nullpunkt des Z Joysticks setzen JZEROZ 508 JZEROZ Nullpunkt des Z Joysticks auslesen JZEROZ 508 JBUTTON lt uv gt Auswertung des Joystickbuttons ein ausschalten JBUTTON 1 JBUTTON Auslesen ob der Joystickbutton ausgewertet wird oder nicht JBUTTON 1 INIT lt n gt Endstufe Freigabe einschalten und Positionsregler aktivieren Mit diesem INIT Befehl wird die Achse komplett initialisiert und befindet sich anschlieBend im bestromten Zustand mit aktivem Positionsregler Dieser Befehl muss nach d
108. ery control parameter KD for an axis FKD1 5 5 FKl lt n gt lt uv gt Set control parameter KI for an axis FKI1 10 E FKl lt n gt Query control parameter KI for an axis FKI1 10 S FIL lt n gt lt uv gt Set control parameter integration limit for an axis FIL1 100000 2 FIL lt n gt Query control parameter integration limit for an axis FIL1 100000 FST lt n gt lt uv gt Set sample time for an axis in micro seconds FST1 500 FST lt n gt Query sample time for an axis in micro seconds FSTI 500 FDT lt n gt lt uv gt Set delay time of the differential term KD for an axis in sample time cycles FDT1 5 FDT lt n gt Query delay time of the differential term KD for an axis in sample time cydes FDT1 5 XPOSERR lt n gt lt uv gt Set maximum position error for a servo axis If the value is exceeded the MXPOSERR1 50 axis is deactivated This works only for the motor types DC Brush step motor Closed Loop and BLDC MXPOSERR lt n gt Read out maximum position error for an axis MXPOSERR1 50 AXOUT lt n gt lt uv gt Set maximum output value for the servo loop in percent With this command MAXOUT1 95 the maximum value for an axis to be returned at the servo amplifier can be set Maximum value allowed 99 MAXOUT lt n gt Read out maximum output value in percent MAXOUTI 95 PUNIPID lt n gt Set PID current control values for step motor mode MPUNIPID1 lt uv1 gt lt uv2 gt uv1 KP uv2 KI fast uv3 KI slow uv4
109. eturned as number with four digits Based on the error code its cause can be determined If the returned value is 0 there are no further error messages stored ERRCLEAR Clear error memory ERRCLEAR ESTAT lt n gt Read out current logical state of the limit switches and power stage ESTAT 10101 feedback for an axis bit 0 MINSTOP bit 1 MINDEC bit 2 MAXDEC bit 3 MAXSTOP bit 4 2 motor power stage error AXSIGNALS n Query hardware axis signals for an axis AXSIGNALS1 0000011101101001 9 bit 0 encoder CHA bit 1 encoder CHB bit 2 encoder Index S bit 3 encoder Home bit 4 MAXSTOP bit 5 MINSTOP e bit 6 AxisIn Pin bit 7 Hall A bit 8 Hall B 2 bit 9 Hall C bit 10 2 AxisOut Pin bit 11 15 reserved MPUNISTAT n Read status information about an axis 1 axis number 5 2 error code m 3 type 4 AD digits 5 version 6 signals READOWID lt n gt lt uv gt Read out memory contents of ONE Wire Chip from positioning unit READOWID1 0 INFOT INFO2 until 0x00 limit detection and data transfer to the PC As parameter the initial address 0x00 up to 0x70 will be passed in the ONE Wire Chip From this Address max 16 bytes will be detected or it will be read until the end recognition READOWUB lt n gt Read out memory contents of ONE Wire Chip from address 0x86 and READOWUB1 90 0x87 UserBytes in the positioning unit and transmission of data to the PC AXIS lt n gt lt uV gt Release or unreleased
110. ever because the current speed is calculated on the basis of the position deviation between two samples ENCPOS lt n gt Read out current encoder position counter for an axis Do not use this 1 5000 command with open loop step motor axes MXSTROKE lt n gt Read out measured travel MXSTROKE1 340000 This command reads out the travel ascertained by referencing in mode 6 and 7 RELAT lt n gt Set entry mode of coordinates for an axis to relative RELAT1 indication of the signed travel distance ABSOL lt n gt Set entry mode of coordinates for an axis ABSOL2 to absolute indication of the signed target position MODE lt n gt Query the active current entry mode of coordinates for one axis MODE2 ABSOL PMOD lt n gt lt uv gt Set positioning mode trapezoidal S curve for an axis PMOD1 0 0 trapezoidal profiling mode 1 S curve profiling mode PMOD lt n gt Read out positioning mode trapezoidal S curve for an axis PMOD1 1 PVEL lt n gt lt uv gt Set max positioning velocity for an axis used for the trapezoidal and S curve profile PVEL1 10000 PVEL lt n gt Read out max positioning velocity for an axis PVELT 10000 FVEL lt n gt lt uv gt Set limit switch release speed for an axis unsigned value FVEL1 1000 FVEL lt n gt Read out limit switch release speed for an axis FVELT 1000 Ou ACC lt n gt lt uv gt Set acceleration run up ramp for an axis is used for all modi ACC1 100 5 trapezoidal S c
111. f r den Betrieb von 2 Phasen Schrittmotoren ausgelegt die sowohl gesteuert Open Loop als auch geregelt Closed Loop betrieben werden k nnen DC Motoren Die PS 90 kann ebenfalls DC Motoren b rstenbehaftete Servomo toren ansteuern Die Endstufe ist als H Br cke mit Strombegrenzung ausgef hrt die mit einem PWM Signal und einem Richtungssignal angesteuert wird Es ist eine automatische Strombegrenzung eingebaut die beim berschreiten des maximalen Motorstroms anspricht BLDC Motoren Ein Betrieb von BLDC Motoren b rstenlose Servomotoren mit drei Motorphasen ist auch m glich Die Endstufe steuert drei Motorwicklungen mit drei vom Motion Controller generierten 50 50 PWM Signalen an In allen 3 Br ckenzweigen wird der Summenstrom gemessen Treten zu hohe Motorstr me auf so wird der Strom mittels Stromchopper begrenzt 7 3 Konfiguration der Motorendstufe Die Endstufen sind ab Werk auf einen Motortyp fest vorkonfiguriert Diese Einstellung kann vom Anwender nicht geandert werden Im Folgenden werden die Konfigurationsm glichkeiten f r die jewei ligen Typen beschrieben 2 Phasen Schrittmotor Open Loop F r diesen Motortyp ist keine Strombegrenzung vorgesehen Die Einstellung des Motorstromes ist im folgenden Abschnitt 7 4 beschrieben Die Stromregelung erfolgt ber einen PID Regler Dieser darf nicht mit dem PID Regler zur Positionslagebestimmung verwechselt wer den auch wenn die Begriffe identisch sind b
112. ffected at a rated speed of n 1800 rev min An encoder with R 500 lines correspond to 2000 impulses rev is to be used What value of V should be selected Solution It results after resolving the equation for the speed of rotation nmin V 4 R 65536 Ts 60 Thus V 1006633 for n 1800 rev min when using a 500 lines encoder A spindle pitch of 1 mm gives a speed of 1 8 m min or 30 mm sec then Acceleration for Trapezoidal Velocity Profiling A 32 bit word is to be entered as acceleration ACC the values range from 1 to 2147483647 Duration of the trapezoidal profile acceleration ramp at given speed V and acceleration ACC V Ts ACC At 1s acceleration deceleration duration in seconds Travelled distance during the trapezoidal acceleration deceleration ramp decel As 11 tan ionini 5 1 increment ue ACC deceleration in increments Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 nderungen vorbehalten 59 12 Nano Hybrid Control serial number TTL in outputs SPS in outputs handle ventilation slots power supply analog in outputs connection for emergency stop button jo C O io 1 mains switch 4 5 heat sink bud fuse motor driver board universal motor connector 9 S9 q0 9 9 Gay fig 22
113. filparameter zu ver ndern w hrend die Achse sich in diesem Profilmodus befindet Der Profilgenerator wird immer versuchen die Bewegung innerhalb der durch die Parameter vorgegebenen gesetzten Bedingungen auszuf hren Wird w hrend der Bewegung die Endposition in solch einer Weise ver ndert dass die restliche Fahrdistanz das Vorzeichen wechselt wird die PS 90 mit Rampe bis zum Stopp abbremsen und dann in entgegengesetzte Richtung beschleunigen um sich zu der neuen angegebenen Position zu bewegen 8 2 S Kurven Punkt zu Punkt Profil Die folgende Tabelle fasst die Profilparameter f r den S Kurven Punkt zu Punkt Modus zusammen Profilparameter Format Wort Bereich lange Position 32 0 32bit 2 147 483 648 2 147 483 647 Counts Geschwindigkeit 16 16 32bit 1 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle Beschleunigung 16 16 32 bit 1 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle Verz gerung 16 16 32 bit 1 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle Jerk 0 32 32bit 1 2 147 483 647 4 294 967 296 Counts Cycle3 Das S Kurven Punkt zu Punkt Profil f gt im Vergleich zum Trapez profil einen weiteren Parameter Jerk oder Ruck hinzu Dieser gibt die Anderungsrate der Beschleunigung an Wenn in diesem Profilmodus eine Positionierung durchgef hrt wird wird zun chst die Beschleunigung linear mit dem eingestellten Wert Jerk erh ht bis sie den programmierten Wert erreicht Der bergang von konstanter Beschleunigung
114. for the axis The velocity value exceeds the permitted limit value of 300000 End of motion After processing the last table entry or at deleted enable bit the nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice no longer active axes brake to velocity zero using the respective maximum acceleration Afterwards the velocity mode will be deactivated and the axes be changed from path control check to position holding The outcome of this is a follow at ending the path shape curve by a certain distance depending on the initial velocity at the end of the final segment and the maximum acceleration Selection of segments Besides using enable bits to segment the table using the starting command PTABGO can also directly select only a part of the table for execution PTABGO lt n gt starts the table with line n PTABGO n m executes lines n to m Circular interpolation The approximate generation of path curve over tabulated segments makes it possible to generate a circle similar figure with two arbitrary axes x and y or a part of it too Here the desired circular arc is approximated by a sequence of circle secants The vector table can be filled starting from a certain index with appropriate district data over a special instruction if the appropriate basis parameters are set correctly before It is possible to compensate different resolutions of axis or to produce elliptical contours b
115. fore use of the linear interpolation which should not be exceeded during the positioning procedure The velocity time profile of an linear interpolated motion sequence is symmetrical With consideration of the digital system time sample time and or cycle time of the profile generator for each axis the maximum values are converted so that the guiding axis f reaches the target position as fast as possible with maximum possible speed Vmax f and acceleration amax f The remaining axes are synchronised to the guiding axis whereby the given limit values of the control should be complied with The linear interpolation axes are designated in the following by i The following diagram shows the process in principle of the speed profile of the guiding axis ve t and any linear interpolation axis v t by an example Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 8 4 timet ev n fig 17 Linear interpolation In the example the driving distance of the axis n is negative the driving distance of the guiding axis f is positive At the time t the acceleration phase is completed The brake actuation starts with t and all axes stop together at the time t3 8 6 Synchronous Start Similar to linear interpolation it is possible to start either a position ing or velocity mode of multiple axes in a synchronous manner By using
116. fter motion controller error Z axis has been disabled after timeout error H phase initialization activ step motor axis U axis is not released E axis has been disabled after motion error W axis is positioning in trapezoidal profile with WMS X axis is positioning in S curve profile with WMS Y axis is operating in velocity mode with WMS C axis is operating in velocity mode with continuous path control N axis is operating in piezo follow up mode with WMS S 2 error unknown state of axis S MSG Read out the message exit buffer the message exit buffer is used only for MSG 00 NO MESSAGE e error messages which concern the command interface wrong command 2 missing parameters invalid value t Possible messages are 00 NO MESSAGE AVAILABLE will be returned after the attempt to read out the message buffer even though no message is currently present a 01 PARAMETER BEFORE EQUAL WRONG will be written into the mes sage buffer if the command interpreter has failed to convert the para meter before the equals sign into a number correctly 02 AXIS NUMBER WRONG will be written into the message buffer if the command interpreter has failed to evaluate the given axis number correctly valid 1 9 e g 03 PARAMETER AFTER EQUAL WRONG will be written into the message buffer if the command interpreter has failed to convert the parameter after the equals sign into a number correctly
117. gabe code T ein Bit gesetzt werden Achsen mit gel schtem Bit werden im Fahrtvektor nicht ber cksichtigt bzw mit der programmierten Maximalbeschleunigung auf Geschwindigkeit Null abgebremst falls die aktuelle Fahrgeschwindigkeit ungleich Null sein sollte Syntax Der Tabelleneintrag n wird ber den Befehl POSTAB generiert und zur Steuerung bertragen Die Syntax ist wie folgt POSTAB n AXan AXdn AXty AX At f n n AXi an en gn Bu th Als Wert f r den Fehlercode E sollte immer Null bergeben werden damit eventuell gesetzte Fehlerbits gel scht werden Die Plausibilit tspr fung f r die Fahrsegmente n bis zum Ende der Tabelle wird mittels PTABPLAUS n vorgenommen Hierbei werden f r alle aktiven Achsen jedes Segments die Geschwindigkeits bzw Beschleunigungswerte berechnet und die Einhaltung der gesetzten Grenzwerte berpr ft Im Fehlerfall wird das der Achse entsprechende Bit im Fehlercode E gesetzt Der berechnete Geschwindigkeits und Beschleunigungswert Vel and Acc f r Segment n der letzten aktiven Achse lt i gt d h derjeni gen aktiven Achse mit der h chsten Achsnummer lt i gt wird zu Kontrollzwecken ebenfalls in der Tabelle gespeichert und kann mit tels POSTAB ausgelesen werden Beide Kontrollwerte dienen insbesondere der Fehlersuche bzw der erweiterten Plausibilitats kontrolle von Fahrsegmenten mit einer einzigen aktiven Achse POSTAB
118. gearbeitet Mittels des gegebenen Umrechnungsfaktors Z N wird aus den gegebenen Positionsdaten die zu verfahrende Relativdistanz des Aktors berechnet Die so berechnete Distanz wird verfahren Phase 1 und die Abweichung zur Sollposition berechnet Liegt die Istposition au erhalb des Fensters PWMSSET WMSOFFS PWMSWIN so wird eine Korrekturphase Phase 2 gestartet Liegt die Istposition inner halb des Fensters so wird die Positionierung mit dem Piezo Antrieb gestartet Phase 3 Falls Phase 2 notwendig ist so h ngt die Art und Weise der Korrektur vom gew hlten Modus ab In den Modi 6 und 7 wird eine erneute Grobpositionierung Phase 1 durchgef hrt Das hei t dass von der aktuellen Position ausgehend eine neue Zielposition berechnet wird die anschlie end vom Schrittmotor mit den eingestellten Werten durchgef hrt wird Phase 2 wird beendet falls am Ende die Istposition innerhalb des Fensters liegt oder falls sich der Fehler im Vergleich zum vorherigen Schritt vergr ert hat In den Modi 8 und 9 wird die Korrektur durch eine Bewegung im Geschwindigkeitsmodus durchgef hrt Die Geschwindigkeitsfahrt wird beendet sobald das Fenster erreicht ist Sollte das Fenster berfahren werden so wird eine erneute Fahrt im Geschwindigkeitsmodus in die andere Richtung gestartet Nachdem die Positionierung mit dem Schrittmotor abgeschlossen ist wird die Feinpositionierung mit dem Piezo Antrieb gestar tet Die Po
119. gebracht Zur internen K hlung sind auf der Geh usevorder und R ckseite im oberen Bereich L ftungsschlitze angebracht Die Abw rme der eingebauten Motorplatinen Endstufen wird ber den seitlich angebrachten K hlk rper an die Au enluft abgegeben Ein Aus Taster Hauptschalter sowie Ein Aus Taster der Steuerung sind beleuchtet Die Beleuchtung des Hauptschalters zeigt die Aktivierung der Steu erungan Die Taster werden nach dem Einschalten der Endstufen Leistungsversorgung durch Bet tigung des Ein Tasters zur Betriebs kontrolle mit maximaler Intensit t beleuchtet Betatigung des Aus Tasters schaltet die Motorendstufen aus und reduziert die Hintergrundbeleuchtung der Taster auf ein Minimum in und Aus Taster k nnen ger teintern mittels Jumper aktiviert zw deaktiviert werden um versehentliche Fehlbedienung zu erhindern Ferner besteht die M glichkeit intern per Jumper eine tartautomatik zu aktivieren Die Startautomatik bewirkt ein utomatisches Einschalten der Endstufen etwa eine Sekunde nach Betatigung des Hauptschalters Dies ist erforderlich falls die PS 90 in einer Applikation eingesetzt wird die eine manuelle Bedienung nicht erlaubt Die Startautomatik ist standardm ig aktiviert D C Reset Taster Falls die PS 90 nicht mehr reagiert oder unerwartete Fehler auftre ten kann der versenkte Reset Taster z B mittels einer Kugelschrei berspitze bet tigt werden Alternativ ist es
120. geschlossenen Flachen und Wanden eingehalten werden NOT AUS Funktion An der Ger ter ckseite ist ein Anschluss f r einen externen NOT AUS Taster vorgesehen an welchem standardm ig ein Kurzschlussstecker eingesteckt ist Soll ein NOT AUS Taster angeschlossen werden ist der Kurzschlussstecker zu entfernen Hinweis Wird der Kurzschlussstecker entfernt und kein NOT AUS Taster angeschlossen ist die Funktion der Motorplatinen Motorendstufen blockiert 13 2 Anschluss der Peripherie und Ger te Vor dem Einschalten der Steuerung m ssen samtliche Anschluss stecker f r Ger te und Peripherie angeschlossen sein damit sie von der Steuerung erkannt und initialisiert werden Zunachst sind die Positioniereinheiten an die entsprechenden Achsen anzuschlie en siehe Abnahmeprotokoll M gliche zugeh rige Wegmesssysteme sind mit den entsprechenden Anschl ssen zu verbinden Es m ssen die Positioniereinheit die Stromversorgung e der Computer angeschlossen werden Die Verbindung zum Computer erfolgt ber die USB oder RS 232 Schnittstelle Mit dem optionalen Anybus Modul Modbus TCP ist die Kommunikation mit einem PC ber Ethernet m glich F r USB Schnittstelle ist eine Treiberinstallation notwendig Der Treiber befindet sich auf der mitgelieferten CD F r die Installation starten Sie bitte setup exe Hinweis Jegliche Ger te und Peripherie m ssen vor dem Systemstart a
121. gliche Strombereich gew hlt werden um eine optimale Mikroschrittaufl sung zu erhalten Strombereichseinstellung f r DC Servomotoren F r DC Servomotoren ist der geeignete Strombereich unter Ber ck sichtigung des thermisch zulassigen Dauerstroms des jeweiligen Motortyps vorzuwahlen Eine Strombegrenzung kann durch das Set zen der jeweiligen Parameter eingestellt werden Weitere Hinweise sind im Kapitel Einstellelemente der Motorendstufe zu finden Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 11 12 8 Steuerungsfunktionen 8 1 Trapezf rmiges Punkt zu Punkt Profil Die folgende Tabelle umfasst die spezifischen Profilparameter f r den trapezf rmigen Punkt zu Punkt Modus Profilparameter Format Wort Bereich l nge Position 32 0 32bit 2 147 483 648 2 147 483 647 Counts Geschwindigkeit 16 16 32 bit 1 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle Beschleunigung 16 16 32 bit 1 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle Verz gerung 16 16 32bit 1 2 147 483 647 65 536 Counts Cycle F r dieses Profil errechnet der Host eine Beschleunigung eine Ver z gerung eine Geschwindigkeit und eine Endposition Das Profil ist nach der Kurvenform Bild 9 11 benannt Die Achse beschleunigt linear anhand des programmierten Beschleunigungs wertes bis sie die programmierte Geschwindigkeit erreicht Die Achse bremst dann linear ab den Verz
122. gsten Verfahrweg umgerechnet in Inkremente zur ckzulegen hat wird als F hrungsachse f bezeichnet Auf diese Achse werden die restlichen an der Linearinterpolation beteiligten Achsen steuerungsintern per Software synchronisiert Funktionsprinzip Welche der maximal 9 Achsen an der Linearinterpolation beteiligt sind wird ber einen Binarcode beim Start der Achsen angegeben Ein gesetztes Bit bedeutet hierbei dass die entsprechende Achse Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 13 aktiv ist F r jede Achse muss vor Verwendung der Linearinterpolation ein maximaler Geschwindigkeits sowie ein maximaler Beschleuni gungswert definiert werden der w hrend des Positioniervorganges nicht berschritten werden darf Das Geschwindigkeit Zeit Profil eines linearinterpolierten Bewegungsablaufes ist symmetrisch Unter Ber cksichtigung der digitalen Systemzeit Abtastzeit bzw Periodendauer des Profilgenerators f r jede Achse werden die Maximalwerte in der Weise umgerechnet dass die F hrungsachse f schnellstm glich mit maximal m glicher Geschwindigkeit v nax f und Beschleunigung amay f ihr Ziel erreicht Die restlichen Achsen werden auf die F hrungsachse synchronisiert wobei die gegebenen Grenzwerte von der Steuerung einzuhalten sind Die Linearinterpolationsachsen seien nachfolgend mit i bezeichnet Das folgende Diagramm zeigt den prinzipiellen Verlauf des Geschwin d
123. gt LMK lt n gt Limit Positions berwachungsmaske f r die Achse auslesen LMKT 01 LSTAT lt n gt Aktuellen logischen Zustand der Limit Positions berwachung der Achse LSTAT1 01 auslesen Bit 0 MINDEC untere Grenze berschritten Bit 1 MAXDEC obere Grenze berschritten SLMIN lt n gt lt uv gt Negative Limit Position f r die Achse einstellen SLMIN1 100 SLMIN lt n gt Negative Limit Position f r die Achse auslesen SLMIN1 100 SLMAX lt n gt lt uv gt Positive Limit Position fiir die Achse einstellen SLMAX1 100000 SLMAX lt n gt Positive Limit Position f r die Achse auslesen SLMAX1 100000 ETTLIN Aktuellen Zustand der TTL Eing nge von den Endstufen abfragen ETTLIN1 1 ETTLOUTS lt n gt lt bin gt TTL Ausgange zur Endstufe einer Achse setzen ETTLOUTS 1 10 bergeben wird die Achsennummer und eine bin re Setzmaske ETTLOUTC lt n gt lt bin gt TTL Ausg nge zur Endstufe einer Achse r cksetzen ETTLOUTC 1 01 2 bergeben wird die Achsennummer und eine bin re L schmaske INPUTS Aktuellen Zustand der Eing nge auslesen 16 Bit Bin rzahl INPUTS 0010100100101101 2 INPTTL aktuellen Zustand der TTL Eing nge auslesen 8 Bit Bin rzahl INPTTL 00110011 i INPSPS aktuellen Zustand der SPS Eing nge auslesen 8 Bit Bin rzahl INPSPS 00110011 OUTPUT lt uv gt lt uv gt Aktuellen Zustand eines Ausgangs ndern OUTPUT1 0 OUTPUTS Aktuellen Zustand aller Ausg nge auslesen QUTPUTS 0010100100101101 OUTTTL lt uv gt
124. he PS 90 is an universal position control unit to be used for com plex positioning tasks It is modular designed and flexibly configurable according to the corresponding range of applications It is a powerful device for control of nine axes maximum which is able to drive step motors as well as DC or BLDC motors When driv ing nano hybrid stages the maximum is six axes The control is mounted in a stable metal housing and can be operated independently stand alone or with a computer For the stand alone operation a hand held terminal with LC display and keypad as well as a joystick are available as accessories Several inputs and outputs are integrated e g TTL SPS analog and PWM for the communication with different periphery If an increasing precision is required there is a further input for incremental encoder or linear measuring system available for each axis optional Step motors having an additional encoder can be operated in closed loop mode as well For positioning tasks which require highest accuracy up to six nano hybrid axes can be operated with PS 90 Hybrid technology combines the advantages of positioning with spindle drive and precision of piezoelectric actuators Point to point positioning mode with different velocity profiles triangle trapezoidal or S curve as well as complex continuous path control like linear or circular interpolation are possible The software OWlSoft is included in delivery too T
125. he fol lowing description The value uv is defined as integer percentage of the maximum current in the pre selected current range 1 or 2 driving current DRICUR lt n gt lt uv gt holding current HOLCUR lt n gt lt uv gt maximum phase current current range 1 corresponding to 100 2 4A maximum phase current current range 2 corresponding to 100 5 45A Note a A phase current of 3 6A max in current range 2 correspondi ng to 66 of the maximum value that can be preset should not be exceeded In general the lowest possible current range should be selected in order to obtain the optimal precision in high resolution micro step operation Current Range Setting for DC Servo Motors The suitable current range for the DC servo motors has to be set in accordance with the thermally admissible continuous current of the corresponding motor type A current limiting can be configured by setting the according parameters For further information please see chapter Settings of the Motor Output Stage 8 Control Functions 8 1 Trapezoidal Point to Point Profile The following table contains the specific profile parameters for the trapezoidal point to point mode profile format word range parameters length position 32 0 3261 2 147 483 648 2 147 483 647 counts velocity 16 16 32bit 1 2 147 483 647 65 536 counts cycle acceleration 16 16 32bit 1 2 147 483 647 65 536 counts
126. he operation of DC servo motors usually uses a motor current limi tiation This is done by using DRICUR see command set The cur rent limit is valid after a cold start and initialisiation of the controller To re set the limit a cold start is necessary CRICUR lt n gt 100 relates to 10096 of 12 A Values need to be set lower accordingly If this limit is set too low the resulting dynamic of the stage is limit ed This is due to short peak currents during the acceleration or deceleration of DC motors Normally those peak currents do not pose any harm to the motor 7 4 Selection of the Current Range for the Motor Power Stage The PS 90 motor power stage has two configurable current ranges in order to obtain a high precision in the current setting respectively a micro step resolution at its best The current range selected will be stored in the static RAM In order to activate the new selected current range it is necessary to re initialize the axis n after the preset has been done Preselection of the current range 2 high current for axis n takes place after e g following command sequence AMPSHNT lt n gt 1 INIT lt n gt In order to switch back to current range 1 low current one may use e g following command sequence AMPSHNT lt n gt 0 INIT lt n gt Phase Current Setting for 2 Phase Step Motors Driving and holding current can be separately preset with 2 phase step motors The selection for axis n can be done as in t
127. heiten von OWIS besitzen einen hybri den Antrieb Die Grobpositionierung erfolgt ber einen hochaufl senden Schrittmotor Die Feinpositionierung erfolgt durch einen Pie zoaktor Eine PS 90 die zur Ansteuerung dieser Nano Hybrid Positionierein heiten ausger stet ist kann nur noch f r sechs ausger stet sein Statt der Achsen 7 9 ist die Ansteuerelektronik f r die Piezoaktoren vorhanden Die Positioniereinheiten werden ber den Universal Motorstecker angeschlossen Zusatzlich wird der Piezozweig ber ein weiteres Kabel verbunden Die Anschl sse daf r befinden sich f r die ersten drei Nano Hybrid Positioniereinheiten auf Position 7 Falls vier bis sechs solcher Einheiten angesteuert werden sollen ist auch Positi on 8 belegt Position 9 ist immer unbelegt Sicherheit Die Ansteuerung der Piezozweige erfolgt mit einer Spannung im Bereich zwischen 71 V und 71 V und kann schwerste Verlet zungen verursachen Die Benutzung darf nur durch Personal erfol gen welches im Umgang mit solchen Spannungen unterwiesen ist Die allgemeinen Unfallverh tungsvorschriften m ssen beachtet werden Steuerungsarchitektur und Funktion Eine Nano Hybrid PS 90 besteht im Wesentlichen aus folgenden Komponenten 1 Ein eingebautes Netzteil 2 Eine Hauptplatine 3 Maximal zwei Antriebsplatinen 4 Maximal sechs Motorplatinen Endstufen 5 Maximal zwei Wegmessplatinen 6 Eine D A Wandlerkarte f r die Piezoaktoren 7 Maximal zwei Steuermo
128. henbehaftet RVELF2 20000 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe RVELF lt n gt Referenzfahrtgeschwindigkeit schnell f r eine Achse auslesen RVELF2 20000 RDACC lt n gt lt uv gt Referenzfahrt Verz gerung f r eine Achse einstellen RDACC1 1000 Diese Verz gerung wird benutzt wenn der Referenzpunkt angefahren wird RDACC lt n gt Referenzfahrt Verz gerung einer Achse auslesen RDACCI 1000 SMK lt n gt lt uv gt Endschaltermaske f r eine Achse setzen SMK3 0110 Mit diesem Befehl werden die Endschalter und die Bremsschalter aktiv bzw inaktiv gesetzt Wird auf einen Endschalter gefahren so wird die Bewegung abrupt gestoppt und der Motor danach stromlos geschaltet Bit Reihenfolge lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt SMK lt n gt Endschaltermaske f r eine Achse auslesen SMK3 0110 SPL lt n gt lt uv gt Endschalterpolarit t f r eine Achse setzen SPL3 1111 Mit diesem Befehl wird der aktive Pegel f r die Endschalter und Bremsschalter festgelegt Bit Reihenfolge lt MAXSTOP MAXDEC MINDEC MINSTOP gt SPL lt n gt Endschalterpolarit t f r eine Achse auslesen SPL3 1111 RMK lt n gt lt uv gt Referenzsch
129. hind the comma the amount of lines that are to be copied PTABDEL lt uv gt lt uv gt Delete an area of the table for path control The value before the sign PTABDEL50 20 indicates the index of lines wherefrom it is to be deleted the value behind the sign indicates the amount of lines which are to be deleted CSTP lt n gt lt uv gt Set micro step resolution with the step motor axes MCSTP1 50 MCSTP lt n gt Read out micro step resolution with the step motor axes MCSTP1 50 DRICUR lt n gt lt uv gt Set driving current with step motors in percent of the maximum output DRICUR1 50 value defined by the selected current range of the motor power stage Set current limit for DC axes 100 refers to 12 A This value will only be set after a cold start of the control unit with the first initialisiation DRICUR lt n gt Read out driving current with step motors in percent DRICUR1 50 HOLCUR lt n gt lt uv gt Set holding current with step motor axes in percent HOLCUR1 30 HOLCUR lt n gt Read out holding current with step motor axes in percent HOLCUR1 30 ATOT lt n gt lt uv gt Set timeout in milliseconds 0 switches off the timeout monitoring ATOT1 20000 ATOT lt n gt Query time out for the axes 1 20000 FKP lt n gt lt uv gt Set control parameter KP for an axis FKP1 25 FKP lt n gt Query control parameter KP for an axis FKP1 25 FKD lt n gt lt uv gt Set control parameter KD for an axis FKD1 5 FKD lt n gt Qu
130. hus the PS 90 can be configured and operated comfortably Configurations for OWIS standard positioning units are stored in OWISoft and can be assigned to the corresponding motor easily Foreign motors can also be actuated 2 Setup and Scope of Delivery The PS 90 consists of a basic unit for different motor voltages It is equipped with axes modules additional functions and connections according to customer s requirements Upgrading with other axes modules functions and connections is also possible The unit is completely assembled and tested by OWIS and will be supplied ready for installation The valid firmware for operation is installed It can be updated if necessary through the USB or RS 232 interface Following parts are included in delivery e PS90 in the required motor configuration e mains cable 2 5 m length USB cable 2m length e CD with software OWISoft tool and documentation in English German e printed version of the manual in English German e data sheet in English German 2 1 Standard The basic version of the PS 90 comes with e USB port e RS 232 port connection for hand held terminal connection for external emergency stop button e 4 inputs for reference and limit switches per axis 8 TTL and analog inputs 8 TTL and analog outputs 8 SPS inputs and outputs e motor plug D Sub 37 with additional connections for motor holding brake option limit reference switches and other sig nal
131. iTiesSsyS temm coe RUE 17 Auswertung des 5 17 Lageregel ng i etcetera rere tete eeh 17 Funktionsweise der Nachlaufregelung 17 10 PID Regelschleifenalgorithmus sss 18 11 Positioniergeschwindigkeit und beschleunigung Berechnung 19 11 1 2 Phasen Schrittmotor Open 19 AIIGGImielfigs c t inerenti tentent tts 19 Content Te GenerallInformatior e o oett 44 2 Setup and Scope of Delivery 44 VA BSEC 44 2 2 ACCeSSOFIBS i i ttn aa bates 44 VES c 44 EEN 45 Currents and Voltage Sissies 45 Heat Sink Temperature up to 70 C 45 4 Standards and Directives s ssssssieseiessissressresrerrresrresressrees 45 5 Technical OVrVIQW sss cereo ete dette tete tees 45 6 Setup of the Control Unit 46 ON ORESWIICH ius Ge ie eite terio eod 46 Reset BUTTON irsini ai aad 46 6 1 Corinectiofis tte titt dier et e beh be ia 47 USB and RS 232 Interlases 47 AnybusQ Interface nn 47 Emergency Stop Function sss 47 Power Supply zie tese trt 47 Universal Motor 47 Limit and Reference Switches sss 47 Encoder INDUC T 48 6 2 Inputs and Outputs 48 7 Control Unit Architecture and
132. ie Endstufe hat eine zus tzliche Schutzeinrichtung die daf r sorgt dass ein versehentlich falsch angeschlossener Motortyp z B ein DC Motor an einer Schrittmotor Endstufe nicht unkontrolliert startet Am Motoranschlusskabel ist zwischen Pin 14 und Pin 15 ein Widerstand zur Codierung des Motortyps eingebaut Codierung e Q Ohm DC Servomotor e Widerstand unendlich 2 Phasen Schrittmotor e 470 Ohm BLDC Beim Einschalten misst die Steuerung den Widerstandswert und signalisiert einen Fehler wenn der gemessene Wert nicht zu der jeweiligen Steuerplatine passt Die Fehlermeldung der Endstufe wird ber das Kommando ASTAT und MPUNISTAT lt n gt ausgelesen siehe Befehlssatz ab S 26 Der Steckerbelegungsplan ist im Anhang aufgef hrt Die Belegung entspricht dem OWIS Standard End und Referenzschalter Pro Achse k nnen maximal 4 Schalter angeschlossen werden Dies k nnen 24V Induktivschalter Mikroschalter TTL Hall Effekt Endschalter oder TTL Lichtschranken sein An die Eing nge k nnen beliebige Pegel DV 24V ffner oder Schlie er gegen U oder Masse schaltend angeschlossen werden Einer der vier Schalter ist zus tzlich als Referenzschalter definiert Der aktive Pegel und die Zuordnung der Schalter werden per Software konfiguriert Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Encodereingang Der Encodereingang erm glicht sowohl den Anschluss
133. igkeitsprofils der F hrungsachse v t und einer beliebigen Linear interpolationsachse v t an einem Beispiel Tl E v 3 lt 0 m Zeitt t t b Bild 17 Linearinterpolation Die Fahrdistanz der Achse n ist im Beispiel negativ die Fahrdistanz der F hrungsachse f positiv Zum Zeitpunkt t ist die Beschleuni gungsphase beendet Die Bremsung wird bei t eingeleitet und alle Achsen stoppen gemeinsam zum Zeitpunkt t3 8 6 Synchroner Start hnlich der Linearinterpolation ist es m glich den Positioniervor gang oder den Geschwindigkeitsmodus mehrerer Achsen synchron starten zu lassen Mit Hilfe der dazu notwendigen Befehle siehe Befehlsreferenz werden alle Berechnungen zun chst intern durchgef hrt Anschlie Bend erfolgt ein nahezu gleichzeitiger Start aller ausgew hlter Ach sen Im Unterschied zur Linearinterpolation f hrt jede Achse ihre Bewegung so aus wie sie es auch beim einzelnen Start geschehen w rde 8 7 Funktionsweise der allgemeinen Bahnsteuerung Definition Die PS 90 erm glicht beliebige Bahnkurven ber Ketten von Einzel vektoren zu approximieren die in Form einer Vektortabelle an die Steuerung bergeben werden Die allgemeine Bahnsteuerung wird somit ber einen Vektormodus realisiert In die Vektortabelle werden relative Positionswerte eingetragen die zu bestimmten diskreten Zeitpunkten m glichst genau erreicht werden sollen Bezugspunkt bzw Startpunkt der T
134. il 16bit unsigned 0 32 767 des Lagereglers Ka Differentialanteil 16 bit unsigned 0 32 767 des Lagereglers Ko Proportionalanteil 16bit unsigned 0 32 767 des Lagereglers 4 Z 256 H t DSS COMO 4 Begrenzung 4 Integralantel K Zielposition gt gt Filter H Ausgang Istposition Zeitkonstante Differentialanteil Bild 21 Struktur des digitalen Filters Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 11 Positioniergeschwindigkeit und beschleunigung Berechnung 11 1 2 Phasen Schrittmotor Open Loop Allgemeines Jede schrittmotorgetriebene Mechanik besitzt eine insbesondere von Motortyp Systemreibung und Last Tr gheitsmoment abhangige sog Start Stop Frequenz Die Start Stop Frequenz bezeichnet die maximale Fahrfrequenz des betreffenden Schrittmotors mit welcher dieser noch aus dem Stillstand ohne Beschleunigungsphase loslaufen kann Es ist blich diese und andere Kennfrequenzen von Schrittmotoren in Hertz Vollschritt HzVS d h Vollschritte pro Sekunde anzugeben Die Welle eines Schrittmotors mit Schrittwinkel 1 8 d h 200 Vollschritte pro Motorumdrehung der z B mit 400 HzVS l uft dreht mit einer Geschwindigkeit von zwei Umdrehungen pro Sekunde oder 120 Umdrehungen pro Minute Um h here Geschwindigkeiten als die Start Stop Frequenz zu errei chen muss der Schrittmotor ber diese Frequenz hinaus mittel
135. ils by means of three 50 50 PWM signals generated by the motion processor Fach current value of the three half bridge sections is monitored To avoid overcurrent the current is limited by means of a chopper 7 3 Settings of the Motor Output Stage The output stages are set to a fixed motor type as a factory setting This cannot be changed by the user The possible configurations are described as follows 2 Phase Step Motor Open Loop For this motor type no current limit can be set The phase current settings are described in the following section 7 4 Current control is achieved trough a PID control loop This control ler must not be confused with the positioning control even though the used terms are identical Four parameters coefficients P 1 quick I slow and D define the controller characteristics Badly chosen values usually too lagre might lead to the motor being very noisy If the values are chosen too low the maximum velocity might not be acheived Each motor type must be configured individually Typical step motor noises might be greatly reduced by choosing optimal values Especially at low velocities an exremely silent movement is possbile When being delivered together with OWIS stages the PS 90 is pre configured with appropriate controller settings Additionally OWISoft contains pre defined controller settings which are opti mised for either low noise or high dynamic operation of the stage DC Servo Motor T
136. in 1 TXD 2 RXD 3 DSR GND 5 n c 6 CTS 7 RTS 8 n C 9 gt nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Universal Motor Connector The positioning units are connected using the suitable OWIS9 connecting cable The universal motor connector enables the current supply of the motor control of the motor holding brake where applicable and the transfer of the encoder limit switch or Hall effect sensor signals if any Pin assignment of the 37 pin D Sub female connector pin DC motor step motor OL BLDC 9 19 motor phase 1 U S 18 motor phase 1 V 17 motor phase 2 W 16 motor phase 2 15 motor type encoding 14 motor type encoding 13 GND 12 5V E 11 encoder A 310 encoderA 9 encoder B 8 encoder B 7 encoder Index 6 encoder Index 5 MINSTOP 4 MINDEC 3 MAXDEC 2 MAXSTOP 1 GND 37 motor holding brake 24V 36 motor holding brake 35 reserved 34 reserved 33 reserved 5 32 reserved a M 31 GND 530 45V 7 29 reserved 28 Hall sensor 27 Hall sensor A 26 Hall sensor B 25 Hall sensor 24 Hall sensor C 23 Hall sensor C 22 5V 21 GND 20 24V Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten
137. ion Kann auch on the fly benutzt werden um den Schleppfehler auszulesen VACT lt n gt Aktuelle Geschwindigkeit einer Achse auslesen VACT2 1000 Die aktuelle Geschwindigkeit wird im Format 16 16 mit Vorzeichen zur ckgegeben der fraktionale Anteil ist jedoch 0 weil die aktuelle Geschwindigkeit aus der Positionsdifferenz zwischen zwei Sample Zeiten berechnet wird ENCPOS lt n gt Aktuellen Positionsz hler des Encoders f r eine Achse auslesen ENCPOS1 5000 Dieser Befehl liefert bei Open Loop Schrittmotorachsen die aber mit Encoder betrieben werden die aktuelle Encoder Position zur ck umgerechnet in Schritte MXSTROKE lt n gt Gemessenen Tischhub auslesen MXSTROKE1 340000 Bei der Referenzierung in den Modi 6 und 7 wird der Tischhub ermittelt und kann mit diesem Kommando ausgelesen werden RELAT lt n gt Positionsangaben f r eine Achse auf relativ umschalten RELAT1 Angabe des Weges mit Vorzeichen ABSOL n Positionsangaben f r eine Achse auf absolut umschalten ABSOL2 Angabe der Zielposition mit Vorzeichen MODE lt n gt Abfrage des aktuell eingestellten Positionsformates f r eine Achse MODE2 ABSOL PMOD lt n gt lt uv gt Positioniermodus Trapez S Kurve f r eine Achse setzen PMOD1 0 0 Trapez Profil 1 S Kurven Profil PMOD lt n gt Positioniermodus Trapez S Kurve fiir eine Achse auslesen PMOD1 1 PVEL lt n gt lt uv gt Max Positioniergeschwindigkeit f r eine Achse setzen PVEL1 10000 wird f r da
138. ith a check sum After having switched the device off and then on the last parameter setting is again valid If a check sum error should arise then after switching on default values are loaded automatically and an error message is written into the error output buffer For commands that give a response e g parameter queries the answer is sent back to the PC immediately n axis number 1 9 respectively highest possible axis number uv unsigned integer value sv signed integer value v signed way indication Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Attachment Command Table command command function description example response group ASTAT Axis status inquiry a character each axis is returned to describe the current ASTAT IIOURTTJV axis mode axis is initialized 0 axis is disabled R axis initialised and ready T axis is positioning in trapezoidal profile S axis is positioning in S curve profile V axis is operating in velocity mode P reference motion is in progress F axis is releasing a limit switch J axis is operating in joystick mode L axis has been disabled after approaching a hardware limit switch MINSTOP MAXSTOP B axis has been stopped after approaching a brake switch MINDEC MAXDEC axis has been disabled after limit switch error M axis has been disabled a
139. itive range forbidden negative range allowed motion range fig 24 Function of limit switches Working Principle of the Limit Switch Monitoring 1 MINSTOP Actuation of this limit switch with motion in negative direction results in immediate disable of the motor power after a certain reaction time which can be some milliseconds DC servo motor The motor is disabled However the residual kinetic energy leads to some remaining movement until it is used up by friction or stoppers Step motor open loop If the current travel frequency with which it is stopped was higher than the system start stop frequency the kinetic energy in the system leads to a remaining motion This motion cannot be detected by the control unit thus result ing in a wrongly indicated potision A reference travel is neces sary to match the current position with the motor steps 2 MINDEC Actuation of this limit switch results in execution of a deceleration ramp using a programmable deceleration value After execution of the braking ramp the motor will not be switched off but is still under control If the follow up path of the deceleration ramp has been too big and the slide reached the MINSTOP limit switch afterwards please note point 1 3 MAXDEC The reaction is similar to the MINDEC limit switch but the effect is in positive direction 4 MAXSTOP The reaction is similar to the MINSTOP limit switch but the effect is in positive direction
140. itsprofil Hinweis Im Geschwindigkeitsmodus ist die Achsenbewegung nicht an eine Endposition gebunden Es liegt in der Verantwortung des Anwenders Geschwindigkeits und Beschleunigungswerte zu verwenden die einen sicheren Bewegungsablauf garantieren 8 4 Referenzierung Bei der Referenzfahrt wird einer der vier Endschalter angefahren Die Position kann an dieser Stelle genullt werden Dazu werden zwei Referenzfahrtgeschwindigkeiten mit Betrag und Vorzeichen und eine Referenzbeschleunigung parametriert Der Endschalter wird mit groBer Geschwindigkeit angefahren und mit kleiner Geschwindigkeit verlassen dann wird gestoppt Zeitt Geschwindigkeit v Bild 16 Referenzfahrt A Beschleunigung D Verz gerung 8 5 Linearinterpolation Begriffsbestimmung Linearinterpolation bezeichnet hier die Synchronisation der Bewegung aller beteiligten Achsen derart dass die Achsen quasi simultan starten und ihre Ziele praktisch gleichzeitig erreichen Die Bewegung erfolgt hierbei mittels trapezformiger Geschwindigkeitsprofile wobei die Beschleunigungs und Bremsrampen so angepasst werden dass alle Achsen ebenfalls synchron beschleunigen bzw bremsen Die Bewegung eines aus Linearachsen bestehenden XYZ Systems das ber Linearinterpolation angesteuert wird beschreibt somit im kartesischen Koordinatensystem n herungsweise eine Gerade im Raum Die Achse mit der niedrigsten Achsnummer welche den lan
141. ittstelle der Anschluss befindet sich auf der Ger ter ckseite Die Schnittstelle ist USB 1 1 und 2 0 kompatibel Die USB Schnittstelle der PS 90 ist als sogenannte COM Br cke realisiert Der Windows Geratetreiber erkennt die PS 90 als USB Serial Port und weist ihr eine COM Portnummer zu die vom Anwender bei Bedarf ver ndert werden kann Die USB Schnittstelle wird nach erfolgreicher Installation als virtuelle RS 232 Schnittstelle angesprochen Alternativ zur USB Schnittstelle kann die Steuerung ber die RS 232 mit einem PC kommunizieren Die PS 90 kann mit bertragungsraten von 9 600 19 200 38 400 57 600 oder 115 200 Baud arbeiten Es ist unbedingt darauf zu achten dass die bertragungsrate der PS 90 mit der im Ger tetreiber eingestellten bertragungsrate bereinstimmt sonst ist keine Kommunikation m glich Voreinstellung ist 9 600 Baud Kann aus dem Abnahmeprotokoll entnommen werden Anybus Schnittstelle Die PS 90 kann optional mit einem Anybus Modul Modbus TCP geliefert werden Mit diesem Modul ist es m glich ber Ethernet Kommandos zur PS 90 zu schicken und entsprechende R ckmeldungen zu erhalten NOT AUS Funktion An der Ger ter ckseite ist ein Anschluss f r einen externen NOT AUS Taster vorgesehen an welchem standardm ig ein Kurzschlussstecker eingesteckt ist Soll ein NOT AUS Taster angeschlossen werden ist der Kurzschlussstecker zu entfernen Hinweis a Wird der Kurzschlussstecker entf
142. ject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 45 46 6 Setup of the Control Unit AcEEDEEEREREERER hand held terminal port RS 232 interface USB port Anybus interface i es RESET button PS 90 ventilation slots ON switch OFF switch recessed grip fig 1 front housing view serial number TTL in outputs SPS in outputs analog in outputs connection for emergency stop button connections for system linear measuring encoder handle ventilation slots power supply mains switch heat sink fuse motor driver board universal motor connector 9 c fig 2 back housing view The PS 90 is placed in a top quality stable metal housing For the cooling of the internal components there are several venti lation slots at the top of the front and at the back side of the housing The heat generated by the motor power stages during the operation of the control is dissipated by the laterally attached heat sink On Off Switch The mains switch and the on off push buttons are lighted If the mains switch is lighted the PS 90 is activated After switching on the current supply of the mot
143. l PWMSPMXO lt n gt Set maximum hybrid output value of an axis PWMSPMXO1 uv 4095 PWMSPMXO lt n gt Read out maximum hybrid output value of an axis PWMSPMXO1 4095 HBCH lt n gt lt uv gt Assign PWM output for holding brake to an axis HBCH8 3 lt AxisNumber gt lt PWM port gt PWM port 0 for holding break function off HBCH lt n gt Query holding brake assignment PWM port to an axis HBCH8 3 5 HBFV lt n gt lt uv gt Set first PWM value to activate the holding brake HBFV8 50 lt AxisNumber gt lt Percent Value gt o o HBFV lt n gt Query first PWM value for activation of the holding brake HBFV8 50 E HBSV lt n gt lt uv gt Set second PWM value for clamping the holding brake HBSV8 20 2 lt AxisNumber gt Percent Value HBSV lt n gt Query second PWM value for clamping the holding brake HBSV8 20 HBTI lt n gt lt uv gt Set settling time for the holding brake The first PWM value will be set for HBTI8 300 this amount of time after activation of the holding brake lt AxisNumber gt lt Time for first PWM value in ms gt HBTI lt n gt Query settling time for the holding brake The first PWM value will be set for HBTI8 300 this amount of time after activation of the holding brake RESETAC Activate motor driver board Reset RESETAC g RESETMB Activate main board Reset RESETMB SAMEM Set flag value for stand alone programming SAMEM38 50 t SAMEM Query flag value for stand alone programming SAMEM38
144. lossen Bild 26 Joystick Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 25 26 17 Hinweise zum Aufbau einer eigenen Applikationssoftware Eine PS90 Applikation besteht allgemein aus einem Initialisierungsteil welcher die erforderlichen Achsparameter f r alle zu verwendenden Achsen n setzt und die Achsen einschaltet einer Schleife die eine Referenzfahrt f r alle Achsen durchf hrt und dem eigentlichen Anwenderprogramm welches die vom Anwender gew nschte Funktionalitat beinhaltet PS 90 Applikation Initialisierung der Steuerung f r alle Achsen n Referenzfahrt durchf hren Anwenderprogramm Bild 27 PS 90 Applikations Architektur Die Initialisierung der gew nschten Achsen geschieht im einfachsten Fall ber das INIT Kommando falls die im statischen RAM gespeicherten Parameter bernommen werden sollen Andernfalls ist es erforderlich die gew nschten Parameter vor Senden des INIT Kommandos zu bertragen Initialisierung f r alle Achsen n gespeicherte Standard Parameter bernehmen relevante Parameter setzen INIT n Bild 28 PS 90 Initialisierungs Architektur Soll eine Referenzfahrt f r eine Achse durchgef hrt werden sind Referenzmaske und Referenzpolarit t vorher zu setzen falls dies nicht bereits erfolgt ist oder entsprechende Werte in den Standard einstellungen hinterlegt
145. m glich das Ger t aus und wiedereinzuschalten Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 6 1 Anschl sse Die Anschl sse der PS 90 befinden sich auf der Geh usevorder und auf der Geh user ckseite Dies sind Schnittstellen zur Kommunika tion Ein und Ausg nge f r Peripherie sowie Anschl sse f r die Positionierer siehe Bild 1 und 2 Anschluss Funktionen Buchse USB Slave Kommunikation mit einem PC USB Buchse Typ B RS 232 Kommunikation mit einem PC D Sub 9 poliger Stecker RS 485 Fernbedienung der Steuerung mit D Sub dem Handterminal 9 polige Buchse Joystick anuelles Verfahren von maximal Analogeing nge 3Achsen 152 3 TTL Ein Ausg nge Interaktion mit externen Sensoren D Sub und Aktoren 25 poliger Stecker Analog nteraktion mit externen Sensoren D Sub Ein Ausg nge und Aktoren Joystick 25 poliger Stecker SPS Ein Ausg nge Interaktion mit externer D Sub SPS Steuerung 25 polige Buchse Universal Motorversorgung mit D Sub Anschlussstecker otor Haltebremse und 37 polige Buchse Encoder Endschalteranschluss Wegmesssystem Anschluss von Wegmesssystemen CONNEI 12 polige Encoder Buchse Netzanschluss Spannungsversorgung Kaltger tebuchse Option Anybus Modul Kommunikation mit einem PC RJ 45 Modbus TCP ber Ethernet USB und RS 232 Schnittstelle Die PS 90 hat eine USB 2 0 Slave Schn
146. me of T 204 8 us 256 us 19986 us Only integer values can be handed over to the PS 90 The value is rounded internally to the next valid value Default value presetting T 256 us Final Velocity The positioning of the axes is done by means of the point to point method Each axis follows alternatively a trapezoidal or S shaped velocity profile The final speed V after acceleration ramp is specified by a a 32 bit word Its values range from 1 to 2147483647 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Note t must be ensured that no higher velocity is entered than the equipment is able to withstand since otherwise the mechanism may be damaged or destroyed At a given speed V and an encoder line number R the motor speed without consideration of a possibly existing gearbox is calculated as follows 60 I 1 V min Ts 4R 65536 revolutions per minute resp 1 1 1 V CAR 65536 revolutions per second resp 1 increment 1 V E A i 65536 increments per second The last formula can also be understood as follows The controller travels V 65536 increments for each sampling interval Ts For the conversion of motor rotary speed into positioning velocity of mechanics mechanical data such as spindle pitch and if appropriate the influence of a gearbox have to be considered Example Positioning is to be e
147. meldemodus abfragen INPOSMOD1 0 s INPOSTIM lt n gt lt uv gt Bewegungsfertigmeldezeit einstellen in Sample Zeit Zyklen INPOSTIM1 1000 INPOSTIM lt n gt Bewegungsfertigmeldezeit abfragen INPOSTIM1 1000 3 INPOSWND lt n gt lt uv gt Bewegungsfertigmeldefenster einstellen in Encoder Counts INPOSWND1 50 INPOSWND lt n gt Bewegungsfertigmeldefenster abfragen INPOSWND1 50 AMPPWMF lt n gt lt uv gt PWM Frequenz f r Endstufe einstellen 20000 oder 80000 ist m glich AMPPWMF1 20000 AMPPWMF lt n gt PWM Frequenz f r Endstufe abfragen AMPPWMFI 20000 ENCLINES lt n gt lt uv gt Linien Anzahl des Encoders f r eine Achse einstellen ENCLINES 1 500 ENCLINES lt n gt Linien Anzahl des Encoders f r eine Achse abfragen ENCLINES1 500 MOTPOLES lt n gt lt uv gt Polanzahl des Motors f r eine Achse einstellen MOTPOLES1 25 MOTPOLES lt n gt Polanzahl des Motors f r eine Achse auslesen MOTPOLES1 25 BLDCCT lt n gt lt uv gt Kommutierungsmodus bei BLDC einstellen BLDCCT1 0 0 Blockkommutierung mit Hallsensoren 1 Sinuskommutierung mit Encoder BLDCCT lt n gt Kommutierungsmodus bei BLDC abfragen BLDCCT1 0 ELCYCNT lt n gt lt uv gt Encoder Counts f r einen elektrischen Kommutierungszyklus einstellen ELCYCNT1 128 ELCYCNT lt n gt Encoder Counts f r einen elektrischen Kommutierungszyklus abfragen ELCYCNTI 128 PHINTIM lt n gt lt uv gt Phasen lnitialisierungszeit in Sample Zeit Zyklen einstellen PHINTIM1 10 PHINTIM
148. motor is powered and the position control feedback loop is active This command must be transferred after switching on the PS 90 so that the axis can be taken into operation using the commands REF PGO VGO etc Before this the following parameters must have been preset motor type limit switch mask and polarity feedback control loop parameters current range of the motor output stage PSET lt n gt lt sv gt Set target position respectively relative travel distance ABSOL RELAT for an PSET2 100000 axis If absolute position format is switched on then the parameter is interpre ted as signed absolute position if relative position indication is chosen then the parameter is interpreted as signed travel distance The new absolute target position is the sum of last absolute target position and transferred travel PSET lt n gt Read out target position resp relative travel distance for an axis PVELT 10000 PCHANGE lt n gt lt sv gt Change target position or distance of an axis while this axis goes the PCHANGE2 trapezoidal profile 50000 CMDPOS Read out current target position of the PID regulator CMDPOS1 5000 E amp WEL n sv Set target speed for velocity mode for an axis With this command the start VVEL1 20000 5 speed and maybe also a new speed transmitted while the axis moves in the velocity mode 2 WEL lt n gt Read out target speed for velocity mode VVEL1 20000 E PGO lt n gt Start positioning for
149. n 10 ARC 10 Ha piplatilie 10 Antriebsplatine 10 Motor Ee 10 Sicherungskonzept a 10 7 2 Betrieb unterschiedlicher 11 Schrittmotorens a esee Note Laeta dti a Ra 11 Nem M 1 uiii tette tede ide 1 7 3 Konfiguration der Motorendstufe 11 2 Phasen Schrittmotor Open Loop 11 Diesen m 1 7 4 Strombereichsumschaltung der Motorendstufe 11 Vorwahl des Phasenstromes f r 2 Phasen Schrittmotoren 11 Strombereichseinstellung f r DC Servomotoren 11 8 Steuerungsfunktionen sssssssssseeenenennee 12 8 1 Trapezf rmiges Punkt zu Punkt Profil 12 8 2 S Kurven Punkt zu Punkt Profil sss 12 8 3 Geschwindigkeitsmodus sss 13 8 4 Referenzierung sse 13 8 5 Linearinterpolation 13 Begriffsbestimmung u 13 Funktionsprinzipyrassnenenasssayesssagegnsananene 13 8 6 Synchroner Start 14 8 7 Funktionsweise der allgemeinen Bahnsteuerung 14 14 Realisierung des Vektormodus sss 14 Krelsinterpolatlon 16 9 Wegerl setumg nennt 17 EE Geet 17 Liriear
150. n change within an update cycle In this profile mode the acceleration increases gradually from 0 to the programmed value then the acceleration decreases proportionally until it reaches 0 with the programmed end speed The same sequence will be implemented reversely in order to reach the end position Within the S curve profile mode the same value must be used for both the acceleration and the deceleration ramp Asymmetrical profiles are not allowed This is only possible in trapezoidal profiling mode Fig 12 shows a typical S curve profile In segment I the acceleration value increases by the value set by the jerk until the maximum acceleration is reached The axis continues accelerating linearly jerk 0 within segment Il The profile uses then the negative value of the jerk in segment in order to reduce acceleration In segment IV the axis moves with maximum programmed speed V Then the profile slows down similarly to the acceleration value by using the negative jerk in opposite direction in order to first reach the maximum acceleration A and then to halt the axis at the end position It is possible that a S curve profile only contains some of the segments shown in fig 12 This can e g be the case if the maximum acceleration cannot be reached before half a way in direction end velocity or end position This profile does not contain segments II and VI see fig 13 segments La D LV Ml veloci
151. n die Positionierung m glicherweise nicht zu einer stabilen Endpositi on f hren WMSOFFS Der Schrittmotor muss den Schieber mit einem Versatz zur Sollposi tion positionieren damit die Sollposition durch den Piezo Antrieb angefahren werden kann Dieser Versatz wird durch WMSOFFS in Messsysteminkrementen angegeben WMSOFFS muss immer nega tiv sein und sollte im Bereich zwischen 20 und 100 liegen Wird der Wert unpassend gew hlt so muss m glichweise eine zus tz liche Korrektur durch den Motor erfolgen und der Positioniervor gang dauert l nger PWMSWIN Dieser Wert beschreibt ein zul ssiges Zielfenster welches vor und hinter dem Ziels der Positionierung mit dem Schrittmotor liegt Er wird in Inkrementen des Messsystems angegeben Die Positionie rung mit dem Schrittmotor wird erfolgreich beendet wenn zu die sem Zeitpunkt die Istposition in einem Bereich zwischen PWMSSET WMSOFFS PWMSWIN und PWMSSET WMSOFFS PWMSWIN liegt PWMSWIN muss immer positiv sein und sollte im Bereich zwischen 10 und 50 Inkrementen liegen Dieser Wert kann die Dauer der Positionierung beeinflussen Ist er ung nstig gew hlt so muss gegebenenfalls eine zus tzliche Korrektur durch den Schrittmotor oder den Piezo Antrieb erfolgen WMSVEL Dieser Wert legt die Geschwindigkeit fest mit der in den Modi 7 und 9 die Korrekturfahrt in Phase 2 durchgef hrt wird WMSVEL muss immer positiv sein Es wird dabei je nach Modus das folgende Schema ab
152. nd Set for the PS 90 General information concerning the command format Each command is transferred over the interface RS 232 or USB in ASCII format The individual characters of a command are converted automatically into capital letters Each command ends with CR or CR LF or LF adjustable Furthermore the response mode can be preset TERM For this purpose there are three settings available 1 When reading out the message buffer only a two digit number is returned error code This setting is especially selected when a control takes place via software through a host PC since the message strings are here at the shortest and therefore the command throughput is optimized 2 Reading the message buffer returns a two digit number error code and an additional plain text string explaining the error code 3 Similar to 2 and additionally each executed command giving no return value will be acknowledged by OK Acknowledgment is returned with CR or CR LF or LF adjustable In the first response mode TERM 0 the binary information e g limit switch configuration limit switch status digital analog inputs outputs etc is represented as bits of a decimal number In the other modes TERM 1 TERM 2 these values are indicated as a binary number one bit is represented by one ASCII character 0 or 1 This applies both for the query and for the setting of a value All parameters are stored resident and provided w
153. nd function description example response PTABGO lt uv gt lt uv gt With one parameter Start path control at a certain table entry PTABGOO 15 With two parameters Start path control a a certain table entry and stop it before a second table entry PTABSTP Cancel a current path control the participating axes behave like at the end PTABSTP of the path table PTABCLR Delete table for path control PTABCIRCLE Calculates circular interpolation and registers in the positioning table star lt UV gt lt UV gt ting at the denoted start line The parameters are passed as a list separated by comma The enable bits of the axes are disjuncted bit by bit with the D possibly already existing entries of the current table 1 number of axis for X 0 for no X axis 5 2 number of axis for Y 0 for no Y axis S 3 segment time in ms 16 bit o 4 function code OR template for the segments 16 bit t 5 number of segment of the circle 16 bit 6 signed radius 32 bit Fa 7 start angle in degree with signed value 16 bit 8 angle range in degree with signed value 16 bit 9 optionally scaling counter with signed value 16 bit 10 optionally scaling denominator with signed value 16 bit PTABCPY Copy an area of table for path control The value before the sign PTABCPY lt UV gt lt UV gt lt UV gt specifies the target index in the positioning table the value behind the 50 10 20 sign specifies the source index and the value be
154. ne Nachlaufregelung f r eine bestimmte Positioniereinheit realisieren zu k nnen ist es erforderlich die Positioniereinheit mit einem zusatzlichen inkrementalen Linearmesssystem auszustatten welches die reale Absolutposition des Schlittens unter Zuhilfenahme einer eindeutigen Referenzmarke erfasst Die aus Motor und Antriebs spindel bestehende Antriebseinheit nachfolgend als Aktor bezeichnet wird ber die Steuerung auf die reale Absolutposition nachgef hrt nachgeregelt Dies kann durch iterative Korrektur bewegungen oder Korrekturfahrt mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen Eine Kombination beider Verfahren ist ebenfalls m glich Die Auswahl wird ber die Betriebsartenvorwahl der Nachlauf regelung vorgenommen Die Werte f r die rechnerische Aufl sung von Linearmesssystem und Positioniereinheit sind in der Regel unterschiedlich Vor Verwendung der Nachlaufregelung ist eine Referenzierung in Referenzfahrmodus 6 oder 7 durchzuf hren Hierbei wird der insgesamt zur Verf gung stehende Hub in Inkrementen des Linearmesssystems gemessen und der Absolutpositionszahler automatisch bei berfahren der Referenzmarke des Linearmesssystems auf Null gesetzt Die Zielposition einer nachlaufgeregelten Positioniereinheit wird ber die nach erfolgreicher Referenzfahrt definierte Absolutposition des Linearmesssystems angegeben d h eine Zielposition wird als Absolut oder Relativdistanz angegeben bezogen auf ein ganz zahliges Vielfaches des
155. near measuring system is queried If the actual position is outside the target window speed mode is called with the previously defined follow up velocity as a parameter Once the current position is within the target window the follow up procedure stops i e a break ramp will be triggered If the actuator runs beyond the limit the direction will be reversed etc Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice e t can also be set by a system parameter whether or not the follow up control in the velocity mode should always be active or switched off upon reaching the target window Calculation of the conversion factor F In follow up controlled operation driving distances are in principle multiples of the measurement resolution the minimum increment of position of the linear measurement system The resolution of the actuator is determined by the engine resolution eg micro step factor increment of encoder and mechanical parameters for example spindle pitch From the given movement distance the relative distance to be passed to the actuator has to be calculated before each motion Below is an example calculation of a linear stage with direct drive spindle and 2 phase stepper motor unregulated 7 resolution of the actuator rm resolution of the measuring system ps calculation of r h 5 nm with h spindle pitch travel per motor revolution
156. ner gegebenen Fahrstrecke von 2000 Inkrementen f r diese Achse berechnet Der Geschwindigkeitswert liegt ber dem zul ssigen Grenzwert 300000 Fahrtende Nach Abarbeitung des letzten Tabelleneintrags oder bei gel schtem Freigabe Bit bremsen die dann nicht mehr aktiven Achsen mit der jeweiligen Maximalbeschleunigung auf Geschwindigkeit Null ab Danach wird der Geschwindigkeitsmodus deaktiviert und die Achsen werden von Bahnsteuerungskontrolle auf Positionshaltung umgeschaltet Daraus ergibt sich bei Beendung der Bahnkurve ein Nachlaufen um eine gewisse durch die Ausgangsgeschwindigkeit am Ende des letzten Segments und die Maximalbeschleunigung bestimmte Distanz Auswahl von Segmenten Neben der M glichkeit ber Freigabebits die gesamte Tabelle zu segmentieren kann dies auch direkt ber den Startbefehl PTABGO erfolgen PTABGO n startet die Tabelle ab Zeile n PTABGO n m f hrt die Zeilen n bis m aus Kreisinterpolation Die approximative Bahnkurvenerzeugung ber tabellierte Segmente erm glicht auch mit zwei beliebigen Achsen X und Y eine kreis hnliche Figur bzw einen Teil davon zu generieren Hierbei wird der gew nschte Kreisbogen durch eine Sequenz von Kreissekanten angen hert ber einen speziellen Befehl kann die Vektortabelle ab einem bestimm ten Index mit entsprechenden Kreisdaten gef llt werden sofern die entsprechenden Basisparameter vorher korrekt gesetzt worden sind ber einen Skalierungsfaktor d
157. ng Beispiel Antwort gruppe 9 Segmentzeit in ms 16 Bit 10 Funktionscode 16 Bit 11 Fehlerbyte 8 Bit 12 Freigabe Byte 8 Bit 13 Bei der Plausibilitatskontrolle berechnete Geschwindigkeit 32 Bit 14 Bei der Plausibilitatskontrolle berechnete Beschleunigung 32 Bit PTABPLAUS lt uv gt Plausibilitatskontrolle der Bahntabelle durchf hren Die Grenzwerte f r PTABPLAUSO Geschwindigkeit und Beschleunigung werden gepr ft und die Fehlerbytes entsprechend gesetzt Die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen in den einzelnen Tabellenzeilen werden berechnet und deren Werte f r die aktive Achse mit der h chsten Achsnummer eingetragen PTABGO lt uv gt uv Mit einem Parameter Bahnsteuerung ab einem bestimmten Tabelleneintrag PTABGOO 15 starten Mit zwei Parametern Bahnsteuerung ab einem bestimmten Tabelleneintrag starten und vor einem anderen Tabelleneintrag stoppen 5 PTABSTP Eine laufende Bahnsteuerung abbrechen die beteiligten Achsen verhalten PTABSTP t sich wie am Ende der Bahntabelle PTABCLR Tabelle f r Bahnsteuerung l schen PTABCIRCLE Kreisinterpolation berechnen und in die Positionstabelle ab der angegebenen a lt UV gt lt UV gt Startzeile eintragen Die Parameter werden als Liste durch Komma getrennt bergeben Die Achsen Freigabebits werden mit den evtl bereits bestehenden t Eintr gen der aktuellen Tabelle bitweise ODER verkn pft e 1 Achsennummer f r X 0 f r keine X Achse 2 Achsennummer f r Y
158. ngeschlossen sein da sie sonst von der Steuerung nicht initialisiert und somit erkannt werden 13 3 Systemstart Durch das Bet tigen des Hauptschalters wird die Steuerung aktiviert Der Mikrocontroller startet die im Flash geladenen Programme und initialisiert sich und seine Peripherie Der Initialisierungsvorgang dauert ca 10 Sekunden Danach ist die Steuerung bereit Kommandos vom PC zu empfangen und zu bearbeiten Beim ersten Windows Start mit angeschlossener PS 90 sollte das Betriebssystem die neue Hardware erkennen Die Treiber k nnen nun installiert werden Hier zu sind ggf Administratorrechte erforderlich Die PS 90 kann mit dem Handterminal optionales Zubeh r sowie dem Joystick optionales Zubeh r direkt in Betrieb genommen werden Lesen Sie hierf r bitte das nachfolgende Kapitel Handterminal bzw Joystick Initialisierung Nachdem die Stromversorgung eingeschaltet und das Ger t aktiviert wurde muss jede Achse die verwendet werden soll zunachst per INIT Befehl oder ber das Handterminal initialisiert werden Achsenparameter die ver ndert wurden werden ebenfalls mit der Initialisierung bernommen Software F r die Inbetriebnahme geh ren zum Lieferumfang der Steuerung das Softwaretool OWISoft der USB Treiber und die Software Schnitt stelle SDK API f r C C C LabView ab V 8 2 und zus tzliche Programmiersprachen 32 64 Bit Damit kann die PS 90 komforta bel konfiguriert und betrie
159. nt direction of WMS 1 yes 0 no WMSINV1 0 WMSINV lt n gt Read out whether count direction of WMS is reversed yes no WMSINV1 0 WMSOFFS lt n gt lt sv gt Set signed offset for hybrid coarse positioning with WMS WMSOFFS1 80 WMSOFFS lt n gt Read out signed offset for hybrid coarse positioning with WMS WMSOFFS1 80 Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 75 76 command group command function description example response PWMSPWIN lt n gt lt uv gt Set half target window width for hybrid positioning with WMS phase 3 PWMSPWIN1 0 JPWMSPWIN enz out half target window width for hybrid positioning with WMS phase PWMSPWIN1 0 PVOLTG lt n gt Read out current hybrid output value PVOLTG1 487 DACINPUTS Read hybrid error state as bit pattern DACINPUTS 11110001 Bit 0 error hybrid axis 1 Bit 1 error hybrid axis 2 Bit 2 error hybrid axis 3 Bit 3 error hybrid operating voltage 1 z Bit 4 error hybrid axis 4 5 Bit 5 error hybrid axis 5 z Bit 6 error hybrid axis 6 Bit 7 error hybrid operating voltage 2 PWMSPTIM lt n gt Set cycle time of the hybrid positioning of an axis with follow up control PWMSPTIM1 1 uv JPWMSPTIMens Read out cycle time of the hybrid positioning of an axis with follow up PWMSPTIM1 1 contro
160. nz 2 MHz Signal bzw 8 MHz Quadratur Option zum Anschluss eines zweiten Encoders bzw Wegmesssystems f r Nachlaufregelung sog Dual Loop Aufl sung 32 Bit max Z hlfrequenz 5 5 MHz Signal Dual Encoder Funktionen Parametrierbare Beschleunigungsrampe Bremsrampe Dreieckiges bzw trapezf rmiges Geschwindigkeitsprofil oder S Kurve Bewegungsabl ufe Punkt zu Punkt Positionierbetrieb und Linear und Kreisinterpolation Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 6 Aufbau der Steuerung Handterminal Anschluss RS 232 Schnittstelle USB Anschluss Anybus Schnittstelle 19 8 ee PS 90 Bild 1 Geh use Frontansicht Seriennummer L ftungsschlitze EIN Taster AUS Taster Griffmulde Handgriff TTL Ein Ausgange SPS Ein Ausg nge Analog Ein Ausg nge NOT AUS Anschluss Anschl sse f r System Wegmess Encoder L ftungsschlitze Hauptschalter Netzansschluss K hlk rper Sicherung Motorplatine Universal Motoranschluss I C Bild 2 Geh use R ckansicht Die PS 90 ist in einem hochwertigen und stabilen Metallgeh use unter
161. odus aktiv ist Die Zuordnung der einzelnen Bits zur Achsnummer entspricht dem Fehlercode E d h ein gesetztes Bit 0 bedeutet dass Achse 1 aktiv ist usw nderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Betriebsarten In den nachfolgenden Diagrammen werden beide ber den Funktions code F vorwahlbaren Betriebsarten anhand des Geschwindigkeit Zeit Verlaufes am Beispiel veranschaulicht Die Zeitintervalle der f nf dargestellten Fahrsegmente werden mit At bis At bezeichnet die Geschwindigkeitswerte am Ende des jeweiligen Segments mit bis vg und die Beschleunigungswerte mit a bis az Geschwindigkeit Zeit Diagramm f r Betriebsart v const Beispiel Bild 18 Geschwindigkeit Zeit Diagramm f r Betriebsart v const Die Fahrgeschwindigkeit wird im Konstantgeschwindigkeits Modus mit der vorgegebenen Maximalbeschleunigung ge ndert und bleibt danach konstant Sie wird w hrend der Abarbeitung der Vektortabelle f r jedes Segment zyklisch neu berechnet Eine eventuell auftretende Lageabweichung am Ende eines Segments flie t im darauffolgenden Segment als Korrekturwert ein um eine Akkumulation des Positionier fehlers zu vermeiden Geschwindigkeit Zeit Diagramm f r Betriebsart a const Beispiel Bild 19 Geschwindigkeit Zeit Diagramm f r Betriebsart a const Die Fahrges
162. odus mit WMS 2 Fehler unbekannter Achsenstatus MSG Liest den Message Ausgangs Buffer aus der Message Ausgangs Buffer wird MSG 00 NO MESSAGE Allgemeine Statusabfragen nur f r Fehlermeldungen die die Kommando Schnittstelle betreffen falscher Befehl fehlende Parameter ung ltiger Wert verwendet Folgende Meldungen sind m glich 00 NO MESSAGE AVAILABLE wird ausgegeben wenn der Meldungspuffer ausgelesen wird obwohl keine Meldung verf gbar ist 01 PARAMETER BEFORE EQUAL WRONG wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter den Parameter vor dem Gleichheitszeichen nicht korrekt in einen Zahlenwert umwandeln konnte 02 AXIS NUMBER WRONG wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter die bergebene Achsennummer nicht auswerten konnte zul ssig z B 1 bis 9 03 PARAMETER AFTER EQUAL WRONG wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter den Parameter nach dem Gleichheitszeichen nicht korrekt in einen Zahlenwert umwandeln konnte 04 PARAMETER AFTER EQUAL RANGE wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der Befehlsinterpreter erkannt hat dass der Parameter hinter dem Gleichheitszeichen au erhalb des zul ssigen Wertebereichs liegt 05 WRONG COMMAND ERROR wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn der gesendete Befehl syntaktisch nicht korrekt war d h vom Befehlsinterpreter nicht erkannt wurde 06 REPLY IMPOSSIBLE wi
163. on vector single distances are represented as integral signed values integer 16 bit The maximum path distance for a time interval At is 32760 increments i e for the range of values of a position entry numerical values from 32760 to 32760 are permissible Maximum 2000 vectors can be defined N ax Segment duration The time interval At for the driving segment n is indicated as integral multiple of 1 024 ms The values facet range from 20 to 1638 out of this a definable segment time of minimum 20 48 ms to maximum 1 677312 in steps of 1 024 ms results At 20 1 024ms 20 48ms min At 1638 1 024ms 1 677312s max Control codes All codes used here F E and T are in principle binary codes which are basically represented as positive integral values Integer and transferred to the control independent of the terminal mode preselected by TERM The function code F is represented as a 16 bit value Bit 15 is used to select the mode of operation i e constant velocity v const bit 15 deleted or constant acceleration a const bit 15 set The remaining bits are used to either set or delete up to three out puts per line Bits 0 to 3 binary select the output Bit 4 decides whether or not the respective output is set or deleted This selec tion scheme repeats itself for bits 5 to 9 and 10 to 14 Output selections between 1 and 8 correspond to TTL outputs 1 to 8 SPS outputs 1 to 7 are select
164. or connecting an external emergency stop button If no emergency stop button is used a jump plug has to be inserted If an emergency stop button shall be connected the jump plug has to be removed and the button n c contact has to be connected instead Note a H the jump plug is removed and no emergency stop button is connected the operation of the motor output stages is blocked 13 2 Connection of Peripherals and Devices Before switching on the control all connecting plugs for devices and peripherals have to be connected so that they are recognized and initialized by the control during start up This is e the positioning unit the power supply e the computer The controller is connected via the USB or RS 232 interface to the computer With additional Anybus module Modbus TCP it is possible to communicate with a PC via Ethernet For this a driver installation is required The driver is on the induded CD For the installation please start setup exe Note Before switching on and starting the control all peripheral devices have to be connected Otherwise they will not be initialized and therefore not identified by the control unit 13 3 Getting Started The control is activated by pressing the mains switch The microcon troller initializes itself and its periphery and tries to start the execu tion of stand alone programs that might have been stored in the flash memory pre
165. or power stages using the ON push button the buttons are lighted with maximum intensity When pressing the OFF push button the motor power stages will be switched off and the backlight of the buttons will be reduced to a minimum In order to avoid accidental operating errors ON and OFF buttons can be activated or deactivated inside the PS 90 by jumpers Furthermore using another jumper one can internally activate an auto power on device This causes an automatic power on of the motor driver boards about one second after pressing the mains switch This procedure is necessary in applications where the push buttons of the PS 90 cannot be operated manually The automatic power on is activated by default Reset Button Should the communication with the PS 90 fail or should any unexpected errors e g message M for motion controller errors occur the reset button can be pressed by using a ball point pen for example Alternatively it is possible to switch the control unit off and then again on Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 6 1 Connections The connections of the PS 90 are located on the front and rear side of the housing These are communication interfaces in and outputs for the periphery as well as connections for the positioning units see figure 1 and 2 connection function socket USB slave communica
166. oren m glich Um BLDC oder DC Motoren betreiben zu k nnen muss ein Wegerfassungssystem angeschlossen sein Dies kann ein Encoder sein blicherweise besitzen sie 500 1250 oder 2500 Linien pro Umdrehung ber den Encoder erfasst der Motion Controller die aktuelle Position der Achse und berechnet aus der zeitlichen Ver nderung der Positionswerte die aktuelle Geschwin digkeit des Rotors Encoder sind fest am Motor angeflanscht und direkt mit dem Rotor verbunden Die Signale des Encoders sind Kanal A und B CHA und CHB 90 Grad versetzt sog Quadratur Signale und ggf ein Index Impuls pro Umdrehung Die PS 90 kann als Encodersignale TTL Pegel oder antivalente Signale ber Leitungstreiber verarbeiten Die Signale werden nach einer Pegelumwandlung und Filterung direkt an den Motion Controller weitergegeben Linearmesssystem Ein Messsystem welches direkt an die Bewegung des Aktors gekoppelt ist nennt man Linearmesssystem Das Wegmesssystem kann entweder alternativ zum Encoder der Wegerfassung dienen oder zusatzlich zu einem vorhandenen Encoder zum Nachf hren des Positioniersystems auf die Zielposition verwendet werden Die ses Verfahren nennt sich Nachlaufregelung Hierbei ist dann Korrek tur systematischer Fehler z B Spindelsteigungsfehler m glich Die Zielposition wird bei Verwendung eines Wegmesssystems zur Nachlaufregelung separat ebenfalls mit einer Aufl sung von 32 Bit angegeben Der eigentliche Positioniervorgang wi
167. ort Description of the Menu Sections fig 25 Hand held terminal The hand held terminal has only the function of a terminal that is it manages keys and the LC display The functions for the user guidance response to operating keys or texts are controlled by the PS 90 The language of the user guidance on the LC display is English 15 1 Basic Functions of the Hand Held Terminal Following basic functions can be executed via hand held terminal e release axis Release initialize axis change axis parameters e configure serial interface RS 232 run axis using the arrow keys move axis to the target position e move axis to the reference position e configure joystick and run axis under control of a joystick e switch on the demonstration mode for one axis read out inputs set outputs e display actual position for an axis e display firmware version of main board and motion processor 1 2 initialize axis supply motor power stages and switch on position feedback control loop enter axis number and target position move to target position enter axis number and run the motor using the arrow keys enter reference motion mode and start reference motion select axes and start joystick mode stop joystick mode start demonstration mode enter axis number and position axis drives back and forth abort with key enter interface parameters Bau
168. otes see chapter Nano Hybrid Control Heat Sink Temperature up to 70 C max The heat generated by the motor driver boards during the operation of the control is dissipated by the laterally attached heat sink Depending upon number and size power input of the connected motors as well as upon the mode of operation short time intermittent or continuous operation the heat sink might reach a temperature of 70 C max Heat accumulation in the control or at the heat sink should be avoided A minimum distance of 15 cm has to be kept to closed surfaces and walls Nonobservance of the safety instructions of this manual may result in material damage as well as damage to persons Therefore the manual has to be available and complied with for each user The position control unit PS 90 is built in accordance with accepted safety rules and satisfies the following standards and directives 4 Standards and Directives The universal position control unit PS 90 complies with following standards and regulations e RoHS conform e CE Directive e EMC Directive 2004 108 EG Low Voltage Directive 2006 95 EG Interference immunity according to the generic standard EN 61000 6 1 with Electrostatic discharge immunity test Basic standard EN 61000 4 2 ESD Radiated radio frequency electromagnetic field immunity test Basic standard EN 61000 4 3 radiated RF Electrical fast transient burst immunity test Basic standard EN 61000 4
169. positive ganzzahlige Werte Integer repr sentiert und an die Steuerung bergeben werden unabh ngig von dem mittels TERM vorgew hlten Terminalmodus Der Funktionscode F wird als 16 Bit Wert dargestellt Bit 15 wird zur Vorwahl der Betriebsart d h konstante Geschwindigkeit v const Bit 15 gel scht oder konstante Beschleunigung a const Bit 15 gesetzt verwendet Die restlichen Bits werden benutzt um bis zu drei Ausg nge pro Zeile jeweils entweder zu setzen oder zu l schen ber Bits 0 3 wird bin r der Ausgang gew hlt Bit 4 entscheidet dann ob der Ausgang gesetzt oder gel scht wird Dieses Schema wiederholt sich f r Bits 5 bis 9 und Bits 10 bis 14 Werte f r die Wahl des Ausgangs zwischen 1 und 8 entsprechen den TTL Ausgangsnummern 1 bis 8 F r die SPS Ausg nge 1 bis 7 muss entsprechend 9 bis 15 gew hlt werden Wird der Ausgangs wert auf Null gesetzt so wird keine Aktion ausgef hrt Somit ist f r die Standard Betriebsart konstante Geschwindigkeit f 0 zu setzen wenn keine Ausg nge angesteuert werden sollen Der 8 Bit Fehlercode E gibt an ob und gegebenenfalls bei welcher der maximal 8 im Vektormodus aktiven Achsen w hrend der Plausibilit ts berpr fung der Vektortabelle ein Fehler aufgetreten ist Hierbei zeigt ein gesetztes Bit 0 einen Fehler bei Achse 1 an ein gesetztes Bit 1 einen Fehler bei Achse 2 usw Der 8 Bit Freigabe code T definiert welche der Achsen 1 bis 8 im Vektorm
170. r einen Lineartisch mit Spindel Direktantrieb und 2 Phasen Schrittmotor ungeregelt durchgef hrt werden H A Aufl sung des Aktors N m Aufl sung des Messsystems Berechnung von h 5 nm wobei h Spindelsteigung Verstellweg pro Motorumdrehung n Motorschrittzahl Vollschritte pro Motorumdrehung m Mikroschrittfaktor Mikroschritte pro Vollschritt Beispiel 5 200 m 50 Es ergibt sich 5mm 200 50 0 5um Die Aufl sung des Messsystems ist gegeben z B 70 1 um Somit ist im Beispiel 0 5um 5 Z F hn 0 1 um 1 N und damit Z 5 1 10 PID Regelschleifenalgorithmus Das in der PS 90 benutzte Servofilter arbeitet nach einem PID Algorithmus Ein Integrationslimit sichert nach oben gegen einen akkumulierten Fehler ab Die PID Formel lautet wie folgt n Output KoEntKalEn Eqs 2 E 555 Hierbei ist E Regelabweichung zum diskreten Zeitpunkt n Integralanteil des Lagereglers Differentialanteil des Lagereglers Kp Proportionalanteil des Lagereglers Alle Filterparameter und die Drehmomentsignalbegrenzung sind programmierbar so dass der Filter durch den Anwender fein abgestimmt werden kann Wertebereiche und Formate werden in der folgenden Tabelle aufgelistet Terminus Name Bereich lm Begrenzung 32bit unsigned 0 2 124 483 647 Integralanteil Ki Integralante
171. rd ausgegeben wenn die Antwort nicht gesendet werden konnte z B weil der Sendepuffer nocht nicht leer ist 07 AXIS IS IN WRONG STATE wird in den Meldungspuffer geschrieben wenn ein Fahr oder Konfigurierungsbefehl gesendet wurde der nicht ausgef hrt werden konnte da sich die Achse momentan in einem anderen Fahrzustand befindet 08 AXIS NOT RELEASED wird ausgegeben wenn eine nicht freigegebene Achse initialisiert wird 09 ERROR IN POSITION TABLE wird ausgegeben wenn es ein Problem in der Tabelle f r Bahnsteuerung gibt 10 MPUNI CAN ERROR wird in den Melduingspuffer geschrieben wenn es einen Fehler in der internen Kommunikation gibt Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Befehls gruppe Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort Allgemeine Statusabfragen ERR Abfrage eines Fehlers aus dem Fehlerspeicher mit einer Speichertiefe von 20 Die Fehlernummer wird immer als 4 stellige Zahl zur ckgegeben Anhand des Fehlercodes kann die Ursache ermittelt werden Wird 0 zur ckgegeben so sind keine weiteren Fehler mehr gespeichert ERR 1211 ERRCLEAR Fehlerspeicher l schen ERRCLEAR 2ESTAT lt n gt Auslesen des aktuellen logischen Zustandes der Endschalter und Endstufen r ckmeldung einer Achse Bit 0 MINSTOP Bit 1 MINDEC Bit 2 MAXDEC Bit 3 MAXSTOP Bit 4 2 R ckmeldung der Endstufe
172. rd dann vom Motion Controller ber Encoder durchgef hrt Meldet dieser Position erreicht dann f hrt der Hauptprozessor die Position solange nach bis die vom Messsystem erfa te exakte Zielposition innerhalb des definierten Zielfensters liegt Auswertung des Linearmesssystems Die PS90 kann optional mit Wegmessplatinen erweitert werden Die Wegmessplatine werden auf der Antriebsplatine aufgesteckt und kann jeweils 1 bis 3 Achsen auswerten Sollen an der PS90 alle neun Achsen mit Wegmesssystem angeschlossen werden so sind drei Wegmessplatinen erforderlich Wird ein Positionierer mit Encoder und Wegmesssystem angeschlossen kann die o g Nachlaufregelung realisiert werden Der Anschluss befindet sich auf der Ger ter ckseite Die Signale des Wegmesssystems entsprechen den vorher genannten Encodersignalen Quadratur A und B sowie Index Auf der Wegmessplatine ist f r jede Achse ein 32 Bit Z hler vorgesehen der die Signale des Wegmesssystems z hlt Die Signale werden vom Hauptprozessor ausgelesen Die maximale Zahlfrequenz betr gt 5 5 MHz Signal bzw 22 MHz Quadratur Lageregelung F r den Betrieb von Servomotoren DC oder BLDC Motoren sind zwei Encodereingange vorhanden Der erste Encodereingang dient der Datengewinnung f r den Lage Regelkreis PID Lageregelung Der zweite Encodereingang optionaler Dual Loop Encoder kann f r Positions Nachlaufregelung benutzt werden Funktionsweise der Nachlaufregelung Um ei
173. reafter It is cydically recalculated for each segment during the processing of the vector table A possibly occuring position deviation at the end of a segment is considered in the following segment as correction value in order to avoid an accumulation of the positioning error Velocity time diagram for mode of operation a const example fo Y Vi V3 timet Vs gt 0 fig 19 Velocity time diagram for mode of operation a const The driving velocity continously changes in the constant acceleration mode The acceleration value is constant within a segment for each axis End velocity and acceleration within the segment are cyclically recalculated for each segment during the processing of the vector table A possibly occuring position deviation at the end of a segment is considered in the following segment as correction value similarly to the mode of operation v const Maximum velocity and acceleration The maximum permitted velocity and or acceleration in the vector mode is set for each axis separately using the commands IVEL and IACC These limits are valid likewise for the vector mode and for the operation with linear interpolation Plausibility check By the command PTABPLAUS a vector table can be checked for plausibility If the given target position of an axis could only be reached by exceeding the given velocity or acceleration limits the appropriate bit in
174. reicht von 1 bis 2147483647 Dauer der Trapezprofil Beschleunigungsrampe bei gegebener Geschwindigkeit V und Beschleunigung ACC V Ts ACC 15 Anlauf Nachlaufdauer in Sekunden Zur ckgelegte Distanz w hrend der Trapezprofil Beschleunigungsrampe Vi As 1 Inkrement 131072 ACC Nachlaufweg in Inkrementen Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 12 Nano Hybrid Ansteuerung Seriennummer TTL Ein Ausgange SPS Ein Ausg nge Analog Ein Ausg nge NOT AUS Anschluss Hm C 7 TEE rs q J 0 9 Handgriff L ftungsschlitze Hauptschalter Netzansschluss K hlk rper Sicherung Motorplatine Universal Motoranschluss Bild 22 Geh use R ckansicht Gay Allgemeines Um OWIS Positioniereinheiten mit Nano Hybrid Technik ansteu ern zu k nnen ist eine entsprechend ausgestattete PS 90 notwen dig In diesem Kapitel werden die Unterschiede und Besonder heiten dieser Ausstattungsvariante sowie die Betriebsmodi erklart Alle allgemeinen Eigenschaften insbesondere die Bedien und Sicherheitshinweise gelten uneingeschr nkt Vor der Benutzung der PS 90 zur Ansteuerung von OWIS Nano Hybrid Positionierein heiten ist die Kenntnis der vorherigen Kapitel notwendig Technische bersicht und Aufbau der Steuerung Nano Hybrid Positionierein
175. rence driving speeds with amount and sign and a reference acceleration are parameterised The limit switch is approached with high speed and left with a low then it is stopped time t velocity v fig 16 Reference drive A acceleration D deceleration 8 5 Operating Mode of Linear Interpolation Definition Linear interpolation designates here the synchronisation of the movement of all axes involved in such a manner that the axes start quasi simultaneously and reach their target positions practically at the same time The motion takes place here by means of trapezoidal velocity profiles whereby acceleration and brake ramps are modu lated in such a way that all axes accelerate and or brake likewise synchronously The motion of a XYZ linear axis actuated by linear interpolation describes thus in the cartesian coordinate system approximately a straight line in space The axis with the lowest axis number which has to pass the longest traverse path converted into increments is called guiding axis f On this axis the remaining axes taken part in the linear interpolation are synchronized within the control by software Functional Principle Which of the maximally 9 axes are involved in the linear interpolation is indicated by a binary code at the start of the axes A set bit means here that the appropriate axis is active For each axis a maximum speed as well as a maximum acceleration value must be defined be
176. rence Switches 63 Reconnection after Axis Error 63 14 2 Output Stage Error 63 14 3 Motion Controller Error Monitoring 63 14 4 Time Out Monitoring ANE 63 15 Hand Held Terminal 64 15 1 Basic Functions of the Hand Held Terminal 64 Short Description of the Menu 64 NG OVS cR 64 17 Instructions Concerning the Setup of an Own Application Software 65 18 Command Set for the PS90 ess 66 Attachment 67 I C mmand acest e ee 67 I Parameter Relevance for the different Motor Types 7 II Connecting Table 78 TTE Ins QUIDUTS onn ce beeen eee 78 Analog In Outputs eene 78 SPS 1 7 uasasagenasovadesac unde is 78 78 Universal Motor Connector soient 79 Connecting Cable 80 Linear Measuring 5 80 Recommendation for a RS 232 Interface Cable 80 Firmware Update over the RS 232 1 80 UE Declaration of Conformity sssssssssesssee 81 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 1 Allgemeines Die OWIS9 Steuerung PS 90 ist eine universelle Positioniersteuerung die f r an
177. rted signal remains open and is internally pulled to 1 4V by a high impedance voltage divider The conductor paths of the inverted signals have cut off points on the drive controller boards inside the PS 90 with soldering jumper pads in order to allow interruption and reconnection of the inverted signals if necessary A pull up resistor is provided towards 5V at the non inverted inputs 6 2 Inputs and Outputs 6 2 Inputs and Outputs For the interaction with external sensors and actuators corresponding digital and analog inputs and outputs are provided Forked light barriers etc can be connected to the TTL compatible inputs Using the TTL outputs it is possible to control digital hardware directly in the application setup The SPS compatible inputs enable the use of the 24VDC inductive sensors in two wire and three wire technology typically used in mechanical engineering The load resistor array of the SPS inputs can be configured as Pull Up or Pull Down using the software The SPS outputs control single solenoid valves or other inductive and resistive loads directly switching towards 24V The outputs f are short circuit proof features level current others TTL inputs 0 5V SPS inputs 0 24VDC 2 wire 3 wire analog inputs 0 4 096 VDC resolution 10 bit TTL outputs 0 5V 10mA SPS outputs 0 24VDC 300mA short circuit proof analog outputs 0 4 096VDC 10mA resolution 10 bit power outputs 0 24VDC
178. ruch Divergenz der Iteration folgt optional eine Korrekturphase im Geschwindigkeitsmodus Phase 3 Ob Phase 3 aktiv ist oder nicht ist wahlbar d h sie wird ber einen Parameter vorgegeben e In der anschlie enden Korrekturphase wird die Istposition des Linearmesssystems abgefragt Liegt die Istposition auBerhalb Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 17 des Zielfensters wird der Geschwindigkeitsmodus mit der vorher definierten Nachlaufgeschwindigkeit als Parameter aufgerufen Sobald die Istposition innerhalb des Zielfensters liegt stoppt der Nachf hrvorgang d h es wird eine Bremsrampe ausgel st F hrt der Aktor ber das Ziel hinaus erfolgt eine Drehrichtungsumkehr usw e ber einen weiteren Parameter kann vorgegeben werden ob die Nachf hrung im Geschwindigkeitsmodus standig aktiv sein soll oder beim ersten Erreichen des Zielfensters abschaltet Berechnung des Umrechnungsfaktors F Bei nachlaufgeregeltem Betrieb werden Fahrdistanzen grunds tzlich in Vielfachen der Messsystemaufl sung Weginkrement des Linear messsystems angegeben Die Aufl sung des Aktors ist bestimmt durch die Motoraufl sung z B Mikroschrittfaktor Encoderinkrement und die mechanischen Parameter z B Spindelsteigung Aus der gegebenen Fahrdistanz muss die zur ckzulegende Relativdistanz des Aktors vor jeder Fahrt berechnet werden Nachfolgend soll die Berechnung beispielhaft f
179. rush 2 Schrittmotor Open Loop 3 Schrittmotor Closed Loop 4 BLDC MOTYPE1 0 MOTYPE lt n gt Motortyp f r eine Achse auslesen MOTYPE1 AMPSHNT lt n gt lt uv gt Stombereich f r eine Achse einstellen 0 Strombereich 1 niedrig 1 Strombereich 2 hoch AMPSHNT1 0 AMPSHNT lt n gt Vorgew hlten Strombereich f r eine Achse auslesen AMPSHNTI TERM lt uv gt Terminalmodus einstellen Modus 0 kurze Antwort Modus 1 Antwort mit Klartext Modus 2 Antwort mit Klartext und OK nach jedem Befehl ohne R ckmeldung TERM 2 TERM Terminalmodus abfragen TERM BAUDRATE Baudrate der seriellen Schnittstelle einstellen erlaubte Werte sind 9600 19 200 38400 57600 115 200 Diese Einstellung wird erst nach dem n chsten Reset aktiv BAUDRATE 9600 BAUDRATE Aktuelle Baudrate der seriellen Schnittstelle abfragen BAUDRATE 9600 COMEND Befehlsendekennung einstellen 0 CR 1 CR LF 2 LF COMEND 0 COMEND Befehlsendekennung abfragen COMEND SAVEGLOB Globale Parameter im seriellen FRAM abspeichern SAVEGLOB LOADGLOB Globale Parameter aus dem seriellen FRAM abrufen LOADGLOB SAVEAXPA lt n gt Achsen Parameter einer Achse im seriellen FRAM abspeichern SAVEAXPA1 LOADAXPA lt n gt Achsen Parameter einer Achse aus dem seriellen FRAM abrufen LOADAXPA1 SERNUM Serien Nummer der Steu
180. s Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 57 58 11 Positioning Velocity and Acceleration Calculation 11 1 2 Phase Step Motor Open Loop General Information Each step motor driven mechanics has a so called start stop frequency which is especially dependent from motor type system friction and load moment of inertia The start stop frequency defines the maximum travel frequency of the step motor concerned with which it starts directly from standstill without acceleration phase It is usual to indicate these and other characteristic frequencies of step motors in Hertz full step HzFS i e full steps per second The shaft of a step motor with a step angle of 1 8 i e R 200 full steps per motor revolution which runs with e g 400 HzFS rotates with a speed of 2 revolutions per second or 120 revolutions per minute In order to reach speeds higher than the start stop frequency the step motor must be accelerated beyond this frequency with a sui table acceleration ramp or be slowed down to a lower frequency with a suitable brake ramp This acceleration or deceleration takes place by means of trapezoidal or S curve velocity time profile If necessary a damping clean damper installed at the second motor shaft end is used in order to reach a higher rotary speed Nearly all standard step motors used by OWIS are able to comply with a frequency of 400 HzF
181. s geeigneter Beschleunigungsrampe beschleunigt bzw unter diese Frequenz mittels geeigneter Bremsrampe abgebremst werden Diese Beschleunigung bzw Bremsung erfolgt mittels trapezf rmigem oder S f rmigem Geschwindigkeit Zeit Profil Gegebenenfalls ist eine D mpfung Viskosed mpfer am zweiten Wellenende des Motors montiert erforderlich um berhaupt h here Drehzahlen erreichen zu k nnen Fast alle Standard Schrittmotoren die bei OWIS eingesetzt werden sind in der Lage einer Frequenz von 400 HzVS im Start Stop Betrieb zu folgen Die PS 90 besitzt einen digitalen Profilgenerator Die Geschwindig keitsprofile werden periodisch berechnet und an den 2 Phasen Schrittmotor ausgegeben Periodendauer Die Periodendauer des digitalen Profilgenerators ist durch die Hardware festgelegt Tp 256 ys Endgeschwindigkeit Die Positionierung der Achsen wird im Punkt zu Punkt Verfahren vorgenommen Hierbei beschleunigt jede Achse wahlweise mit trapezf rmigem oder S f rmigem Geschwindigkeits Profil Die Endgeschwindigkeit V nach der Beschleunigungsrampe wird als 32 Bit Wort angegeben Ihr Wertebereich reicht von 1 bis 2147483647 Hinweis Keinesfalls darf eine h here Geschwindigkeit vorgegeben werden als die Mechanik in der Lage ist zu fahren da sonst die angeschlossene Mechanik beschadigt oder zerst rt werden kann Bei gegebener Geschwindigkeit V und gegebenem Mikroschrittfaktor Mcstp errechnet sich die Schrittfr
182. s see pin asigment p 75 up to 3 outputs for motor holding brake depending on the version 2 2 Accessories The following accessories are available e connecting cable with plug for different positioning systems joystick for 3 axes analog with 3 m cable hand held terminal with LC display emergency stop button with 3 m cable evaluation for linear measuring system for 3 axes additional quadrature encoder counter board connection of an additional linear measuring system or encoder for one axis see chapter Connections p 47 connecting cable with plug for additional encoder up to 4 outputs for motor holding brakes 2 3 Options The following options can be provided e stand alone compiler with USB dongle e Anybus interface Modbus TCP Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 3 Safety The control unit has a weight of about 15 kg depending on each version At the bottom of the front side there is a recessed grip and at the top of the back a handle Thus the PS 90 can be carried safely The PS 90 should only be used by authorized qualified personnel and under consideration of the regulations for the prevention of industrial accidents and for the electrical industry Read the safety instructions on the data sheet Unqualified persons should not operate the position control The control unit is designed for an operating temperature range
183. s D Sub 37 polig mit Anschluss f r Motorhaltebremse Option End Referenzschalter und weitere Signale siehe Pinbelegung 5 38 je nach Version bis zu 3 Motorhaltebremsen Anschl sse 2 2 Zubeh r Folgendes Zubehor ist erhaltlich e Anschlusskabel mit Stecker f r unterschiedliche Positioniersysteme e Joystick f r drei Achsen analog mit 3 m Kabel e Handterminal mit LC Display NOT AUS Taster mit 3m Kabel e Auswertung Wegmesssystem f r 3 Achsen Wegmessplatine e Anschluss eines zus tzlichen Wegmesssystems Encoder f r eine Achse siehe Kapitel Anschl sse S 8 e Anschlusskabel mit Stecker f r zus tzlichen Encoderanschluss bis zu 4 Ausgange f r Motor Haltebremsen 2 3 Optionen Es sind folgende Optionen verf gbar Stand Alone Compiler mit USB Dongle e Anybus Schnittstelle Modbus TCP Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 3 Sicherheit Die Steuerung hat je nach Ausf hrung ein Gewicht von etwa 15 kg An der Frontseite unten befindet sich eine Griffmulde und an der R ckseite oben ein Handgriff Damit kann die PS 90 sicher transportiert werden Die Verwendung der PS90 sollte ausschlie lich von autorisiertem Fachpersonal und unter Ber cksichtigung der Vorschriften der Unfall verh tung sowie den Vorschriften der Elektroindustrie durchgef hrt werden Beachten Sie hierzu auch die entsprechenden im Datenblatt aufgef hrten Sicherheit
184. s Trapez und S Kurven Profil verwendet PVEL lt n gt Max Positioniergeschwindigkeit flir eine Achse auslesen PVELT 10000 3 FVEL lt n gt lt uv gt Endschalterfreifahrtgeschwindigkeit f r eine Achse setzen ohne Vorzeichen FVEL1 1000 FVEL lt n gt Endschalterfreifahrtgeschwindigkeit f r eine Achse auslesen FVELT 1000 amp ACC lt n gt lt uv gt Beschleunigung Anfahrrampe fiir eine Achse setzen ACC1 100 2 wird f r alle Modi verwendet Trapez S Kurve Geschwindigkeitsmodus etc o lt gt Beschleunigung f r eine Achse auslesen ACCI 100 o DACC lt n gt lt uv gt Verz gerung Bremsrampe f r eine Achse setzen DACC2 68 wird f r alle Modi ausser S Kurve verwendet DACC lt n gt Verz gerung f r eine Achse auslesen DACC2 68 JACC lt n gt lt uv gt aximalen Jerk Ruck f r eine Achse setzen JACC9 5 wird nur beim S Kurven Profil verwendet 2JACC n aximalen Jerk Ruck f r eine Achse auslesen JACC9 5 EDACC lt n gt lt uv gt NOT AUS Verz gerung Bremsbeschleunigung f r eine Achse einstellen EDACC1 1000 Diese Verz gerung wird benutzt wenn ein Bremsschalter angesprochen hat EDACC lt n gt NOT AUS Verz gerung einer Achse auslesen EDACCI 1000 JVEL lt n gt lt sv gt ax Geschwindigkeit der Achse bei Joystickfahrt einstellen JVEL3 1000 Mit diesem Befehl wird die maximale Geschwindigkeit bei voller Auslenkung des Joysticks definiert Subject to change wi
185. s are listed separated by commas Parameter list travel signed travel signed travel signed travel signed signed 1 32760 to 32760 2 3 4 5 trave 6 7 8 9 or axi 32760 to 32760 or axi 32760 to 32760 or axis 1 s2 s3 or axis 4 32760 to 32760 s5 6 7 ta or axi 32760 to 32760 or axi 32760 to 32760 or axi 32760 to 32760 travel signed for axis 8 32760 to 32760 segment time in ms 16 Bit 10 function code 16 Bit 11 error byte 8 Bit enable byte 8 Bit velocity 32 bit calculated by the plausibility check 14 acceleration 32 bit calculated by the plausibility check ta o trave travel signed e D a LIII POSTABO 1000 2000 0 0 0 0 0 0 100 0 0 3 2100 50 PTABPLAUS lt uv gt Execute plausibility check for path table The limits for velocity and acceleration are checked and the error bytes set accordingly Velocity and acceleration are calculated for each single table lines and ist values registered for the aktive axis with the highes axis number PTABPLAUSO Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 71 command M group comma
186. se 6 32760 bis 32760 7 Weg mit Vorzeichen Achse 7 32760 bis 32760 8 Weg mit Vorzeichen Achse 8 32760 bis 32760 9 Segmentzeit in ms 10 Funktionscode Bit 3 bis 0 Ausgangsnummer 1 Bit 4 Ausgangspegel 1 Bit 8 bis 5 Ausgangsnummer 2 Bit 9 Ausgangspegel 2 Bit 13 bis 10 Ausgangsnummer 3 Bit 14 Ausgangspegel 3 Bit 15 im Funktionscode gesetzt Verfahren mit a const Bit 15 im Funktionscode gel scht Verfahren mit v const 11 Fehlerbyte 12 Freigabe Byte immer als Zahlenwert POSTAB lt uv gt Eine Tabellenzeile aus der Bahntabelle hochladen Als Parameter wird die POSTABO 1000 2000 0 0 Tabellen Zeilennummer 0 bis bergeben Die Tabellenwerte werden 0 0 0 0 100 0 durch Komma getrennt aufgelistet 0 192 2100 50 Parameter Liste 1 Weg mit Vorzeichen Achse 1 32760 bis 32760 2 Weg mit Vorzeichen Achse 2 32760 bis 32760 3 Weg mit Vorzeichen Achse 32760 bis 32760 4 Weg mit Vorzeichen Achse 4 32760 bis 32760 5 Weg mit Vorzeichen Achse 5 32760 bis 32760 6 Weg mit Vorzeichen Achse 6 32760 bis 32760 7 Weg mit Vorzeichen Achse 7 32760 bis 32760 8 Weg mit Vorzeichen Achse 8 32760 bis 32760 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice Befehls Kommando Funktionsbeschreibu
187. shinweise Nicht qualifizierte Personen d rfen die Steuerung nicht in Betrieb nehmen Das Steuergerat ist f r Betriebstemperaturen von 10 bis 40 C und Lagertemperaturen von 10 bis 50 C konzipiert Es muss vor hoher Luftfeuchtigkeit Ersch tterungen sowie explosiven Gasen gesch tzt werden Vor dem Offnen des Ger tes muss es spannungsfrei geschaltet und von der Stromversorgung getrennt sein Anschluss und Montagearbeiten d rfen nur im stromlosen Zustand des Ger tes ausgef hrt werden Montage und Einsatz von Betriebs mitteln muss gem den Normen der Konformit tserkl rung erfolgen Die PS90 hat eine NOT AUS Schaltung deren Funktion an die EN 418 angelehnt ist Sie unterbricht die Leistungsversorgung der Motorend stufen auf der Sekundarseite Kleinspannungsbereich 24V bzw 48V Ferner wird der an einer Motorendstufe angeschlossene Motortyp ber einen Codierwiderstand erkannt So wird verhindert dass ein versehentlich falsch angeschlossener Motortyp z B ein DC Motor an einer Schrittmotor Endstufe unkontrolliert losl uft Die jeweiligen Achsmodule der Steuerungen d rfen nur mit den f r sie konfigurierten Motortypen betrieben werden Andere oder wei terf hrende Nutzungen entsprechen nicht dem vorgesehenen Ver wendungszweck Str me und Spannungen Das Schaltnetzteil der PS 90 besitzt einen Weitbereichseingang f r eine Primarspannung von 100 bis 240 VAC Der Netzeingang ist ber eine Feinsicherung 16AT
188. sitionierung endet sobald die Istposition im Bereich PWMSSET PWMSPWIN liegt Sollte der Piezo Antrieb das Zielfenster nicht erreichen wird in Phase 2 gesprungen und eine erneute Korrektur mit dem Schrittmotor gestartet n den Modi 7 und 9 bleibt die Phase 3 auch nach erfolgreicher Positionierung aktiv Das heiBt dass Anderungen der Istposition zum Beispiel aufgrund von externen Kr ften auf den Schieber fortlaufend durch den Piezo Antrieb korrigiert werden Sollte der Piezo Antrieb alleine nicht in der Lage sein das Zielfenster zu erreichen wird automatisch Phase 2 gestartet Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice 13 Inbetriebnahme der PS 90 13 1 Vorbereitung der Steuerung Aufstellung Die Steuerung ist f r den Einsatz in Forschung Entwicklung sowie f r industrielle Anwendungen konzipiert Sie darf nur in trockener staubarmer Umgebung betrieben werden Grunds tzlich wird sie freistehend betrieben Zur internen K hlung sind auf der Geh usevorder und R ckseite im oberen Bereich L ftungsschlitze angebracht Die Abwarme der Motorplatinen Endstufen wird ber den seitlich angebrachten K hlk rper an die AuBenluft abgegeben Die Steuerung darf nicht in ein Geh use oder einen Schrank ohne ausreichende Luftzirkulation eingebaut werden Hinweis W rmestau in der Steuerung oder am K hlk rper ist zu vermei den Es soll ein Mindestabstand von 15 cm zu
189. spruchsvolle Steuerungsaufgaben eingesetzt wird Sie ist modular aufgebaut und wird flexibel auf den jeweiligen Anwendungsbereich konfiguriert Die PS 90 ist sehr leistungsstark und kann bis zu neun Achsen mit Schrittmotoren DC oder BLDC Servomotoren oder bis zu sechs Nano Hybrid Achsen betreiben Die in einem stabilen Metallgeh use untergebrachte Steuerung kann eigenstandig Stand Alone oder mit einem Rechner betrieben werden F r den Stand Alone Betrieb stehen ein Handterminal mit LC Display und Folientastatur sowie ein Joystick zur Verf gung F r die Kommunikation mit unterschiedlicher Peripherie sind zahlreiche Ein und Ausg nge integriert zum Beispiel TTL SPS Analog und PWM Ist eine erh hte Prazision gefordert kann an jeder Achse ein zusatz liches Inkremental oder Wegmesssystem angeschlossen werden Option Die Steuerung bietet auBerdem die M glichkeit Schrittmo toren mit einem zusatzlichen Encoder im Closed Loop Modus zu betreiben Bei Applikationen f r die h chste Pr zision gefordert ist k nnen mit der PS 90 bis zu sechs Nano Hybrid Achsen betrieben werden Die Hybrid Technologie verbinden die Vorteile der spindelbetriebene Positionierung mit der Prazision von Piezo Aktoren Die PS 90 kann Punkt zu Punkt Positionierbetrieb Trapez oder S f rmige Geschwindigkeitsprofile sowie komplexe mehrachsige Bahnsteuerungen wie Linearinterpolation oder Kreisinterpolation ausf hren Zum Lieferumfang der
190. ssary signals such as motor current limit switches encoder holding brake and Hall commutation sensors if any can be found Safety Fuse Concept There is a separate fuse 5 x 20 mm for each motor board rated according to the maximum possible current It aims at avoiding serious damage or fire hazard in case of a hardware defect The protection fuse is accessible on the back side of the unit next to each motor connector and can be exchanged easily if necessary Standard fuse protection 6 3A slow blow Additionally each motor driver board is equipped with an electron ic overcurrent protection If the phase current exceeds the maxi mum allowed current the driver board is switched off Axis release will be removed as well Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 49 50 7 2 Operation of Different Motor Types Step Motors The PS 90 is designed for the use with 2 phase step motors which can be operated in open loop as well as in closed loop mode DC Motors The PS 90 can also control brush type DC servo motors The output stage is implemented as an H bridge with current limiting addressed with a PWM and a direction signal An automatic current limiting is built in which is activated before the motor maximum current is being exceeded BLDC Motors Three phase BLDC motors brushless servo motors can also be controlled The output stage controls three motor co
191. t 33 reserviert 932 reserviert M I GND g 30 5V 5 129 reserviert 28 Hallsensor A 27 Hallsensor 26 Hallsensor B 25 Hallsensor B 24 Hallsensor C 23 Hallsensor C 22 5V 21 GND 20 24V Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 41 42 Anschlusskabel 1 Signalkabel mit Gesamtschirm Twisted Pair 8x2x0 15mm und Sternvierer innen geschirmt 4x0 25 mm Paar Nr Farbe Ader 1 Farbe Ader 2 Querschnitt 1 rot blau 0 15mm 2 wei braun 0 15 mm 3 gr n gelb 0 15 mm 4 grau rosa 0 15 mm 5 schwarz violett 0 15 mm 6 grau rosa rot blau 0 15mm 7 orange orange schwarz 0 15 2 8 transparent transparent rot 0 15 mm 9a gr n weiB gr n braun 0 25 mm 9b gelb wei gelb braun 0 25 mm 2 Motorkabel mit Gesamtschirm Ader Nr Farbe Querschnitt 1 rot 0 6mm 2 blau 0 6mm 3 wei 0 6 mm 4 schwarz 0 6mm 5 braun 0 6mm 6 rosa 0 5mm 7 grau 0 5mm Wegmessystem Encoder Pinbelegung der 12 poligen CONNEI Buchse female Encoder Pin A 5 A 6 B 8 B 1 3 T 4 5V 2 12 GND 10 11 Kabelvorschlag f r RS 232 Schnittstelle Zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung mit einem PC wird nachfolgen
192. ter als Weg mit Vorzeichen interpretiert Die neue absolute Zielposition berechnet sich dann aus der letzten absoluten Zielposition plus Weg PWMSSET lt n gt Zielposition bzw Relativweg f r eine Achse auslesen PWMSSET2 100000 PWMSGO lt n gt Positionierung mit WMS bei einer Achse starten die Achse fahrt die neue PWMSGO2 Zielposition entweder im Trapez oder S Kurven Profil an siehe PMOD D gt PWMSWIN lt n gt lt uv gt Halbe Zielfensterbreite f r die Positionierung mit WMS einstellen gesamte PWMSWIN1 10 E Breite des Zielfensters PWMSWIN D PWMSWIN lt n gt Halbe Zielfensterbreite f r die Positionierung mit WMS abfragen PWMSWIN1 10 5 PWMSMODE lt n gt lt uv gt Positioniermodus f r die Positionierung mit WMS einstellen PWMSMODE1 6 5 odus 0 Nur Grobpositionierung mit Phase 1 Iteration durch 5 mehrmaligen Aufruf odus 1 Grobpositionierung Phase 1 und Iteration mit Phase 2 odus 2 Grobpositionierung Phase 1 und Iteration mit Phase 2 und Korrekturfahrt mit Phase 3 Phase 3 bleibt aktiv und muss mit PWMSSTP vor n chster Positionierung beendet werden odus 3 Grobpositionierung Phase 1 und Korrekturfahrt mit Phase 3 Phase 3 bleibt aktiv und muss mit PWMSSTP vor n chster Positionierung beendet werden odus 4 Grobpositionierung Phase 1 und Iteration mit Phase 2 und Korrekturfahrt mit Phase 3 Phase 3 wird bei Erreichen des Zielfensters beendet odus 5 Grobpositionierung Phase 1 und Korrekturfahrt mit Phase 3 Phase 3 wird
193. the error code E is set for the concerned axis Set error bits are ignored during positioning procedure and only serve for the information of the user The table entry can also be executed if E is not equal to zero however it causes a very high positioning error Axis enabling For each axis active within a motion segment a bit must be set in the enable code T Axes with deleted bit are not considered in the motion vector and or are not braked with the programmed max acceleration to zero velocity if the current motion velocity should not be equal zero Syntax The table entry n is generated by the command POSTAB and transferred to the control The syntax is as follows POSTAB n AXan AXpn Aen AXgn AXan AX ls n TI AXpn Cn en gn Zero should always be passed as value for the error code E so that possibly set error bits are deleted The plausibility check for the motion segments n up to the end of the table is done by PTABPLAUS n Here for all active axes of each segment the velocity and or acceleration values are calculated and the adherence to the set lim it values is checked In case of an error the appropriate bit for the axis is set in the error code E The calculated velocity and acceleration value Vel and Acc for the segment lt n gt of the last active axis lt i gt i e active axis with the highest axis number lt i gt are stored to control purposes in the tabl
194. the following components 1 an integrated power supply 2 a main board 3 max 3 drive controller boards 4 max 9 motor driver boards 7 1 Assembly Main Board max 3 max 9 drive controller boards motor driver boards i g hand held WC terminal RS 485 drive Tm PC RS 232 Pe WI gn PC USB 2 0 aa brush a Anybus interface drive EN un S w Ere controller rel servo board DC servo joystick analog inputs brushless emergency stop digital drive l2 phase step moto L controller 2 phase step moto 1 0 analog Ges 2 phase step moto fig 4 Control architecture Main Board A RS 232 USB 2 0 pl drive controller board o microcontroller di ET 85 485 rive controller boar 7 RAM flash option Anybus k Anybus module drive controller board module interface analog digital in outputs in outputs The main board is the core of the PS 90 It takes over the control of the main process flow communicates with the PC and with the fig 5 Main board control architecture motor driver boards governs the digital and analog in and outputs and communicates with the hand held terminal The main board has an USB connection for the communication with a PC Through USB port an update of the firmware is possible as well A further serial interfa
195. the static RAM are to be taken over Otherwise it is necessary to transfer the required parameters first before sending the INIT command Initialization for all axes n take over standard parameters stored set relevant parameters INIT n INIT n fig 28 PS 90 initialization architecture A command processing time interpretation time of about 20 to 40 milliseconds has to be considered between two individual com mands sent to the PS 90 The control unit signals received can be e g retrieved character by character every millisecond until the defined end of string identifier is received Reference Motion for Axis lt n gt query ASTAT repeat until status byte n z P fig 29 PS 90 reference motion for axis If a reference motion for an axis is to be executed reference mask and reference polarity are to be set before This is necessary only if it has not already been done before or if no appropriate values have been set for the standard settings Afterwards the reference motion is started The use of the provided software tool OWlSoft including SDK and DLL facilitates the setup considerably since frequently used com mand sequences are already predefined as functions or routines Furthermore the necessary running time check is implemented too Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 66 18 Comma
196. thout notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 31 32 Befehls Kommando Funktionsbeschreibung Beispiel Antwort gruppe 2 VEL n Max Geschwindigkeit der Achse bei Fahren mit Joystick auslesen VEL3 1000 JOYACC lt n gt lt uv gt Beschleunigung und Verz gerung der Achse bei Fahren mit Joystick einstellen lt gt Beschleunigung Verz gerung der Achse bei Fahren mit Joystick auslesen 2JOYACC3 100 JAUTOMOFF lt n gt Nur bei DC Betrieb Motor im Joystickmodus automatisch stromlos schalten JAUTOMOFF1 0 uv wenn die Zielposition erreicht ist JAUTOMOFF n Abfrage ob im Joystickmous auomatisch stromlos geschaltet wird JAUTOMOFF1 0 JPLAX lt n gt Joystickebenenzuordnung X Ebene Achsen Nummer setzen JPLAX 2 Die bergebene Achsen Nummer ist danach dem X Joystick zugeordnet bergibt man 0 so ist anschlie end keine Achse dem X Joystick zugeordnet PLAX Joystickebenenzuordnung X Ebene Achsen Nummer auslesen PLAX 2 JPLAY lt n gt Joystickebenenzuordnung Y Ebene Achsen Nummer setzen JPLAY 3 Die bergebene Achsen Nummer ist danach dem Y Joystick zugeordnet bergibt man 0 so ist anschlieBend keine Achse dem Y Joystick zugeordnet JPLAY Joystickebenenzuordnung Y Ebene Achsen Nummer auslesen JPLAY 3 JPLAZ lt n gt Joystickebenenzuordnung Z Ebene Achsen Nummer setzen JPLAZ 3 Die
197. tion is within PWMSSET PWMSPWIN Should the piezo be unable to reach the target window phase 2 is started again with a correction movement by the stepper motor n modes 7 and 9 phase 3 remains active after the final position has been reached This means that any changes in the actual position which might be for example a result of external forces Will be corrected continually by the piezo drive If the piezo drive itself cannot correct this phase 2 will be initiated automatically Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 61 13 Initial Operation of the PS 90 13 1 Installation and Preparing Installation The control is designed for the use in research and development as well as for industrial applications It may only be operated in dry dust free environment normal ambient conditions Normally it is operated as a tabletop unit For internal cooling ventilation slots are attached in the upper part of the housing front and back side The waste heat of the motor power stages is dissipated by the laterally attached heat sink The control should not be built into an additional housing or a cabinet without sufficient air circulation Note Heat accumulation in the control or at the heat sink should be avoided A minimum distance of 15cm has to be kept to closed surfaces and walls Emergency Stop Function On the rear panel one can find a socket f
198. tion with a PC USB port type B RS 232 communication with a PC D Sub 9 pin male connector RS 485 remote operation of the controller D Sub 9 pin with the hand held terminal female connector joystick manual positioning of max 3 axes analog inputs 1 2 3 TTL in outputs interaction with external sensors D Sub 25 pin and actuators male connector analog interaction with external sensors D Sub 25 pin in outputs and actuators joystick male connector SPS in outputs interaction with external SPS D Sub 25 pin control female connector universal motor motor supply with motor holding D Sub 37 pin connector brake encoder and limit switch female connector connection linear measuring connection of CONNEI 12 pin System he travel measuring system circular socket encoder power supply AC inlet IEC appliance connector for cold condition Option communication with a PC via RJ45 Ethernet Anybus module Modbus TCP USB and RS 232 Interfases The PS 90 has an USB 2 0 slave interface Its connector is placed on the rear side of the equipment The interface is compatible with USB 1 1 and 2 0 The USB interface of the PS90 is implemented as a so called COM bridge The Windows device driver recognizes the PS 90 as USB serial port and assigns a COM port number to it This number can be changed by the user if necessary After successful installation the USB interface is addressed as virtual RS 232 interface
199. tuelle Position einer Achse anzeigen Firmware Version der Hauptplatine und Motion Controller anzeigen Kurzbeschreibung der Men Ebenen 1 2 Achse initialisieren Endstufe bestromen und Positionsregler ein Achsennummer und Zielposition eingeben Zielposition anfahren Achsennummer eingeben und Antrieb mit den Pfeiltasten verfahren Referenzfahrtmodus eingeben und Referenzfahrt durchf hren Positionieren Achsen auswahlen und im Joystickmodus starten Joystickmodus stoppen Demonstrationsmodus starten Achsennummer und Position eingeben Achse fahrt hin und her Abbruch mit Taste Schnittstellen Parameter Baudrate usw eingeben Achsen freigeben Achsen Parameter Motortyp Filterparameter Geschwindigkeiten Beschleunigungen Positionseingabemodus absolut relativ usw eingeben Einstellungen Achsen Eingange anzeigen Endschalter Eingange anzeigen digital und analog Ausgange digital und analog anzeigen setzen r cksetzen Anzeige Firmware Version anzeigen Achse auswahlen und aktuelle Position einer Achse anzeigen Achse stromlos schalten aktuelle Position setzen l schen 16 Joystick Zus tzlich zum Handterminal besteht die M glichkeit einen Joystick an die Steuerung anzuschlieBen der als Zubeh r erhaltlich ist Mit ihm k nnen maximal drei Achsen manuell verfahren werden Der XYZ Joystick wird an den Analogeingange 1 2 3 der PS 90 angesch
200. ty v timet fig 13 The S curve does not reach the max acceleration A acceleration D deceleration J jerk If a position is defined in such a way that the end acceleration cannot be reached then there is no segment IV see fig 14 Segments lll VII velocity v time t fig 14 The S curve without max acceleration segment A acceleration D deceleration J jerk Contrary to the trapezoidal profiling mode the S curve profiling mode does not permit changes of any profiling parameters while the Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 51 axis is in motion Similarly the axis may not be switched into the S curve mode while it is in motion However it is allowed to switch from the S curve mode to another profiling mode during the motion 8 3 Velocity Mode The following table presents the profile parameters for the velocity mode profile format word range parameters length velocity 16 16 32 bit 2 147 483 648 2 147 483 647 65 536 counts cycle acceleration 16 16 32bit 1 2 147 483 647 65 536 counts cycle deceleration 16 16 32 bit 1 2 147 483 647 65 536 counts cycle Unlike in trapezoidal and S curve profiling modes where the final position determines whether positive or negative speed is defined it is the sign of the velocity value transmitted within the
201. ures the resistance value and reports an error message if the measured value does not match the type of the motor power stage The error message of the output stage can be read out using the command ASTAT and MPUNISTAT lt n gt see command set page 62 The pin assignment can be seen in attachment The pin assignment matches the OWIS standard Limit and Reference Switches Maximum four switches can be connected for each axis They can be micro switches TTL Hall switches or TTL light barriers with 5V voltage Various n c or n o contacts switching towards Uy or GND can be attached to the inputs Additionally one of the four switches can be defined as reference switch if necessary The active level and the switch assignment are configured by software Subject to change without notice Betriebsanleitung User Manual PS 90 Anderungen vorbehalten 47 48 Encoder Input The encoder input enables both the connection of encoder with line drivers antivalent signals for CHA CHB and optionally index I and of encoders with TTL CMOS signals The following input signals are defined supply voltage Vec 5 GND channel A TTL or CMOS channel A inverted channel B TTL or CMOS channel B inverted channel TTL or CMOS channel inverted The conversion of the antivalent signals to TTL signals takes place with RS 422 recievers If an encoder with TTL CMOS signals is connected then the input for the inve
202. urve velocity mode etc bd S lt gt Read out acceleration for axis ACC1 100 t DACC lt n gt lt uv gt Set deceleration slow down ramp for an axis is used for all modi except S curve DACC2 68 E DACC lt n gt Read out deceleration for an axis DACC2 68 o JACC lt n gt lt uv gt Set maximum jerk for an axis is used only with S curve profile JACC9 5 2JACC lt n gt Read out maximum jerk for an axis JACCI 5 EDACC lt n gt lt uv gt Set emergency stop deceleration for an axis This is used when a brake EDACC1 1000 switch has responded EDACC lt n gt Read out emergency stop deceleration for an axis EDACCI 1000 JVEL lt n gt lt sv gt Set maximum axis velocity for joystick travel With this command the JVEL3 1000 maximum velocity at maximum joystick deflection is defined JVEL lt n gt Read out maximum axis velocity for joystick travel JVEL3 1000 JOYACC lt n gt lt uv gt axis acceleration and deceleration for joystick travel 2JOYACC lt n gt Read out axis acceleration and deceleration for joystick travel JOYACC3 100 JAUTOMOFF lt n gt DC mode only During joystick mode automatically switch off motor when in JAUTOMOFF1 0 uv target position Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to ch ange without notice command group command function description example response positioning parameters JAUTOMO
203. usg nge RS 232 Pinbelegung des 25 poligen D Sub male Pinbelegung des 9 poligen D Sub male Analog l O Pin RS 232 Pin Input 1 6 1 Input 2 5 TXD 2 Input 3 4 RXD 3 Input 4 3 DSR 4 Input 5 10 GND 5 Input 6 9 n c 6 Input 7 8 CTS 7 Input 8 J RTS 8 Output 1 23 n c 9 Output 2 22 Output 3 21 Output 4 20 Output 5 19 Output 6 18 Output 7 17 Output 8 16 5V max 300 mA Gesamt 1 2 14 15 strom GND 11 12 24 25 Uref Output 4 096V 13 Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS90 Subject to change without notice Universal Motorstecker Mit dem passenden OWIS9 Anschlusskabel werden die OWIS Positioniereinheiten angeschlossen Uber diesen Anschlussstecker wird der Motor mit Leistung versorgt die Signale des Encoders evtl der Hall Effekt Sensoren und der Schalter bertragen sowie die Motor Haltebremse falls vorhanden gesteuert Pinbelegung des 37 poligen D Sub female Pin DC Motor Schrittmotor OL BLDC 19 Motor Phase 1 U 2 18 Motor Phase 1 V E 17 Motor Phase 2 W 16 Motor Phase 2 15 Motorcodierung 14 Motorcodierung 13 GND 12 5V E 11 Encoder A 10 Encoder A 9 Encoder B 8 Encoder B 7 Encoder Index 6 Encoder Index 5 MINSTOP 4 MINDEC 3 MAXDEC 2 MAXSTOP 1 GND 37 Motorhaltebremse 24V 36 Motorhaltebremse 35 reserviert 34 reservier
204. ush Pull Ausgange gleichermaBen angeschlossen werden k nnen da hochohmige Pullup Widerstande 4 7 kOhm nach 5V bereits ger teintern vorgesehen sind Die Endschaltereing nge sind tolerant gegen eine Fremdspannung von bis zu 24V Wiederinbetriebnahme nach Achsenfehler Nachdem ein Achsenfehler durch Betatigung eines Limit Schalters MINSTOP oder MAXSTOP aufgetreten ist wird die Achse n wie folgt wieder in Betrieb genommen 1 Initialisierung mittels Befehl INIT lt n gt 2 Freifahren des Limit Schalters mittels Befehl EFREE lt n gt 14 2 Endstufen Fehler berwachung Jedes Endstufe meldet mit einer digitalen Leitung ihren Status an den Mikrocontroller zur ck Dieses Signal wird zyklisch kontrolliert Meldet eine Endstufe einen Fehler so wird der Antrieb stromlos geschaltet d h die Regelschleife wird ge ffnet und das Endstufen Freigabe Signal wird inaktiv gesetzt 14 3 Motion Controller Fehler berwachung Die Kommunikation mit den Motion Controllern wird ebenfalls berwacht Treten dabei Fehler oder Unplausibilitaten auf so wird der Antrieb stromlos geschaltet d h die Regelschleife wird ge ffnet und das Endstufen Freigabe Signal wird inaktiv gesetzt 14 4 Time Out berwachung F r jede Achse kann zus tzlich als Parameter eine Timeout Zeit in ms Wertebereich 32 Bit definiert werden Die berwachung kann durch die Einstellung Timeout Zeit 2 0 abgeschaltet werden Wahrend eine Bewegung PGO REF EFREE PWMSG
205. ver the serial interface is made by means of a special software which generates among other things special con trol signals on the handshake lines In this case the communication to the host PC takes place by means of a 1 1 connection as shown in the following table D Sub 9 pin female connector D Sub 9 pin female connector 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 shield to plug housing shield to plug housing Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90 Subject to change without notice EU UE Konformitatserklarung Declaration of conformity Wir We OWIS GmbH Im Gaisgraben 7 79219 Staufen Germany 49 0 7633 9504 0 49 0 7633 9504 44 www owis eu info owis eu erklaren in alleiniger Verantwortung dass das Produkt declare under our sole responsibility that the product PS 90 auf das sich diese Erklarung bezieht mit den folgenden Normen oder normativen Dokumenten Ubereinstimmt to which this declaration relates is in conformity with the following standards or other normative documents EN 61000 6 1 2007 mit with EN 61000 4 2 2008 EN 61000 4 3 2008 EN 61000 4 4 2005 EN 61000 4 5 2007 EN 61000 6 3 2007 mit with EN 61000 3 2 2007 EN 61000 3 3 2008 EN 55014 1 2007 Gemass den Bestimmungen der Richtlinie Following the provisions of directive 2004 108 EG 2006 95 EG Ort und Datum der Ausstellung Name und Unterschrift Place and date of issue Name and
206. viously by the user The initialization procedure takes approx 10 seconds Afterwards the PS 90 is ready to receive and execute commands from the PC When Windows is first started after the PS 90 has been connected the operating system should recognize the new hardware The driver can then be installed In order to do this administrator rights are necessary The PS 90 can be operated in stand alone mode with the hand held terminal and joystick optional accesories See the following chap ters Hand Held Terminal and Joystick Initialization After having switched on the power supply and activated the unit each axis that shall be used has to be initialized first by the INIT command or by means of the hand held terminal Axes parameters having been changed will also be taken over during the initialization Software Following tools are included with purchase the software tool OWlSoft the USB driver and the software interface SDK API for C C C LabView V 8 2 and higher and additional program ming languages 32 64 bit Thus the PS 90 can be configured and operated comfortably Supported operating systems Windows XP Windows Vista 32 64 bit Windows 7 32 64 bit Windows 8 32 64 bit and Windows 8 1 32 64 bit The software interface includes example programs with source code and help files For start up with OWISoft the standard values of the respective OWIS positioning units are stored and can be
207. y a scaling factor which sets the path increments of the two axes into a certain relationship to each other Definitions Number of secants ke 1 m m total number of secants Starting angle angle offset of the segments of a circle o Angle range which can be covered of the segments of a circle Aa Radius of the segments of a circle r Illustration by the diagram fig 20 Velocity time diagram for mode of operation with part of circle with radius r angle offset a 10 angle range Aa 190 5 secants Calculation The approximated segment of a circle is defined by the radius the number of secants the angle offset and the angle range The direction of rotation is fixed by the sign of the angle range specification Here a positive angle corresponds to a counterclockwise turn during appropriate arrangement of the axes see also the position of the coordinate system in aforementioned diagram The starting angle for the single secant vectors k results to k 1 OO Aa Then the x and y coordinates of the secant vectors are ANY Aa Ax 2r sin Ka suae and Aa asin SE cosa m Aa 2 sin 2 Scaling factor The scaling factor represented by counters and denominators is meant to adapt different resolution values of the two circle interpolation axes and to realize ellipses respectively They can be set by two separate commands The denominator is designated with
208. zu konstanter Geschwin digkeit erfolgt ebenfalls mit einem linearen Anwachsen der Verz gerung Das Verhalten am Ende der Bewegung ist analog dazu Im S Kurven Profilmodus muss der gleiche Wert sowohl f r die Beschleunigungs als auch f r die Verz gerunsrampe benutzt wer den Asymmetrische Profile sind nicht erlaubt Dies ist nur im trapezf rmigen Profilmodus m glich Segmente M E VI VI Zeitt Geschwindigkeit v Bild 12 S Kurven Profil Beschleunigung D Verz gerung J Beschleunigungs nderung Bild 12 zeigen ein typisches S Kurven Profil In Segment I erh ht sich der Beschleunigungswert um den per Jerk gesetzten Wert bis die maximale Beschleunigung erreicht wurde Im nachsten Segment wird die Achse linear Jerk 0 beschleunigt Das Profil wendet dann im Segment den negativen Wert des Jerks an um die Beschleunigung zu reduzieren Im Segment IV verfahrt die Achse jetzt mit maximaler programmierter Geschwindigkeit V Das Profil wird dann in einer dem Beschleunigungswert ahnlichen Weise abbremsen indem in umgekehrter Richtung der negative Jerk verwendet wird um zuerst die maximale Verz gerung zu erreichen A und dann die Achse zu einem Halt an der Endposition zu bringen Ein S Kurven Profil enth lt u U nur einen Teil der in Bild 12 gezeigten Segmente Dies kann z B der Fall sein wenn nicht die maximale Anderungen vorbehalten Betriebsanleitung User Manual PS 90

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