Wie kann eine Achse fliegend über Messtaster referenziert werden?

Hallo SIOS-Forum Community,

Uns erreicht regelmäßig die Frage, ob es eine Möglichkeit gibt, eine Achse mit möglichst hoher Genauigkeit, fliegend zu referenzieren.

Die Herausforderung hierbei ist, dass bei hohen Geschwindigkeiten eine sehr hohe Zeitliche Auflösung des Eingangssignals nötig ist, um eine ausreichende Genauigkeit bei der Bestimmung der Achsposition zu erreichen.

Beispiel:

Bei einer Achsgeschwindigkeit von 1m/s und einer Abtastung des Referenzeingangs von 4ms kann die Position des Referenzschalters nur noch auf 4mm genau bestimmt werden, was auch der Genauigkeit der Achsposition nach dem Referenzieren entspricht.

Die Lösung für dieses Problem bietet die Verwendung eines Messtasters zur genauen Bestimmung der Position des Referenzschalters. Das Technologieobjekt Messtaster kann über Time-Based-IO das Signal des Referenzschalters auf ca. 4µs genau erfassen, woraus sich bei 1m/s Verfahrgeschwindigkeit eine theoretische Genauigkeit von 4µm ergibt.

Voraussetzung für eine genaue Referenzierung ist, dass die Achsposition , bei der der Referenzschalter schaltet, genau bekannt ist. Zudem muss der Referenzschalter an einem Eingang angeschlossen sein, der für Messtaster geeignet ist. Möglich ist dies an einem Technologiemodul TM-Timer oder am Messtastereingang eines S120 oder S210.

Genauere Informationen zur Funktion von Messtastern finden Sie in dem Forenartikel „Welche Anbindungsmöglichkeiten gibt es für Messtaster?“.

Sind diese Voraussetzungen erfüllt, kann während der Fahrt, eine Messung über den Messtaster angestoßen werden. Der Messtaster gibt als Ergebnis der Messung, die Achsposition zurück, an der der Schaltpunkt des Referenzschalters erkannt wurde. Nun kann durch vergleich der bekannten Position des Referenzschalters mit dem Messergebnis des Messtasters ermittelt werden, wie weit die Achsposition verschoben ist.

Eine Korrektur der Achsposition ist über den Baustein MC_Home möglich, der sowohl eine Verschiebung des Referenzpunktes (Mode 1) als auch eine Verschiebung der Geberjustage (Mode 6), bei Absolutwertgebern, unterstützt.

Beispiel:

Der Referenzschalter einer Linearachse ist so angebaut, dass die Positive Flanke des Eingangs in positiver Fahrrichtung der Achse genau bei 400mm erfolgt.

1. Messung starten:
   MC_MeasuringInput: Mode = 1 (nächste positive Flanke messen)
2. Referenzschalter in positiver Richtung überfahren
3. MeasuredValue1 = Achsposition bei Anfahren des Referenzschalters
4. Korrektuswert berechnen:
   Korrektur = Position des Referenzschalters (400mm) – MeasuredValue1
5. Achsposition korrigieren:
   MC_Home: Mode = 1 oder 6; Position = Korrektur

Vorsicht:

Bei einem fliegenden Referenzieren springt die Position der Achse in dem Moment, in dem der MC_Home angestoßen wird. Ist die Achse, die referenziert wird, Master einer Gleichlauffunktion, gibt es einen Sprung im Positionssollwert des Folgeachse. Daher sollten größere Korrekturen, wenn möglich, erst durchgeführt werden, wenn die Achse das nächste Mal steht.

Hier ein kleines Programmbeispiel mit den wichtigsten Bausteinaufrufen:

Hinweis:

Die in diesem Beitrag beschriebene Vorgehensweise bezieht sich auf den Zeitpunkt der Erstellung dieses Beitrags (Stand: August 2024).

Mit freundlichen Grüßen

Fachberatung Deutschland (AM)