BECKHOFF AL2000 Application - Handbuch (Seite 13)

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Genauigkeit
Im Allgemeinen hängt die Genauigkeit eines Linearmotorsystems ab von
• der Genauigkeit des Fehlererfassungs- und Positioniersystems,
• der statischen Steifigkeit des Systems,
• der dynamischen Steifigkeit des Systems.
Die hauptsächliche Einschränkung der Genauigkeit wird durch einen Mangel an Stabilität des Tragrahmens,
wie vorher besprochen, verursacht. Hier besprechen wir die Einschränkungen des Linearmotorsystems.
Der Linearmotor selber ist ein elektromagnetisches Gerät. Er hat mit Widerstand und Eigeninduktivität zu
kämpfen. Dies führt dazu, dass der Strom in den Spulen immer dem bereitgestellten Spannungssignal nach-
eilt. Da die magnetische Kraft in direktem Zusammenhang mit dem Strom steht, bedeutet dies, dass auch die
Motorkraft nacheilt.
Bei statischer Nutzlast (konstanter Geschwindigkeit) wird der Positionierfehler gering sein. Statische Störungen
rühren vom Hängenbleiben bei Stillstand oder Reibung her. Es muss nur eine konstante Kraft kompensiert
werden. Das System muss mit einer angemessenen konstanten Kraft auf die Störgröße reagieren. Im Allge-
meinen wird dieses mit Hilfe einer Integratoraktion des Positionsreglers bewerkstelligt. Diese Aktion erfordert
eine gewisse Ausregelzeit. Umso genauer die Positionierung sein muss, umso größer ist die Ausregelzeit.
Eine genaue Positionierung erfordert normalerweise eine Ausregelzeit von 5 bis 25 ms.
Bei dynamischer Belastung (Beschleunigung oder Verzögerung) muss das System nicht nur genau sondern
auch schnell reagieren. Nun ist die Störung dynamisch. Sie kann vom Hängenbleiben während der Fahrt, von
Beschleunigungskräften, von Vibrationen und Kontaktkräften (z.B. beim Fräsen) verursacht werden. Je nach
Steifigkeit des gesamten Systems kann die Genauigkeit dadurch beeinträchtigt werden. Da ein Motorsystem
wie ein Masse-Feder-System betrachtet werden kann, ist es offensichtlich, dass die Genauigkeit am stärksten
bei der Eigenfrequenz des Systems beeinträchtigt wird.
Der Servoregler verarbeitet die zurückgeführten Informationen bezüglich der Position, der Geschwindigkeit und
der Stromstärke und überträgt sie in ein geeignetes Spannungssignal an den Linearmotor. Der Regler wird mit
gewissen Verzögerungen allein schon wegen der Prozessor- und Aktualisierungszeiten konfrontiert. Eine
schematische Übersicht ist im Anhang “Einflüsse auf die Genauigkeit” enthalten.
Das Spannungssignal wird dem Linearmotor in Form von Impulsen mit fester Schalthäufigkeit übergeben. Die
Impulsdauer ist demzufolge der zu regelnde Parameter. Die Genauigkeit wird durch die festgelegte Schalthäu-
figkeit und die festgelegte Impulsspannung eingeschränkt.
Es muss nicht ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die Genauigkeit des Positioniersystems eben-
falls von der Genauigkeit des Lineargebers und der thermischen Stabilität der Systemkomponenten abhängt.