www.scope-online.de Juni 2012 28 Automatisierung/Steuerungstechnik hh Obwohl als Feldbus mit Leitungslängen von mehreren Metern konzipiert, lässt sich der CAN-Bus auch für kompakte Maschinen verwenden.
Für solche Anwendungen bietet Maxon Motor kompakte Positionier- steuerungen mit CANopen-Schnittstelle für permanenterregte bürsten- behaftete DC- und bürstenlose EC-Motoren.
Klein, aber oho Durch die Miniaturisierung der Elektronik sowie eine höhere Leistungsdichte elektrischer Antriebe lassen sich viele Maschi- nen heute viel kompakter bauen.
Der Einsatz von Feldbussen verringert zudem den Verkabelungsaufwand.
Somit kann sich auch bei hohem Preisdruck der Einsatz eines Feldbusses, spe- ziell eines CAN-Busses, lohnen.
So wie die Größe elektrischer Antriebssysteme und die Kosten dafür sinken, steigen auch die Anforderungen an Leistungsfähigkeit und Funktionsumfang stetig.
Darüber hinaus müssen die einzelnen Antriebe selbst bei kleinen Geräten miteinander synchronisiert werden, um so komplexere Bewegungsabläufe realisieren zu können.
Für DC- und EC-Motoren mit 1 W bis 700 W Nennleistung bietet Maxon Motor mit EPOS2 eine Familie von Positioniersteuerungen an.
Speziell für den Einsatz in kompakten Maschinen entwickel- te der Schweizer Hersteller die Steuerungen EPOS2 24/2 mit bis zu 48 W Nennleistung und für OEMs die EPOS2 Module 36/2 mit 72 W Nennleistung.
Um nun mehrere Antriebe synchron zu bewe- gen, spezifiziert CANopen mehrere Möglichkeiten.
Bevorzugte Variante ist der „Interpolated Position Mode“ (PVT, Position and Velocity versus Time).
Die Maschinensteuerung berechnet dabei die Bewegung aller Antriebe, generiert periodisch aus Position und Geschwindig- keit bestehende Stützpunkte und schreibt diese in den Zwischenspeicher der Positio- niersteuerung.
Diese wieder- um berechnet anschließend durch lineare oder kubische Interpolation Sollwerte für die Positionsregelung.
Die lo- kalen Timer der Positionier- steuerungen lassen sich dabei mit SYNC-Meldungen auf dem CAN-Bus synchronisieren.
Ein Nachteil dieses Betriebsmodus ist, dass sich die Bewegung nicht in sehr kurzer Zeit ändern lässt.
Sinnvoll ist der „Interpolated Position Mode“ bei Anwen- dungen wie dem Steuern von Werkzeugmaschinen, bei denen die Bewegungen der Achsen fest vorgegeben sind.
Eine höhere Dynamik ist möglich, wenn man die Bewegungs- planung und einen Teil der Antriebsregelung vollständig im CANopen Master vornimmt, etwa mit einem Positionsregler im Master und unterlagertem Geschwindigkeitsregler in den An- triebssteuerungen.
Der Betrieb der Steuerungen erfolgt dann im „Profile Velocity Mode“, wobei darauf zu achten ist, Sollwerte sofort zu übernehmen, da sich der Positions-Regelkreis sonst nicht schließen lässt.
Die EPOS2-Positioniersteuerungen bieten zusätzlich einen reinen „Velocity Mode“, bei dem die Geschwin- digkeits-Sollwerte direkt der Regelung zugeführt werden, was zu einer hohen Regeldynamik führt.
Die Buslast und auch die Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit des Masters sind bei dieser Steuerungs-Architektur deutlich höher, die Zykluszeiten liegen hier typischerweise bei 2-5 ms.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Positions- und Geschwindigkeitsregler im Master zu realisieren und den Antriebssteuerungen via CAN-Bus Das Unternehmen Maxon Motor gehört zu den weltweit führenden Anbietern von hochpräzisen Antriebssystemen bis 500 Watt.
Das im Baukastensystem aufgebaute Produktprogramm umfasst: Bürstenlose und bürsten- behaftete Gleichstrommotoren mit eisenloser Wicklung bis 500 Watt, Bürstenlose Flachmotoren mit Eisenkern bis 90 Watt, Planetengetriebe, Stirnradgetriebe, Spezialgetriebe, Sensoren, Servoverstärker, Positioniersteuerungen sowie Hightech CIM- und MIM-Komponenten und kundenspezifische Antriebe.
Das Unternehmen beschäftigt über 1.800 Mitarbeitende, hat Vertriebsgesellschaften in 40 Ländern und produziert sowohl am Hauptsitz in der Schweiz als auch in Deutschland und Ungarn.
Die Antriebssysteme der Schweizer finden in vielen Branchen Anwendung, etwa in der Industrieautomation, der Mess- und Prüftechnik, der Robotik, der Automobilindustrie, sowie der Luft- und Raumfahrt.