DE10137617A1

DE10137617A1 - Verfahren zur Inbetriebnahme einer Positioniereinrichtung

Info

Publication number: DE10137617A1
Application number: DE2001137617
Authority: DE
Inventors: Andreas Hollesen; Wolfgang Pfistner; Hartmut Nieder; Andreas Winkler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: DE10137617C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Positioniereinrichtung mit einem Absolutwertgeber als Positionsgeber, bei welchem zur Bestimmung der Größe der Positionsänderung je Inkrement eine erste und eine zweite Position angefahren und die jeweils gemessenen Positionen als Parameter eingegeben werden. Anhand der Differenz der gemessenen Positionen und den zugehörigen Werten des Absolutwertgebers wird die Größe der Positionsänderung je Inkrement berechnet. Eine der Positionen kann als Bezugspunkt für die Bestimmung der Ist-Position anhand des jeweiligen Werts des Absolutwertgebers in einer vorgegebenen Maßeinheit ausgewählt werden. Damit kann ein weiterer Verfahrensschritt zur Bezugspunktermittlung entfallen. Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann durch einen Windows-basierten Inbetriebnahmeassistenten besonders komfortabel gestaltet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Positioniereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruch 3.

Bei Positionsgebern unterscheidet man zwischen Gebern mit inkrementalen und Gebern mit absoluten Messverfahren. Bei Inkrementalgebern ist nach jedem Netz-Aus eine Fahrt zum Referenz oder Bezugspunkt der Positioniereinrichtung notwendig, da die jeweilige Position in der Positioniereinrichtung meist nicht gespeichert wird und Bewegungen des beweglichen Elements während Netz-Aus nicht erfasst werden. Absolutwertgeber dagegen erfassen auch diese Bewegungen und liefern nach Einschalten der Positioniereinrichtung die aktuelle Position. Ein erneutes Anfahren eines Referenzpunktes ist nicht notwendig.

Für die Positionierung eines beweglichen Elements einer Positioniereinrichtung auf einer in einer bestimmten, durch einen Anwender vorgebbaren Maßeinheit angegebenen Position muss die Positioniereinrichtung den Zusammenhang zwischen dem von einem Absolutwertgeber beispielsweise als Gray-Code erfassten Wert und der Position des beweglichen Elements in der vorgegebenen Maßeinheit kennen. Die Positioniereinrichtung benötigt dazu als Parameter die Größe der Positionsänderung je Inkrement, die beispielsweise bei einem Spindelantrieb abhängig ist von der Übersetzung der Motorumdrehungen in eine entsprechende Bewegung des Schlittens und von der Auflösung eines Winkelcodierers als Absolutwertgeber. Zudem ist ein Bezugspunkt zur Synchronisierung der Position mit dem erfassten Wert des Absolutwertgebers erforderlich, mit welchem der Bezug zwischen einem von dem Absolutwertgeber als Gray-Code gelieferten Wert und der Position des beweglichen Elements in der vorgegebenen Maßeinheit hergestellt werden kann. Bisher mussten bei der Inbetriebnahme die beiden Parameter "Größe der Positionsänderung je Inkrement" und "Bezugspunkt" in zwei getrennten Vorgängen bestimmt und eingegeben werden. Eine Möglichkeit zur Einsparung dieser Inbetriebnahmeschritte könnte darin gesehen werden, eine unmittelbare Eingabe dieser Parameter durch den Anwender zu fordern. Da der Anwender jedoch üblicherweise den Getriebefaktor seiner Positioniereinrichtung und die Auflösung des verwendeten Absolutwertgebers nicht kennt, ist eine Inbetriebnahme einer Positioniereinrichtung in dieser Weise nur selten möglich.

Der parametrierbare Absolutwertgeber SIMODRIVE Sensor PROFIBUS DP kann die Ist-Position eines beweglichen Elements in einer von einem Anwender vorgebbaren Maßeinheit liefern. Zur Bestimmung eines Parameters "Weg pro Geberumdrehung, der dem Parameter "Größe der Positionsänderung je Inkrement proportional ist und unter Berücksichtigung des jeweiligen Proportionalitätsfaktors diesem entspricht, wird folgendes experimentelles Verfahren angeboten:

- Der Bediener muss das bewegliche Element an eine erste Position fahren.
- Diese erste Position muss er messen und dem Geber als Parameter übergeben.
- Danach muss der Bediener eine zweite Position anfahren, wiederum die Position messen und dem Geber als Parameter übergeben.

Der Geber kennt nun anhand der parametrierten Anfangs- und Endposition sowie der von ihm selbst ermittelten Differenz der Werte des Absolutwertgebers in Inkrementen den "Weg pro Geberumdrehung". Dieses Verfahren muss jedoch manuell, ohne komfortable Bedienoberfläche eines PC's durchgeführt werden.

Zur Festlegung eines Bezugspunkts zur Zuordnung der Position des beweglichen Elements in einer durch einen Anwender vorgebbaren Maßeinheit zu einem mit dem Absolutwertgeber ermittelten Wert wird das bewegliche Element in einem weiteren Schritt der Inbetriebnahme an eine bekannte Position gefahren. Zu diesem Zweck muss üblicherweise ein Anwenderprogramm erstellt werden. Die erreichte Position des beweglichen Elements muss durch den Bediener gemessen und als Parameter eingegeben werden. Erst danach kann die Positioniereinrichtung die Ist-Position des beweglichen Elements in der jeweiligen Maßeinheit des Anwenders liefern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Positioniereinrichtung zu finden und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, durch welche der Aufwand bei der Inbetriebnahme der Positioniereinrichtung verringert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Verfahren der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale bzw. die neue Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen beschrieben.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass auf den zusätzlichen Schritt der Bestimmung des Bezugspunkts durch gesondertes Anfahren mit dem beweglichen Element je nach Wunsch des Bedieners verzichtet werden kann. Damit wird der Inbetriebnahmeaufwand verringert.

Das Anfahren der ersten und der zweiten Position kann besonders einfach gestaltet und die Genauigkeit der Bestimmung des Parameters "Größe der Positionsänderung je Inkrement" mit Vorteil verbessert werden, wenn die beiden Endlagen des Verfahrbereichs des Antriebs als erste bzw. zweite Position verwendet werden.

Die Inbetriebnahme ist besonders komfortabel und das Risiko einer Fehlbedienung wird vorteilhafterweise weitgehend ausgeschlossen, wenn zur Bedienerführung bei der Durchführung des Verfahrens ein Softwarewerkzeug als Inbetriebnahmeassistent auf einem Personalcomputer mit fenstergestützter-Bedienoberfläche geladen ist, das den Bediener mit nacheinander erscheinenden Eingabefenstern durch das Inbetriebnahmeverfahren führt.

Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Positioniereinrichtung,
Fig. 2 ein Eingabefenster einer komfortablen Windows- Bedienoberfläche.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist eine Positioniereinrichtung eine speicherprogrammierbare Steuerung 1 mit einer Positionierbaugruppe 11, einen Antrieb 2, ein bewegliches Element 3, das auf einer Spindel 4 hin und her bewegt wird, und einen Geber 5 auf. Der Geber 5 ist als Absolutwertgeber ausgebildet und über einen PROFIBUS DP-Feldbus 6 zur Kommunikation mit den übrigen Komponenten verbunden und über diesen parametrierbar. Weiterhin ist an den Feldbus 6 ein Personal Computer 7 angeschlossen, in dessen Programmspeicher ein Softwarewerkzeug 8 als Inbetriebnahmeassistent geladen ist. Der Personal Computer 7 ist in üblicher Weise mit einer Tastatur 9 als Eingabeeinrichtung und einem Monitor 10 als Anzeigeeinheit versehen. Zur Inbetriebnahme der Positioniereinrichtung wird der Inbetriebnahmeassistent auf dem Personal Computer gestartet. In einem nicht näher gezeigten Fenster kann der Anwender zunächst eine Maßeinheit für die Erfassung der Position des beweglichen Elements 3 wählen. Danach wird eine erste Position durch die Positioniereinrichtung angefahren. Nach Erreichen dieser Position erscheint das in Fig. 2 dargestellte Eingabefenster 12. Damit wird der Bediener aufgefordert, die Position des beweglichen Elements 3 zu messen und diese gemessene Position in das Feld "Anfangsposition" einzugeben. Die dabei verwendete Maßeinheit ist "mm". Weiterhin kann der Bediener durch Markieren eines Buttons "Als Bezugspunkt übernehmen" wählen, ob die erste gemessene Position als Bezugspunkt für die Bestimmung der Ist-Position in der vorgegebenen Maßeinheit anhand des jeweiligen Werts des Absolutwertgebers 5 übernommen werden soll. Bei Drücken des Buttons "Weiter" wird eine zweite Position angefahren, die der Endposition des Verfahrbereichs der Positioniereinrichtung entspricht. Nach Erreichen dieser zweiten Position erscheint ein weiteres Eingabefenster, das sich lediglich darin von dem in Fig. 2 gezeigten Eingabefenster unterscheidet, dass der Ausdruck "Anfangsposition" durch den Ausdruck "Endposition" ausgetauscht ist. Der Bediener wird nun aufgefordert, die zweite Position zu messen und das Ergebnis in ein Eingabefenster "Endposition" einzutragen. Wiederum kann er durch Drücken eines Buttons auswählen, ob diese Position als Bezugspunkt übernommen werden soll. Anhand der automatisch ermittelten Differenz der Werte des Absolutwertgebers 5 bei den beiden Positionen und der durch den Bediener eingegebenen Parameter "Anfangsposition" und "Endposition" wird der Parameter "Größe der Positionsänderung je Inkrement" automatisch im Personal Computer 7 berechnet und an die speicherprogrammierbare Steuerung 1 übertragen. Sofern der Bediener auf dem Fenster zur Eingabe der gemessenen Anfangsposition oder dem Fenster zur Eingabe der gemessenen Endposition den Button "Als Bezugspunkt übernehmen" markiert hat, wird automatisch die jeweilige gemessene Position als Bezugspunkt übernommen. Damit entfällt die Notwendigkeit, das bewegliche Element 3 nochmals an eine bekannte Referenzposition zu verfahren, diese Position zu messen und als Parameter einzugeben. Zudem ist es nicht notwendig, ein möglicherweise zur Durchführung dieses Schrittes erforderliches Anwenderprogramm zu erstellen. Soll eine von der Anfangs- und Endposition abweichende Position als Bezugspunkt dienen, darf weder im Eingabefenster für die Anfangsposition, noch im Eingabefenster für die Endposition der Button "Als Bezugspunkt übernehmen" aktiviert werden. In diesem Fall erscheint ein weiteres Fenster, in welchem der Bediener dazu aufgefordert wird, die als Bezugspunkt gewünschte Position anzufahren.

Claims

1. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Positioniereinrichtung mit einem Antriebsmotor (2) zur Änderung der Position eines beweglichen Elements (3),
mit einem Absolutwertgeber (5) als Positionsgeber zur Erfassung der Ist-Position des beweglichen Elements (3) und
mit einem Positionsregler (11) zum Vergleich der Ist-Position mit einer vorgebbaren Soll-Position und zur geeigneten Ansteuerung des Antriebsmotors (2),
wobei zur Bestimmung der Größe der Positionsänderung je Inkrement des Absolutwertgebers (5) eine erste und eine zweite Position angefahren werden, wobei die jeweilige Position in einer vorgegebenen Maßeinheit und der zugehörige Wert des Absolutwertgebers (5) erfasst und abgespeichert werden und wobei das Verhältnis der Differenzen der beiden gemessenen Positionen und der beiden erfassten Werte des Absolutwertgebers (5) berechnet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste oder die zweite gemessene Position als Bezugspunkt für die Bestimmung der Ist-Position in der vorgegebenen Maßeinheit anhand des jeweiligen Werts des Absolutwertgebers auswählbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Position und die zweite Position die beiden Endlagen des Verfahrbereichs der Positioniereinrichtung sind.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bedienerführung bei der Durchführung des Verfahrens ein Softwarewerkzeug (8) als Inbetriebnahmeassistent auf einen Personal Computer (7) mit einer graphischen Bedienoberfläche geladen ist,
bei welchem in einem Eingabefenster (12) die gemessene erste Position einzugeben ist,
bei welchem in einem anderen Eingabefenster nach Erreichen der zweiten Position die gemessene zweite Position einzugeben ist und
bei welchem durch Markieren eines Buttons wählbar ist, ob eine der beiden Positionen als Bezugspunkt übernommen werden soll.