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6.12 Motorfeedbacksysteme
Aufbau und Funktionsweise
Zum genauen Einstellen der Position sind der Servomotor und seine Regelung mit einer Messeinrichtung (Feedback) versehen,
welche die aktuelle Position (z.B. den zurückgelegten Drehwinkel bezüglich einer Anfangsposition) des Motors bestimmt.
Diese Messung erfolgt über einen Drehgeber, z.B. einen Resolver, einen Inkrementalgeber oder einen Absolutwertgeber. Die
elektronische Regelung vergleicht das Signal dieses Gebers mit einem vorgegebenen Positions-Sollwert. Liegt eine Abwei-
chung vor, so wird der Motor in diejenige Richtung gedreht, die einen geringeren Verfahrweg zum Sollwert darstellt. Dies
führt dazu, dass sich die Abweichung verringert. Die Prozedur wiederholt sich solange, bis der aktuelle Wert inkrementell oder
via Approximation innerhalb der Toleranzgrenzen des Sollwerts liegt. Alternativ kann die Motorposition auch digital erfasst
und mittels einer geeigneten Rechnerschaltung mit einem Sollwert verglichen werden.
Servomotoren und Servoantriebe der Harmonic Drive AG verwenden unterschiedliche Motorfeedbacksysteme, welche als
Lagegeber mehrere Aufgaben erfüllen:
Kommutierung
Kommutierungssignale oder absolute Positionswerte liefern
die notwendigen Informationen über die Rotorlage, um die
Rotormagnet
Motorfeedback
korrekte Kommutierung zu gewährleisten.
Drehzahlistwert
Das zur Drehzahlregelung notwendige Istwertsignal wird im
Servoregler aus der zyklischen Änderung der Lageinformation
gewonnen.
Lageistwert
Stator
Inkrementalgeber
Das zur Lageregelung notwendige Istwertsignal wird durch
Aufaddieren inkrementeller Lageänderungen gebildet. Bei
Inkrementalgebern mit Rechtecksignalen kann die Aufl ösung durch Flankenauswertung vervierfacht werden (quadcounting).
Bei Inkrementalgebern mit SIN / COS Signalen kann die Aufl ösung durch Interpolation im Regelgerät erhöht werden.
Absolutwertgeber
Absolutwertgeber liefern eine absolute Lageinformation über eine (Singleturn) oder mehrere (Multiturn) Umdrehungen. Aus die-
ser Information kann zum einen die Rotorlage zur Kommutierung ermittelt werden, zum anderen kann ggf. eine Referenzfahrt
entfallen. Bei Absolutwertgebern mit zusätzlichen Inkrementalsignalen wird typischerweise die absolute Lageinformation beim
Einschalten ausgelesen, anschließend werden zur Drehzahl- und Lageistwertbildung die Inkrementalsignale ausgewertet.
Volldigitale Absolutwertgeber als Motorfeedbacksystem besitzen eine so hohe Aufl ösung des Absolutwertes, dass auf zu-
sätzliche Inkrementalsignale verzichtet werden kann.
Auflösung
In Verbindung mit den hochpräzisen Getrieben der Harmonic Drive AG kann über das Motorfeedbacksystem die abtriebssei-
tige Lage erfasst werden, ohne zusätzliche Winkelmessgeräte einsetzen zu müssen. Die Aufl ösung des Motorfeedbacksys-
tems wird zusätzlich über die Untersetzung des Getriebes vervielfacht.
Getriebeabtriebsseitige Winkelmessgeräte
Bei Anwendungen mit erhöhter Anforderung an die abtriebsseitige Genauigkeit oder zur Kompensation der Torsion bei hohen
Drehmomentbelastungen kann der Lageistwert auch von einem zusätzlichen, abtriebsseitigen Geber erfasst werden.
Die Adaption eines Messsystems an die Getriebeabtriebsseite lässt sich bei den Hohlwellenservoantrieben sehr einfach realisieren.
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04/2018 V05
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