Inbetriebnahme eines HD LynxDrive 20C in TC3 mit Ax5206

[Guido.Make]

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Hallo zusammen,

ich bitte um Unterstützung bei der Inbetriebnahme eines Motors mit einem Beckhoff AX5000-Antrieb in TwinCAT. Ich schaffe es einfach nicht, den Motor zum Laufen zu bringen.

Setup:

• Motor: Harmonic Drive LynxDrive‑20C‑100‑MEE‑AO (Übersetzung 100, MEE-Encoder (Heidenhain EQN-1125 Endat 2.2/2.1), Motordaten bekannt, Kommutierung unbekannt)
• Antrieb: Beckhoff AX5206‑0000‑0203, Firmware 1.0

Ziel: Die Achse aus dem NC in TwinCAT bewegen zu können, um die Funktionalität des Aufbaus zu überprüfen.

Was habe ich bisher unternommen:

• EtherCAT-Bus in TwinCAT gescannt, Geräte wurden erkannt
• Der Antrieb wurde korrekt gefunden
• Power Management eingerichtet, Safety deaktiviert, Kanal 1 auf Positionsregelung eingestellt
• Einrichtung Kanal 1: X11 als Encoderanschluss, Heidenhain EQN1125 aus der Liste ausgewählt, Motordaten manuell hinterlegt (PDF: harmonicdrive.de/...8856_08_2018_V04.pdf, Seite 17)
  Beim Versuch, den Encoder zu scannen, wird er als EnDat 2.2 ohne Namensschild erkannt. Wenn ich jedoch einen EnDat 2.2-Encoder aus der Liste auswähle, funktioniert es nicht (Fehler: 0xF148: Build drive system: unknown feedback system).
  
  Frage: Ich gehe davon aus, dass sich die Parameter auf den Motor und nicht auf die Abtriebswelle (hinter der HD-Reduktion) beziehen, korrekt?
  
  
• Skalierung eingerichtet
  Frage: Hier bin ich mir unsicher. Für mich ergibt es Sinn, die Skalierung auf die Motorwelle zu beziehen, da der Encoder dort sitzt – also z. B. 360° pro Motorumdrehung – korrekt?
  

• Nächster Schritt: Einrichtung der Kommutierung (mechanischer und elektrischer Offset)
  Hier komme ich nicht weiter. Das Handbuch (www.beckhoff.com/.../61857533) beschreibt zwei relevante Kapitel zur Kommutierung:

Ansatz 1: Kapitel 9.1.4: Fremdmotoren

Schritt 1: Sicherstellen, dass sich der Motor richtig herum dreht
Der Abtrieb ist mit dem Harmonic Drive (HD) verbunden. Durch das Übersetzungsverhältnis von 100 ist ein Backdrive vom Abtrieb her nahezu unmöglich.
Frage: Gehe ich richtig in der Annahme, dass das HD die Drehrichtung umkehrt? Das heißt: Wenn sich der Servomotor im Uhrzeigersinn dreht, bewegt sich der Abtrieb gegen den Uhrzeigersinn?


Nächster Schritt: Bestimmung des elektrischen Kommutierungsoffsets
Ich habe versucht, gemäß Seite 168ff über den Parameter P-0-0166 vorzugehen:
Es werden Werte erzeugt, jedoch zeigt "Gleiche Richtung" immer "Nein" an. Das Vertauschen von U und V ändert zwar die Drehrichtung des Motors, beeinflusst das Ergebnis aber nicht. Ich erhalte keinen stabilen Wert. Hinweis: Gemäß Anleitung ist P-0-0150 (Commutation Node) ist aktuell auf 3 gesetzt; der mechanische Kommutierungsoffset steht auf 0°.

Ansatz 2 über das Manual: Kapitel 9.6: Kommutierungsmethoden (ab Seite 201)

Gemäß Anleitung wird zunächst P-0-0160 ausgeführt.
Unabhängig vom Wert in P-0-00578 (elektrischer Kommutierungsoffset) erhalte ich einen Wert für den mechanischen Offset, den ich anschließend in P-0-0150 eintrage.
Nach dieser Vorgehensweise und dem Vertauschen der UV-Polung erhalte ich bei erneutem Ausführen von P-0-0166 folgendes Ergebnis:
"Gleiche Richtung: Ja", Offset: 357,55°


Frage: Ist das Vorgehen korrekt?

Wenn ja, so sollte ich nach meinem Verständnis die Achse über NC-A: Online bewegen können (siehe Screenshot 3). Ich kann den Antrieb freischalten. Er gibt leichte Geräusche von sich, und man spürt Vibrationen an der Abtriebswelle.



Sobald ich jedoch einen Fahrbefehl über F2/F3 sende, steigt der Schleppfehler stark an und es erfolgt keine Bewegung (siehe Screenshot 4).



Die Parametrierung der Achse ist gemäß Screenshot 5 erfolgt.



Ich vermute, dass bei der Skalierung ein Fehler vorliegt und daher die Reglerparameter nicht richtig greifen. Ich finde jedoch keine fehlenden Einstellungen.

Weitere Punkte:

• Ich habe (nach bestem Wissen) die Polung und Belegung von Leistungs- und Encoderkabel überprüft – ich gehe davon aus, dass diese korrekt sind.
• Ich habe den Motor manuell mit einer niedrigen Gleichspannung beaufschlagt – er führt dann den erwarteten Sprung aus. Der Encoder liefert anschließend auch einen neuen Positionswert. ==> Ich vermute keinen Defekt des Motors.

Ich bin für jeden Hinweis und jede Hilfe offen – es scheint alles so knapp vor dem Ziel zu sein.


Vielen Dank!

 

[asci25]

Okay,

machen wir es mal Schritt für Schritt.

Frage 1: Hast Du die Motordaten über den Motordatengenerator eingefügt?

 

[Guido.Make]

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Hallo asci25,
Danke für deine Antwort. Ich habe hier Probleme gehabt. Nach meinem Verständnis ist das ein Synchronmotor (oder?).
Entsprechend ist die Liste leer und ich kann auch nicht "Third Party" auswählen:


Einzige Auswahl is none.
Entsprechend habe ich in der folgenden Maske (direkter Klick auf Motor im obigen Bild) die folgenden Werte angegeben:

 

[asci25]

Na gut, nehmen wir an, dass die Motordaten korrekt sind, dann wäre der nächste Schritt, dass die Vorschubkonstante richtig eingestellt ist. Das sollte experimentell überprüfbar sein, sprich, Du drehst die Achse und kannst den Vorschub entsprechend der Positions-Ausgabe nachmessen. Das ist essenziell.

 

[Guido.Make]

Das ist genau mein Problem.
Backdrive ist bei einem Harmonic Drive kaum möglich. Das Getriebe ist fix mit dem Motor integriert und ich bekomme das vom Abtrieb her nicht relevant verdreht. Im Eingangspost war daher ja sogar die Frage: Dreht ein HD die Drehrichtung zw. Motor und Abtrieb um. Ich gehe sogar soweit, dass mir der Korrekte Vorschub (bezogen auf die Abtriebswelle) egal ist. Mir würde ein drehen reichen (um den Faktor 100 verkehrt).

Encoder kann ja direkt ausgewählt werden und ist gemäß Datenblatt erfolgt. Da der Encoder auf der Motorwelle sitzt, erwsarte ich, dass feedconstant = 360/motor rev iO sein sollte.

 

[asci25]

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Das ist nicht egal, wenn Soll-Vorschub des Antriebs richtig einstellen möchtest. Wenn das am Ende nicht passt, fängst Du wieder von vorne an. Die Einstellung des Positionsreglers ist genauso wichtig.

Die Vorschubkonstante hängt auch davon ab, was nach dem Getriebe kommt. Ist es rein rotatorisch, modulo oder so? Oder Linear?

Ob sich das mit einer Übersetzung von 100:1 noch von Hand drehen lässt, kann ich pauschal nicht sagen. Möglicherweise nicht. Aber ist da vielleicht noch eine Haltebremse?

Da ich hier nebenbei ein Projekt bearbeite, kann es sein, dass ich das ein oder andere überlese.

 

[Harry_87]

Hast du scho versucht den Support von HD zu Rate zu ziehen?
Ich habe vor einigen Monaten einen HD an einem Rexroth IndraDrive-Controller in Betrieb genommen und gerade bei den Motordaten gab es widersprüchliche/unklare Bezeichnungen zwischen Rexroth und Harmonic Drive.
Die können da eigentlich recht kompetent weiterhelfen, zumindest war das meine Erfahrung.

 

[Khyzer]

Ich behaupte mal, dass dein NC feed constant so nicht passen wird.
Eingetragen hast du 360° pro 1048576 Inkremente.
Das ist das Übersetzungsverhältnis, nach dem die NC deine Positionswerte skaliert.
Da dein Getriebe 1:100 besitzt hast du lediglich 3,6° pro 1048576 Inkrementen.
Ändere also bitte deinen NC feed constant Wert von 360° auf 3,6°
Deshalb haut dein Schleppfehler auch so schnell ab. Die Welle dreht nur 0.1° und die NC denkt, der Soll/Ist-Abstand wäre schon bei 10°.
Hier nochmal ein Beispiel aus dem Infosys Klick

 

[Guido.Make]

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Hallo zusammen,

vielen Dank für eure diversen Antworten. Leider bin ich aktuell auf Dienstreise und kann nicht direkt testen.

asci-25:
Keine Haltebremse, kein Backdrive, Rotationsachse, Absolutgeber, Modulo oder nicht: Ist mir im Grunde für den Testzweck egal. Annahme Modulo: 360°

Harry-87: Nein, gute Idee. Wird versucht.

Khyzer:
Ich verstehe deine Argumentation, dass Du die NC Feed Constant auf 3.6° setzen würdest. Hatte ich auch schon versucht, jedoch ohne Effekt. Was mich im Sinne des Testing dabei konzeptionell stört:
Der Encoder sitzt auf der Motorachse, d.h. kein Gteriebe Einfluss zwischen Motor und Encoder. Um die Konfiguration zu erleichtern hätte ich entsprechend zunächst darauf verzichtet. Dass damit der Output um den Fakor 100 zu gering ist, ist mir erst einmal egal.
Wichtig: Der Schleppfehler ist nicht nur hoch, es bewegt sich trotz Anzeige eine %-Reglerwerts auch nichts (auch nicht in den Rohdaten des Encoders)


Frage daher: Ich habe oben geschrieben, den Motor von Hand angelegt. Geht das überhaupt für einen Synchrnmotor? Beckhoff hat mir leider die Hilfe mit Verweis auf alte Hardware verweigert.