Rollen-Antrieb eines Rohres - Hexerei im Spiel ?

bits'bytes

Well-known member
Beiträge
347
Punkte Reaktionen
52
Zuviel Werbung?
->Hier kostenlos registrieren
Hallo,
also wir haben uns kaputt gemessen - es hilft nix, wir kommen nicht auf die Lösung warum sich die Situation so verhält wie ich es gleich beschreibe. Vielleicht hat ja jemand schon so was erlebt und kann einen Tipp geben ?

Wie im Bild dargestellt, versuchen wir ein größeres Rohr genau auf Position zu drehen. Wir verwenden dazu gegenläufige Antriebsrollen, welche genau parallel von der PLC angesteuert werden (LTI Servo-Regler).

Wenn wir die Messfahrt bis zum Rollenantrieb nachkontrollieren, ist alles suppi. D.h. die Rollen arbeiten genau symetrisch und zeigen nach z.B. 10 Umdrehungen genau die erwartete Zielposition an (z.B. Markierung an der Rolle). Das Problem: Das Rohr welches auf den Rollen liegt, fährt immer zu WEIT. Bei 360 Grad hat es physikalisch z.B. schon 363 Grad zurückgelegt.... Wie gesagt, wir verstehen das einfach nicht mehr... Natürlich ist das Rohr auch "Ei"-förmig, deshalb auch 2 Antriebe damit wenn der Rohrschwerpunkt auf einer Seite zu wirken beginnt das Getriebespiel nicht eine Rutschfahrt ergibt.

Wir haben noch kein Wegmesssystem am Rohr installiert um zu sehen wie/wo sich der zusätzliche Weg ergibt.

Hat vielleicht schon mal jemand so was erlebt bei so einem Rohr-Antrieb ?

Für jeden Tipp dankbar.

Rollenantrieb.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:

chrigu

Well-known member
Beiträge
63
Punkte Reaktionen
8
Ich vermute dass der Umfang vom Rohr nicht genau deiner Annahme entspricht. Hast du den Umfang schon mal nachgemessen? (Antriebsrohre und und das Angetriebene Rohr?)
 

zotos

Well-known member
Beiträge
4.461
Punkte Reaktionen
1.153
Zuviel Werbung?
->Hier kostenlos registrieren
Der Umfang wird schon definiert sein. Ich denke das hier ein Schlupf ins Spiel kommt. Wenn das anzutreibende Rohr eine Ellipse oder ein Ei ist dann dreht es sich je nach dem wo es steht unterschiedlich schnell und dann kommt die Massenträgheit und die Schwerkraft mit in Boot und zack rutscht es durch.

Hast Du schon verschiedene Geschwindigkeiten ausprobiert? Wann wird die Abweichung denn größer? Sind die Rohre alle gleich Eiförmig oder gibt es da welche die stärker bzw. schwächer deformiert sind?


Eine Möglichkeit das ganze zu umgehen wäre den Weg des Rohrs zu erfassen. Eine Rolle mit Drehgeber die den Weg erfasst.
 

chrigu

Well-known member
Beiträge
63
Punkte Reaktionen
8
Das mit Schlupf war auch mein erster Gedanke, aber das es ja immer zuweit dreht, müsste das Angetriebene Rohr die Antreibenden "Überholen". Daher die Frage nach dem Umfang. Der Umfang von einem Ei ist nicht genau gleich wie von einem Kreis. Und wenn der Umfang anhand des Durchmessers gerechnet wird, kann es zu abweichungen kommen.

Vom Durchmesser gehe ich aus, da es so im Bild definiert ist. Nun ist die Frage welcher Durchmesser bei einem Eierförmigen Rohr genommen wird!

Ich denke auch dass die Wegerfassung vom Rohr eine Sinnvolle Lösung wäre
 
OP
B

bits'bytes

Well-known member
Beiträge
347
Punkte Reaktionen
52
Hallo,
also, wir messen den Durchmesser mit einem Circo-Meter (schreibt man das überhaupt so ?). Das ist jedenfalls ein Massband dass man anlegt als ob man den Umfang messen würde. An der Skala (ähnlich wie eine Schiebelehre, mit einem vergrößerten 1/10 Lineal, betrachtet man die Strichüberdeckung) kann man den Durchmesser auf 1/10 mm genau ablesen.

Den Durchmesser müssen mir um 8 - 10 mm (!!!) korregieren um eine gradgenaue Positionierung zu erreichen. Und ja, Schlupf ist es nicht, da das Rohr immer zu weit dreht.

Irgendwie sieht es aus als ob das Rohr kontinuierlich einfach schneller dreht als es eigentlich angetrieben wird. Ruckeln oder ähnliches bemerkt man nicht. Das Rohr wiegt ca. 3 Tonnen (12 m).
 
Beiträge
13
Punkte Reaktionen
0
Zuviel Werbung?
->Hier kostenlos registrieren
Ich geh mal davon aus dass die Winkelposition des Rohres ueber die Umfangstrecke die zurueckzulegen ist berechnet wird.

Wenn jetzt wie beschrieben das Rohr nicht exakt rund ist, sondern etwas eifoermig, hat es bei gewissen Punkten einen kleineren Radius, dementsprechend wird mit der selben zurueckgelegten Wegstrecke, mehr winkel "gefahren" als bei groesserem Radius.

Positionieren laesst sich sowas nur wenn die Unfoermigkeit rechnerisch kompensiert wird (dazu muss aber Winkelabhaengig bekannt sein), oder man misst den Winkel direkt am zu drehendem Rohr....
 
OP
B

bits'bytes

Well-known member
Beiträge
347
Punkte Reaktionen
52
Dieser Ansatz hört sich interessant an.... aber sollte sich das nicht irgendwo anders am Rohr wieder ausgleichen, wo der Radius dann eben größer ist ?
 

Larry Laffer

Supermoderator
Teammitglied
Beiträge
13.096
Punkte Reaktionen
2.721
Hallo,
ich könnte mir vorstellen (wenn du ja schon von einem nicht runden Rohr ausgehst) dass dein mittlerer Durchmesser (vielleicht sogar bedingt durch das Oval) gar nicht deiner Annahme entspricht. Um das allerdings feststellen zu können müßtest du am Umfang einen Referenzpunkt haben und dann den Umfang von Refenz zu Refernz messen (können).

Ich kenne die Problematik (zumindestens ein bißchen) von den Innenringen unserer Lager. Dort haben wir so ein ähnliches Problem ... (und auch noch nicht sinnvoll gelösst).

Gruß
Larry
 

Tigerente1974

Well-known member
Beiträge
1.815
Punkte Reaktionen
289
Zuviel Werbung?
->Hier kostenlos registrieren
"Merkwürdig" erscheint ja, dass das Rohr immer zu weit fährt. Ich sehe da auch nur 2 Möglichkeiten. Entweder stimmt eine der Durchmesserangaben nicht, oder das Rohr rutscht auf den Rollen. Ggf. könnte man in festen Abständen an den antreibenden Rollen und am Rohr mehrere Markierungen anbringen, die normalerweise während der Drehbewegung genau aufeinander passen. Je nachdem wie stark das "Ei" ist, könnte man damit erkennen, ob das Rohr an manchen Stellen rutscht und voreilt.

Was die Fahrstrecke angeht, habe ich es so verstanden, dass ihr nicht mit dem Durchmesser arbeitet, sondern mit dem gemessenen Umfang als Sollweg für 1 Umdrehung des Rohres. Damit würden dann auch Überlegungen entfallen, die den Durchmesser des Rohres einbeziehen.
 

tnt369

Well-known member
Beiträge
632
Punkte Reaktionen
115
Wenn das Rohr nicht exakt rund ist sind die beiden synchron angetriebenen Rollen auch ein Problem.
Da durch unterschiedliche Rundung des Rohres der Weg zwischen den Antriebsrollen sich verändert
entsteht eine Verschiebung, d.h. eine der Rollen bekommt Schlupf zum Rohr. Das wir d vermutlich die
sein auf der weniger Gewicht lastet.
Besteht die Möglichkeit nur mit einer Rolle anzutreiben und die andere im "Leerlauf" mitlaufen zu lassen?

Ich denke das ist wie bei einer starren Antriebsachse, da "radieren" auch die Reifen bei Kurvenfahrt.
Sollte das bei euch der Effekt sein, dann sollten die Rollen über ein Differential mit nur einem Antrieb
angetrieben werden.
 
Zuletzt bearbeitet:
OP
B

bits'bytes

Well-known member
Beiträge
347
Punkte Reaktionen
52
Wir haben schon mal ein Getriebe ausgebaut - d.h die Rolle mit nur einem Antrieb gedreht. Waren wir auch daneben (obwohl ich mir sicher war das das die Lösung wäre :) aber das könnte dann natürlich sein dass das Rohr schneller dreht wenn der Rohrschwerpunkt enstprechend verschoben ist (also antreibt) und nicht langsamer wenn der Rollenschwerpunkt zusäzliche Last bedeutet. Das könnte eine Erklärung sein warum es bei einem Antrieb nicht funktioniert.

Bei zwei Antrieben wäre eine Erklärung wie oben erwähnt dass im Prinzip jede Rolle bei 'ihrem' aktuellen Durchmesser verschieden schnell antreibt und dadurch das Rohr im Prinzip irgendwie nach vorne geschoben wird. Das ganze müsste man einfach mal mit einem Encoder am Rohr angebracht messen.... (Oder markierungen, wie oben angedeutet).

Danke mal an alle für die Ideen und Informationen...

bg
bb
 

Blockmove

Supermoderator und User des Jahres 2019
Teammitglied
Beiträge
9.241
Punkte Reaktionen
2.442
Zuviel Werbung?
->Hier kostenlos registrieren
Es gibt Motion-Sensoren von verschiedenen Herstellern. Die arbeiten nach dem selben Prinzip wie eine optische Maus. Damit kannst du das Problem vielleicht einfacher lösen als mit einem Encoder.
Den Encoder musst du auch wieder mech. mit dem Rohr koppeln (Reibrad oder ähnliches) und da kann wieder das Problem mit der Unrundheit zuschalgen.

Gruß
Dieter
 

zako

Well-known member
Beiträge
1.563
Punkte Reaktionen
413
Es werden zwei "Antriebe" eingesetzt. Habt Ihr je einen Motor mit Motorgeber und jeweils einen Umrichter? Werden diese Antriebe in "Winkelgleichlauf" betrieben?

Oder werden an einem Umrichter zwei Motoren angeschlossen? Falls ja, mit welcher Betriebsart wird geregelt? Vectorregelung geberlos / mit Geber, einfache U/f- Kennlinie, U/f mit Schlupfkompensation? (sorry, dass ich hier die "SIEMENS"- Begriffe verwende).
Sind es gleiche Motoren? Ist die Last auf beide Motoren 100% gleich? Das Problem mit einem Umrichter wäre, dass sich eine unterschiedliche lastabhängige Drehzahl in den jeweiligen Motoren ergeben würde.

Werden normale Asynchronmotoren eingesetzt, Reluktanzmotoren bzw. welche mit "Synchronläufer" (z.B. Motoren, die zunächst asychnron loslaufen sich dann synchron fangen - Einsatz z.B. in der Textilindustrie, wo es auch auf einen Gleichlauf ankommt und dieser mit eiinfacher U/f- Kennlinie realisiert werden).

Das wäre mal ein Ansatz, wenn es nicht an der Mechanik legen sollte.
 
Zuletzt bearbeitet:
OP
B

bits'bytes

Well-known member
Beiträge
347
Punkte Reaktionen
52
Es gibt Motion-Sensoren von verschiedenen Herstellern. Die arbeiten nach dem selben Prinzip wie eine optische Maus. Damit kannst du das Problem vielleicht einfacher lösen als mit einem Encoder.
Den Encoder musst du auch wieder mech. mit dem Rohr koppeln (Reibrad oder ähnliches) und da kann wieder das Problem mit der Unrundheit zuschalgen.

Gruß
Dieter
Bekomme beim Googlen wildes Durcheinander - hättest du da eventuell ein konkretes Produkt ? Ich würde mir gerne mal ansehen wie das funktioniert und was da überwacht wird.

zako
Es werden zwei "Antriebe" eingesetzt. Habt Ihr je einen Motor mit Motorgeber und jeweils einen Umrichter? Werden diese Antriebe in "Winkelgleichlauf" betrieben?

Oder werden an einem Umrichter zwei Motoren angeschlossen? Falls ja, mit welcher Betriebsart wird geregelt? Vectorregelung geberlos / mit Geber, einfache U/f- Kennlinie, U/f mit Schlupfkompensation? (sorry, dass ich hier die "SIEMENS"- Begriffe verwende).
Sind es gleiche Motoren? Ist die Last auf beide Motoren 100% gleich? Das Problem mit einem Umrichter wäre, dass sich eine unterschiedliche lastabhängige Drehzahl in den jeweiligen Motoren ergeben würde.

Werden normale Asynchronmotoren eingesetzt, Reluktanzmotoren bzw. welche mit "Synchronläufer" (z.B. Motoren, die zunächst asychnron loslaufen sich dann synchron fangen - Einsatz z.B. in der Textilindustrie, wo es auch auf einen Gleichlauf ankommt und dieser mit eiinfacher U/f- Kennlinie realisiert werden)



Wir verwenden 2 Regler. Jeder hat seinen Motor und seine Rückführung usw. Die Motoren laufen gegenläufig. Beide Motoren gleichzeitig beobachten kann ich mit dem Drive-Manager (LTI Servos) nicht, aber man kann schon sehen dass über eine Periode von ca. 40 Sekunden der Motorstrom von z.B 0,5 A auf 0,1 A runtergeht und dann wieder rauf (wahrscheinlich das Ei).

Die Regler fahren im Position-Mode, d.h. sie fahren eine Zielposition an. Die SPS sorgt dafür dass beide Regler identische Parameter (Beschleunigungs- Bremsrampe, Geschwindigkeiten usw. ) haben. Und sie bekommen die Positionierbefehle so "gleichzeitig" wie möglich. Die Beobachtung der Motor-Bewegungen sind eigentlich sehr zufriedenstellend. Die angezeigte Position der Motoren wird auf Gleichheit überprüft und es gibt von dieser Überprüfung eigentlich keine Alarme....

 

Blockmove

Supermoderator und User des Jahres 2019
Teammitglied
Beiträge
9.241
Punkte Reaktionen
2.442
Zuviel Werbung?
->Hier kostenlos registrieren
Bekomme beim Googlen wildes Durcheinander - hättest du da eventuell ein konkretes Produkt ? Ich würde mir gerne mal ansehen wie das funktioniert und was da überwacht wird.

Schau mal hier
http://www.di-soric.com/de/Bewegungssensoren-19983,1342.html?pdb_kategorie=1511

Übrigends würd ich hier gekoppelte Antriebe (winkelsynchron) nehmen.
Gleiche Paramter und gleicher Start sind - meines Erachtens - hier nicht ausreichend.

Gruß
Dieter
 

Baschankun

Active member
Beiträge
38
Punkte Reaktionen
4
hallo bits'btyes,
noch einmal eine Frage zum Verhalten:
Was passiert bei doppeltem/halbem Weg? Was passiert, wenn man die Geschwindigkeit, Beschleunigungs- und Bremsrampen ändert?
Wie verhält sich der Fehler dann?
Positioniert die Maschine immer in die gleiche Richtung (Getriebespiel (eher unwahrscheinlich),...)?
viel Erfolg,
Baschankun
 
OP
B

bits'bytes

Well-known member
Beiträge
347
Punkte Reaktionen
52
hallo bits'btyes,
noch einmal eine Frage zum Verhalten:
Was passiert bei doppeltem/halbem Weg? Was passiert, wenn man die Geschwindigkeit, Beschleunigungs- und Bremsrampen ändert?
Wie verhält sich der Fehler dann?
Positioniert die Maschine immer in die gleiche Richtung (Getriebespiel (eher unwahrscheinlich),...)?
viel Erfolg,
Baschankun

Hallo, Geschwindigkeit hat keinen Einfluss (oder besser gesagt: auch wenn man langsam dreht, entsteht der Fehler). Der Fehler wächst stetig mit, sprich : bei einer Rohrumdrehung z.B. 3 Grad, bei 2 Umdrehungen 6 Grad usw... Wegfahren oder Bremsen kann man somit als Ursache ausschließen.

Das Rohr muss immer in die selbe Richtung drehen. Wie oben erwähnt wurde glaube ich das Problem entsteht Aufgrund der Tatsache dass die synchronen Antriebsrollen auf verschiedene Durchmesser wirken ...

bg
bb
 

zako

Well-known member
Beiträge
1.563
Punkte Reaktionen
413
Zuviel Werbung?
->Hier kostenlos registrieren
mach doch mal einen Parametervergleich der beiden Antriebsdatensätze - nicht dass doch irgendwo ein Getriebefaktor, Spindelsteigung (Umfang) falsch eingetragen ist, oder eine Spindelsteigungskorrektor / Temperaturdriftkompensation auf einen aktiviert ist, oder ähnliches.
Was passiert, wenn man die Motoren vertauscht an den Umrichtern anschliesst? Bleibt der Fehler auf der gleichen Seite - dann muss es etwas in der Mechanik sein (z.B. das Getriebe).
 
OP
B

bits'bytes

Well-known member
Beiträge
347
Punkte Reaktionen
52
mach doch mal einen Parametervergleich der beiden Antriebsdatensätze - nicht dass doch irgendwo ein Getriebefaktor, Spindelsteigung (Umfang) falsch eingetragen ist, oder eine Spindelsteigungskorrektor / Temperaturdriftkompensation auf einen aktiviert ist, oder ähnliches.
Was passiert, wenn man die Motoren vertauscht an den Umrichtern anschliesst? Bleibt der Fehler auf der gleichen Seite - dann muss es etwas in der Mechanik sein (z.B. das Getriebe).

Hallo ,

es gibt nur eine Datei welche in beiden Servos eingespielt wird/wurde.

Motoren tauschen - wäre interessant das Ergebnis zu sehen....

bg
bb
 
Oben