Servomotoren hören sich komisch an

[Vido2411]

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Hallo,

ich treibe mittels Servomotoren von Festo (MTR-AC-100-3S-GA) Linearachsen für meine Wasserstrahlschneidanlage an. Die Motoren sind an je einem Servoverstärker (ebenfalls von FESTO, SEC-AC 305) verbunden. Sobald ich die Reglerfreigabe gebe, hören sich die Servomotoren (?) komisch an, als ob sie beim Drehen irgendwo ganz leicht schleifen (die Servomotoren stehen allerdings). Ich habe die Regeleinstellungen für die Motoren geändert (Drehzahlregelkreis) weil ich den Drehzahlfehler besser ausregeln wollte- hat aber nicht viel gebracht, also habe ich die alten Regelparameter eingesetzt und seitdem hört sich der Motor noch lauter an??

Hat jemand eine Idee woran das liegen kann?

Lg Vido

 

[Pferdle]

Ein leichtes Rauschen im Stillstand ist bei Servomotoren normal.

Wenn es während dem Stillstand jedoch recht laut wird, könnte der Proportional-Wert zu groß eingestellt sein.

Wie verhalten sich die Achsen wenn sie fahren?

 

[SPS-Totalizer]

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Ich nehme mal an dein Schleifgeräusch hort sich so ähnlich an wie ein altes
Analog-Modem während der Datenübertragung (nur gedämpfter).
Dies deutet auf eine stetige Regelung in Ruhelage hin, d.h. der Regler
versucht durch ständiges Regeln eine hohe Steifigkeit zu halten.
Ob dies nun alleine mit verstellen des P-Anteils erledigt werden kann
hängt ganz von der Applikation ab (hier fehlen Details).
Bei einer alten Anlage kann auch auftretende Schwergängigkeit an
dieser Misere schuld sein.
Auch die Gesammtauslegung der Applikation ist ggf. zu überprüfen.
Manche Regler haben auch die Eigenschaft bei Änderung der
Einzelparameter im Hintergrund auch Basisdaten für die
automatische Optimierung zu verändern, (z.B. Lastträgheit) welche dann
beim rückstellen des Einzelparameters nicht Komplett übernommen weden.

Gruß

A.

 

[Vido2411]

Die Achsen haben zuerst vibriert und gerieten dann in Schwingung, sodass die Anlage stoppte weil der max. zulässige Regelfehler überschritten wurde. Also habe ich den Drehzahlregler und den Lageregler neu abgestimmt (Verstärkung erhöht) und sie liegen ruhig. Allerdings habe ich dann einen Probeschnitt gemacht um zu sehen ob ein Kreis tatsächlich kreisförmig geschnitten wird und genau bei den Quadrantenübergängen springt die Anlage ca. 0,5-1mm (nur in y- Richtung allerdings). Deshalb habe ich versucht den Drehzahlregler zuerst neu einzustellen und dann den Lageregler. Viel hat es nicht gebracht. Wie sehen bei euch die Drehzahlregler vom Verlauf her aus? Weil ich mit einem Techniker von CS- Lab. gesprochen habe (CS-Lab ist die Firma von der ich die Steuerung für die Lageregelung habe, die Drehzahlregelung erfolgt über Servoverstärker von der Firma FESTO) und dieser meint, dass mein Drehzahlregler zu hart eingestellt ist, weil leichte Oszillationen auftreten. Ich bekomme diese aber nicht weg. Im Anhang ist ein Bild vom Verlauf der Drehzahlregelung für eine Achse. Ist das so ok oder nicht? Ich hätte gemeint, dass das schon ok ist. Wie schaut das bei euch aus?

LG Vido

 

[NBerger]

Für einen Kreis sollte man da nicht einen Sinusverlauf erwarten?

Blau = Soll; Rot = Ist ?

 

[Larry Laffer]

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Ich halte die Regler-Kurve jetzt auch erstmal nicht für so schlecht - ich nehme an, dass dies die Y-Achse ist ?
Allerdings gefällt mir tatsächlich der Bereich 0 Volt und dessen Ausdehnung nicht so gut ... da könnten ja dann auch deine 0,5 bis 1 mm liegen ...

So nebenher :
Hast du mal die Mechanik gecheckt ? Wäre ja vielleicht naheliegend wenn die X_Achse gut läuft und die Y-Achse nicht so toll.

 

[Vido2411]

Der Verlauf ist beim Reversieren aufgezeichnet bzw. beim Abstimmen des Drehzahlreglers (Reversierbetrieb). Genau, blau ist Drehzahl- Sollwert und rot ist Drehzahl- Istwert.

Nein, das Bild von oben zeigt die X-Achse, von der Y-Achse habe ich leider kein Foto gemacht. Diese sieht aber etwas schlechter als die gezeigte X-Achse aus, aber nicht sehr viel.

Ja, die Mechanik habe ich gecheckt, in der Tat bewegt sich die Y- Achse etwas schlechter als die X- Achse, aber auch nicht sehr viel unterschiedlicher. Für meinen Geschmack wäre der Einfluss der Mechanik zu klein um so große Sprünge beim Durqueren der Quadranten zu verursachen.

Btw.: müssen die Verstärkungen für den Lageregler für beide Achsen gleich groß sein und verwendet ihr beim Lageregler einen integrierenden Anteil K_I?

 

[Blockmove]

Was ist da als Mechanik verbaut?
Spindeln oder Zahnriemen?
Wenn man Probleme bei der Richtungsumkehr hat, dann muss man einen Blick auf die Mechanik werfen.
Je nach Ausführung gibt’s da unterschiedliches Verhalten.
Zahnriemen ist wie Kaugummi. Eine Spindel hat kann Umkehrspiel haben.

 

[SPS-Totalizer]

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genau bei den Quadrantenübergängen springt die Anlage ca. 0,5-1mm (nur in y- Richtung allerdings). Deshalb habe ich versucht den Drehzahlregler zuerst neu einzustellen und dann den Lageregler.

Was mich zum einen irritiert ist das springen des Istwertes während der V-max. Phase.
Zum Anderen bräuchte man ein Oszilloskop-Bild einer Achse (vorzugsweise Y) um
zum Beispiel zu erkennen, ob die Achse während der interpollierten Phase in
Vsoll bzw. Vmax erreicht, dies dürfte eigentlich bei einer Kreisinterpollation
nicht passieren (verbeulen der Kreiskurve).
Ich hoffe mal dein Lagregler dessen Einstellwerte man auf dem Scope sieht
ist nur Reserviert (da überlagerter LR) und im Festo entsprechend
Abgeschaltet (nur Drehzahlvorgabe).

Gruß

A.

 

[Vido2411]

Was ist da als Mechanik verbaut?
Spindeln oder Zahnriemen?
Wenn man Probleme bei der Richtungsumkehr hat, dann muss man einen Blick auf die Mechanik werfen.
Je nach Ausführung gibt’s da unterschiedliches Verhalten.
Zahnriemen ist wie Kaugummi. Eine Spindel hat kann Umkehrspiel haben.

Zahnriemen sind verbaut. Nachspannen kann ich da laut Hersteller nix. Komisch ist aber: wenn ich die Verstärkung vom Lageregler merklich reduziere dann sind die Kreise optisch wirklich rund, nur passt der Durchmesser nicht bzw. die Genauigkeit!?

 

[Vido2411]

Was mich zum einen irritiert ist das springen des Istwertes während der V-max. Phase.
Zum Anderen bräuchte man ein Oszilloskop-Bild einer Achse (vorzugsweise Y) um
zum Beispiel zu erkennen, ob die Achse während der interpollierten Phase in
Vsoll bzw. Vmax erreicht, dies dürfte eigentlich bei einer Kreisinterpollation
nicht passieren (verbeulen der Kreiskurve).
Ich hoffe mal dein Lagregler dessen Einstellwerte man auf dem Scope sieht
ist nur Reserviert (da überlagerter LR) und im Festo entsprechend
Abgeschaltet (nur Drehzahlvorgabe).

Gruß

A.

Das hat der Techniker von CS-Lab auch gemeint aber im Handbuch des Servoverstärkers ist ein (laut Hersteller) richtig eingestellter Drehzahlregler ebenfalls mit Oszillationen bei der Solldrehzahl dargestellt. Ich weiß nicht ob dieser Servoverstärker „perfekt“ ausregeln kann (d.h. ein Überschwinger und dann exakt auf auf die Solldrehzahl).

Ja genau, das im oberen Eintrag dargestellte Bild ist reine Drehzahlregelung ohne Lageregler.

 

[Blockmove]

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Dein Scopemitschnitt passt zu einem Zahnriemen.
Das Schwingen bei Vmax kann auch an der Mechanik liegen.
Ein Zahnriemen ist im Prinzip wie eine Feder.
Da kann das Abstimmen ekelhaft sein.
Wie sieht es bei anderen Geschwindigkeiten und anderen P-Werten aus?

 

[NBerger]

Also wenn ich das richtig verstehe:
- Es ist kein Pfeifen (meist vom Stromregler "Hochfrequent")
- Es ist auch kein Brummen (meist vom Drehzahlregler "Niederfrequent")
- Es ist eher ein Gurgeln oder "Rauschen" das sich ständig ändert.

 

[Blockmove]

„Gurgeln“ kenn ich wenn sich Lage- und Drehzahlregler nicht einig werden.

 

[Vido2411]

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Also wenn ich das richtig verstehe:
- Es ist kein Pfeifen (meist vom Stromregler "Hochfrequent")
- Es ist auch kein Brummen (meist vom Drehzahlregler "Niederfrequent")
- Es ist eher ein Gurgeln oder "Rauschen" das sich ständig ändert.

Genau, es hört sich wie ein Rauschen an und wenn ich mit einer Achse fahre wird das Geräusch leiser und sobald ich stehe nimmt die Lautstärke wieder ein bisschen zu.

 

[Vido2411]

Dein Scopemitschnitt passt zu einem Zahnriemen.
Das Schwingen bei Vmax kann auch an der Mechanik liegen.
Ein Zahnriemen ist im Prinzip wie eine Feder.
Da kann das Abstimmen ekelhaft sein.
Wie sieht es bei anderen Geschwindigkeiten und anderen P-Werten aus?

Ich habe bei niedrigeren Verstärkungen bei mittlere Geschwindigkeit leichte Vibrationen und bei langsamen Geschwindigkeiten sind die Vibrationen stärker. Habe dann die Verstärkung erhöht, Vibrationen sind weg aber es kommt eben zu diesen Sprüngen beim Überqueren der Quadranten in y-Richtung.

 

[Vido2411]

„Gurgeln“ kenn ich wenn sich Lage- und Drehzahlregler nicht einig werden

Kann man in dem Fall irgendwie feststellen was genau nicht passt, Drehzahlregler oder Lageregler?

 

[Blockmove]

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Du musst die Vibrationen im langsamen und mittleren Bereich mit dem Drehzahlregler in Griff kriegen.
Also mal mit dem I-Anteil spielen und vielleicht auch mal etwas D.

 

[Vido2411]

Du musst die Vibrationen im langsamen und mittleren Bereich mit dem Drehzahlregler in Griff kriegen.
Also mal mit dem I-Anteil spielen und vielleicht auch mal etwas D.

Beim Parametrieren des reinen Drehzahlreglers habe ich keinen D- Anteil, sondern nur P und I. Also dürfen bei der Drehzahlregelung die von mir gezeigten Oszillationen (einer der ersten Beiträge von mir in diesem Thread) nicht auftreten?
Ich dachte dass es schon OK ist, dass minimale Oszillationen vorkommen, oder habe ich vielleicht eine falsche Vorstellung und die von mir gezeigten „kleinen“ Oszillationen sind garnicht klein?

 

[Blockmove]

Naja Überschwingen kostet dich Genauigkeit.
Das Regelverhalten sollte allerdings bei niedrigen Geschwindigkeiten besser sein als bei hohen Geschwindigkeiten.
Du hast ja vorher selber das Thema Kreis genannt. Hier muss der Drehzahlregler möglichst genau dem Lageregler folgen können.
Bei deiner Anwendung sind die niedrigen Geschwindigkeiten wichtig. Vmax kannst du reduzieren, bzw. kann der Lageregler mit flacheren Rampen arbeiten. Wenn du aber Probleme bei Vmin und Richtungsumkehr hast, dann muss der Lageregler mit dem Drehzahlregler "streiten". Das führt zu Wellen und runden Ecken.