Eil-/Schleich-Achsen

Der TwinCAT-Achstyp Eil-/Schleich-Achse (Two-Speed) ermöglicht die Positionierung einer Eil‑/Schleich-Achse. Eine solche Eil-/Schleich-Achse kann physikalisch aus einem Motor mit zwei Geschwindigkeiten (Umschaltung der Polpaarzahl) bestehen, oder alternativ aus einem Motor, der mithilfe eines Frequenzumrichters in zwei Geschwindigkeitsstufen betrieben werden kann.

Die typische Positionierung einer solchen Achse erfolgt zunächst im Eilgang bis auf einen parametrierbaren Abstand von der Zielposition entfernt (Schleichweg in positive oder negative Richtung). Ab dieser Position wird in den Schleichgang geschaltet, damit die physikalische Geschwindigkeit (Istgeschwindigkeit) auf eine langsamere konstante Geschwindigkeit abklingt. In noch kürzerer Entfernung zum Ziel (Bremsweg) wird dann auch der Schleichgang abgeschaltet und nach einer parametrierbaren Zeit (Verzögerungszeit für Bremseinfall) schließlich die Haltebremse aktiviert.

Dieser besondere Ablauf der Positionierung dient ausschließlich dem Zweck, dass die Achse möglichst exakt und reproduzierbar die Zielposition erreicht.

Wenn sich in Abhängigkeit von der zuletzt gefahrenen physikalischen Fahrtrichtung eine Positionierungenauigkeit ergibt (typischer Effekt einer Lose), kann ein Schleifenweg aktiviert werden. Dieser Schleifenweg bewirkt, dass die Zielposition immer aus der gleichen Richtung angefahren wird und somit der Einfluss der Lose reduziert wird. Bei einem Achsstopp wird prinzipiell der gleiche Ablauf wie bei einer Positionierung ohne Schleifenweg durchlaufen. Allerdings liegt die Priorität bei einem Achsstopp auf einem kurzen Anhalteweg bzw. auf einer kurzen Anhaltezeit und nicht auf der Positioniergenauigkeit. Um bei einem Stopp einen möglichst kurzen Anhalteweg zu erreichen, gibt es einen separaten Parameter (Schleifenweg für Stopp).

Allgemein

Für die physikalische Ansteuerung der Achse stehen zwei gleichwertige Möglichkeiten zur Verfügung, die in Form von diskreten Fahrsignalen vorliegen.

Nutzung der 6 Bits im ControlByte

bMinusHigh	Eilgang, Richtung negativ
bMinusLow	Schleichgang, Richtung negativ
bPlusHigh	Eilgang, Richtung positiv
bPlusLow	Schleichgang, Richtung positiv
bBreak	Bremsbit
bBreakInv	invertiertes Bremsbit

Nutzung der 6 Bits im ExtControlByte

bDirectionMinus	Richtung negativ
bDirectionPlus	Richtung positiv
bVeloLow	Schleichgang
bVeloHigh	Eilgang
bBreak	Bremsbit
bBreakInv	invertiertes Bremsbit

Eine Master-Slave-Kopplung ist mit Eil-/Schleich-Achsen nicht möglich.

Ein Achsstart wird nur innerhalb einer Entfernung zum Zielpunkt ausgeführt, die echt größer als der parametrierte Bremsweg ist.

Geschwindigkeit und Override

IO-Konfiguration: Drive-Interface für Eil-/Schleich-Achsen NC → IO (12 Byte)

IO-Konfiguration: Drive-Interface für Eil-/Schleich-Achsen NC --> IO (12 Byte)

Parameter der Eil-/Schleich-Achsen

Parameter	Beschreibung
Schleichweg positive Richtung	Der Schleichweg in positiver Richtung gibt die Wegdistanz zur Zielposition an, bei dessen Unterschreitung von der Eilgeschwindigkeit auf die Schleichgeschwindigkeit gewechselt wird, wenn die Fahrrichtung positiv ist. Wenn ein Schleifenweg angewählt ist, wird diese Distanz auf den Umkehrpunkt der Bewegung bezogen. Diese Distanz ist mit Δp₁ in der Beispielpositionierung 1
Schleichweg negative Richtung	Der Schleichweg in negativer Richtung gibt die Distanz zur Zielposition an, bei dessen Unterschreitung von der Eilgeschwindigkeit auf die Schleichgeschwindigkeit gewechselt wird, wenn die Fahrrichtung negativ ist. Wenn ein Schleifenweg angewählt ist, wird diese Distanz auf den Umkehrpunkt der Bewegung bezogen.
Bremsweg positive Richtung	Der Bremsweg in positiver Richtung gibt die Wegdistanz zur Zielposition an, bei dessen Unterschreitung die Schleichgeschwindigkeit abgeschaltet wird, wenn die Fahrrichtung positiv ist. Diese Distanz ist mit Δp₂ in der Beispielpositionierung 1
Bremsweg negative Richtung	Der Bremsweg in negativer Richtung gibt die Wegdistanz zur Zielposition an, bei dessen Unterschreitung die Schleichgeschwindigkeit abgeschaltet wird, wenn die Fahrrichtung negativ ist.
Verzögerungszeit für Bremseinfall in pos. Richtung	Diese Wartezeit gibt die Einschaltverzögerung der Bremse nach dem Abschalten der Schleichgeschwindigkeit an, wenn die Fahrtrichtung positiv ist. In der Beispielpositionierung 1 liegt diese Zeit zwischen den Zeitpunkten T₄ und T₅.
Verzögerungszeit für Bremseinfall in negative Richtung	Diese Wartezeit gibt die Einschaltverzögerung der Bremse nach dem Abschalten der Schleichgeschwindigkeit an, wenn die Fahrtrichtung negativ ist.
Verzögerungszeit Eil- auf Schleichgeschwindigkeit	Diese Wartezeit liegt zwischen dem Abschalten der Eilgeschwindigkeit und dem Einschalten der Schleichgeschwindigkeit. In der Beispielpositionierung 1 liegt diese Zeit zwischen den Zeitpunkten T₂ und T₃.
Schleichweg für Stopp	Der Schleichweg für den Stopp gibt die Distanz an, die nach dem Aufruf des Stopps mit Schleichgeschwindigkeit zurückgelegt wird. Dieser Schleichweg wir im Normalfall kürzer gewählt als die Schleichwege in positiver und negativer Richtung, da die Achse möglichst schnell zum Stillstand kommen sollte und nicht die exakte Positionierung im Vordergrund steht. Diese Distanz ist mit Δp₁ in der Beispielpositionierung 3
Bremsfreigabeverzögerung	Bei dem Start der Achse wird die Bremse sofort gelöst und nach Ablauf der Bremsfreigabeverzögerung wird je nach Weglänge die Eil- oder Schleichgeschwindigkeit aktiviert. In der Beispielpositionierung 1 liegt diese Zeit zwischen den Zeitpunkten T₀ und T₁.
Pulszeit in positiver Richtung	Dieser Parameter wird nicht ausgewertet und hat somit keine Wirkung.
Pulszeit in negativer Richtung	Dieser Parameter wird nicht ausgewertet und hat somit keine Wirkung.

Parameter	Beschreibung
BETRIEBSART: Schleifenweg	Mit diesem Flag kann der Schleifenweg aktiviert werden. Der Schleifenweg dient dazu, die Zielposition immer aus der gleichen Richtung anzufahren. Bei einem positiven (negativen) Schleifenweg wird eine Zielposition in positiver (negativer) Richtung um diesen Schleifenweg verlängert und das Ziel dann aus der entgegen gesetzten Richtung angefahren. Folglich wird bei einem positiven Schleifenweg die Zielposition immer mit negativer Geschwindigkeit angefahren und bei einem negativen Schleifenweg mit positiver Geschwindigkeit.
Schleifenweg (+ / -)	Der Betrag des Schleifenwegs gibt die Distanz an, um die die Zielposition bei Bedarf überfahren wird, damit es möglich ist aus der gewünschten Richtung auf die Zielposition zu fahren. Diese Distanz ist mit creep distance (Schleifenweg) in der Beispielpositionierung 2

Parameter

Beschreibung

BETRIEBSART: Schleifenweg

Mit diesem Flag kann der Schleifenweg aktiviert werden. Der Schleifenweg dient dazu, die Zielposition immer aus der gleichen Richtung anzufahren. Bei einem positiven (negativen) Schleifenweg wird eine Zielposition in positiver (negativer) Richtung um diesen Schleifenweg verlängert und das Ziel dann aus der entgegen gesetzten Richtung angefahren. Folglich wird bei einem positiven Schleifenweg die Zielposition immer mit negativer Geschwindigkeit angefahren und bei einem negativen Schleifenweg mit positiver Geschwindigkeit.

Schleifenweg (+ / -)

Der Betrag des Schleifenwegs gibt die Distanz an, um die die Zielposition bei Bedarf überfahren wird, damit es möglich ist aus der gewünschten Richtung auf die Zielposition zu fahren.

Diese Distanz ist mit creep distance (Schleifenweg) in der Beispielpositionierung 2

Bewegungszustand der Achse (nAxisState im zyklischen Interface):

nAxisState	Beschreibung
0	Sollwertgenerator nicht aktiv
20	Achse im Stillstand
21	Hauptfahrphase: Eil- oder Schleichfahrt in Abhängigkeit der Startgeschwindigkeit und des Overrides
22	Bremsphase: Verzögerungszeit von Eil- auf Schleichgeschwindigkeit aktiv
23	Bremsphase: Schleichfahrt
24	Bremsphase: Verzögerungszeit für Bremseinfall aktiv

1) ohne Schleifenweg

2) mit Schleifenweg

Beispielpositionierungen

1) Positionierung A → B, ohne Schleifenweg

2) Positionierung A → B, mit einem Schleifenweg > 0.0

3) Stopp-Aufruf bei aktiver Positionierung