Vorsteuerung

Durch den Einsatz einer Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvorsteuerung kann der Schleppabstand der Spindel minimiert werden.

Eine Vorsteuerung der Spindel ist v.a. beim Gewindeschneiden mit endlos drehender Spindel erforderlich, da hier für das Erzielen eines guten Bearbeitungsergebnisses sowohl die Bahnachsen als auch die Spindel den Sollwertvorgaben möglichst schleppabstandsfrei folgen müssen.

Konventionelle Vorsteuerung

Diese Art der Vorsteuerung ist nur für konventionelle Antriebe und für die Antriebsimulation möglich.

Hier wird der sich theoretisch einstellende Schleppfehler aufgrund der aktuellen Geschwindigkeit und Beschleunigung berechnet und auf den vom Interpolator vorgegebenen Sollwert aufaddiert. Die zu erwartenden Schleppabstände lassen sich nach der Beziehung

für konstante Geschwindigkeit und

für konstante Beschleunigung berechnen. Hierbei ist T_a die Antriebszeitkonstante, die in der Achsparameterliste P-AXIS-00225/ P-AXIS-00226 eingestellt werden kann.

Bei der Addition der Vorsteuergröße zum vorgegebenen Sollwert wird die Einhaltung der zulässigen Achsbeschleunigungen berücksichtigt.

Voraussetzung für die beschriebenen Gleichungen ist die Verwendung eines P-Lagereglers, dessen Geschwindigkeitsverstärkung für Linearachsen

bzw. für Rotationsachsen

im Wesentlichen von der Antriebsdynamik bestimmt wird.

Bahntreue

Wenn alle Achsen eines Systems den gleichen k_v-Faktor besitzen, ergeben sich im eingeschwungenen Zustand weder bei einer Geradeaus- noch bei einer Kreisfahrt Abweichungen zur vorgegebenen Bahn. Hier stellt sich lediglich ein Schleppabstand gemäß den oben beschriebenen Gleichungen ein.

Abtastzeit und Vorfilterung

Bei der Ableitung der Geschwindigkeit v und der Beschleunigung a über die Differentiation des Weges ist auf ausreichend hohe Abtastzeiten zu achten, um das störende Quantisierungsrauschen in Maßen zu halten. Ein besseres Verhalten wird auch über eine Vorfilterung von v und a erreicht. Hierzu wird eine lineare Mittelung über mehrere Werte von v und a durchgeführt.

Einstellungen

Die Vorsteuerung führt zu einer Erhöhung der dynamischen Beschleunigungsbeanspruchung und der Vergrößerung der Aussteuerbereiche. Die Verbesserung der Bahntreue durch die Vorsteuerung ist nur mit Lagereglereinstellungen möglich, deren Geschwindigkeitsverstärkung unter den für das Führungsverhalten optimalen Werten liegt, da sonst eine starke Neigung zum Überschwingen auftritt.

Einkoppeln der Vorsteuerung

Das Ein- bzw. Ausschalten der Vorsteuerung während der Bewegung kann zu Schwingungen führen. Deshalb ist ein "weiches" Einkoppeln der Vorsteuerung unter Beachtung der maximal zulässigen Achsbeschleunigungen bzw. des maximalen Rucks (z.B. bei nichtlinearer „Slope“-Funktion) erforderlich. Dies ermöglicht ein beliebiges Ein- und Ausschalten der Vorsteuerung an Satzgrenzen ohne Unterbrechung der Bewegung. Der Antrieb, wie auch die Mechanik einer Werkzeugmaschine kann geschont werden, indem nur bei exakt zu bearbeitenden Konturen während der Bearbeitung die Vorsteuerung aktiviert wird.

Hinweis

Weitere Informationen zum Thema Vorsteuerung und Parametrierung können der Funktionsbeschreibung [FCT-D2] entnommen werden.

Programmierung

S[G135]       Spindelvorsteuerung ein

S[G136]       Angabe der Gewichtung

S[G137]       Spindelvorsteuerung aus

Hinweis

Bei digitalen Antriebssystemen (z.B. SERCOS) kann die Vorsteuerung im Antrieb aktiviert und parametriert werden.

Nach Referenzpunktfahrt und Positionieren mit M19 wird die Spindel immer mit Genauhalt gestoppt.