DE102004028877A1 - Verfahren und Diagnosegerät zur Justierung eines Drehwinkelgebers - Google Patents

Verfahren und Diagnosegerät zur Justierung eines Drehwinkelgebers Download PDF

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Björn Patzig
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Diagnosegerät 20 sowie ein zugehöriges Verfahren zum Justieren eines Drehwinkelgebers 21 eines elektrischen Servomotors 22, welches in der Lage ist, über mehrere Verfahrensschritte den Resolver 21 schnell und kostengünstig zu justieren. Hierzu wird das Diagnosegerät 20 mit seinem ersten Anschluss 23 mit einer Motorwicklung 25 des Servomotors 22 verbunden und mit seinem zweiten Anschluss 24 mit dem Resolver 21. Daraufhin erfolgt ein Bestromen der Motorwicklung 25, wodurch der Rotor 32 in eine vorbestimmte Soll-Winkelstellung überführt wird. Hiernach ermittelt das Diagnosegerät 20 eine Ist-Winkelstellung des Drehwinkelgebers 21, die dieser Soll-Winkelstellung des Rotors 32 zugeordnet ist, sowie eine Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers 21. Aus diesen Werten errechnet beispielsweise eine Recheneinheit 29 mit entsprechender Software des Diagnosegerätes 20 eine Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers 21, welche in Form einer erforderlichen Winkelkorrektur an einem Display 26 des Diagnosegerätes 20 ausgegeben wird. Mithilfe dieser Winkelkorrektur lässt sich der Resolver 21 problemlos und einfach nachstellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung eines Drehwinkelgebers eines elektrischen Servomotors, mittels eines Diagnosegerätes gemäß dem Anspruch 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Diagnosegerät zum Justieren eines Drehwinkelgebers eines elektrischen Servermotors gemäß dem Anspruch 6.
  • Ein wesentlicher Bestandteil moderner Regelkreise von beispielsweise numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, Robotern oder dergleichen sind Einrichtungen, mit denen die Ist-Position bzw. Ist-Lage bewegter bzw. verstellbarer Maschinenteile erfasst werden.
  • Zur Erfassung der Lage wird dabei in der Regel auf rotatorische oder lineare Gebersysteme zurückgegriffen. Diese können entweder inkrementell oder absolut arbeiten. Inkrementelle Gebersysteme besitzen zusätzlich zu Inkrementalsignalen eine oder mehrere Referenzmarken, wobei die Absolutposition eines Maschinenteils dann durch ein sogenanntes Referenzpunktverfahren ermittelt wird, indem das Maschinenteil in eine bestimmte Richtung verfahren wird und ein Inkrementzähler mit einem definierten Wert beim Auftreten einer Referenzmarke in einem bestimmten Ort gesetzt wird.
  • Ein Beispiel eines absoluten Gebersystems ist beispielsweise ein Drehwinkelgeber, auch Resolver genannt, welcher einen elektromagnetischen, indirekten Messaufnehmer bzw. indirekten Winkelmessaufnehmer auf magnetischer und induktiver Basis darstellt.
  • Als Resolver bezeichnet man in der Elektrotechnik generell ein elektromagnetisches Gerät zur Erfassung der Winkellage eines Rotors. Dabei sind hinter einem zylindrischen Gehäuse des Motors, beispielsweise eines Servomotors, zwei oder ein Vielfaches von zwei um 90° versetzte Resolverstatorwicklungen angeordnet, die einen gelagerten Rotor mit der Rotorwicklung umschließen. Für die Einspeisung einer sinusförmigen Erregerspannung von ca. 5–10kHz ist auf dem Stator des Resolvers eine Spule und – umschlossen von der Statorspule – auf dem Rotor eine zweite Spule angebracht. Die zweite Spule ist mit den beiden um 90° versetzten Resolverrotorspulen verbunden, welche die im Resolver noch unveränderte Erregerspannung auf die beiden um 90° versetzten Resolverstatorspulen abbildet. Die Phasenlage sowie Spannungshöhe der in der Statorwicklung induzierten Spannung hängt dabei von der Rotorlage ab. Der Resolver besteht aus zwei plus dem Vielfachen von vier Spulen, d.h. 6, 10, 14... Das erste Spulenpaar (Rotor – Stator) dient der induktiven Einspeisung der sinusförmigen Erregerspannung (ca. 5 bis 10kHz) vom Resolverstator auf den Resolverrotor. Zwei um 90° versetzte Spulen auf dem Resolverrotor bilden die Erregerspannung auf ihren beiden um 90° versetzten Gegenspieler-Spulen auf dem Resolverstator ab. Durch die Phasenlage und Spannungshöhe aus den Resolverstatorspulen durchlaufen Sinus und Kosinus von 0° bis 360° pro Umdrehung des Motorrotors gleich dem Vielfachen der Anzahl Spulenpaare (je um 90° versetzt), die auf dem Resolverrotor angebracht sind. Die Spulenpaare (je um 90° versetzt) des Resolverrotors haben jeweils ihre Gegenspieler auf dem Resolverstator. Die Anzahl der Spulenpaare (Resolverrotor oder Resolverstator) wird Resolverspeed genannt. Je höher der Speed, desto besser die Auflösung der Motorrotorlage.
  • Bei Störungen der Servomotors (Lagerverschleiß, Bremsverschleiß...) stellt die anschließend notwendige Justierung des Drehwinkelgebers einen hohen Aufwand für eine Fachkraft von mehreren Stunden und an zusätzlichen Kosten dar.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für das Justieren eines Drehwinkelgebers eines elektrischen Servomotors einen verbesserten Weg anzugeben, durch den insbesondere eine vereinfachte Justierung des Drehwinkelgebers erreicht wird.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Justierung des Drehwinkelgebers mittels eines einzigen Diagnosegerätes durchzuführen, wobei ein Verfahren zur Justierung des Drehwinkelgebers (Resolvers), folgende Verfahrensschritte umfasst:
    Als erstes werden ein erster Anschluss des Diagnosegeräts mit einer Motorwicklung des Servomotors und ein zweiter Anschluss des Diagnosegerätes mit dem Drehwinkelgeber des Servomotors verbunden. Durch ein anschließendes Bestromen der Motorwicklung des Servomotors über den ersten Anschluss wird der Rotor in eine relativ zum Stator des Servomotors vorbestimmte Soll-Winkellage verstellt. An Hand dieser Soll-Winkellage des Rotors ermittelt das Diagnosegeräte eine dieser Soll-Winkellage zugeordnete Ist-Winkellage des Drehwinkelgebers. Diese kann von einer Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers abweichen, so dass das Diagnosegerät in einem weiteren Verfahrensschritt diese Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers ermittelt und daraufhin eine Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers berechnet. Ist die Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers berechnet, erfolgt eine Ausgabe einer erforderlichen Winkelkorrektur des Drehwinkelgebers z.B. an einem Display des Diagnosegerätes. Die Ausgabe enthält dabei zweckmäßig Handlungsanweisungen, wie beispielsweise eine Gradzahl, um welche der Resolver bzw. ein Teil des Resolvers verdreht werden muss, sowie eine Drehrichtung, in welche die Verdrehung erfolgen müssen.
  • Das Nachstellen des Drehwinkelgebers kann dann durch Lösen weniger Schrauben einfach und schnell bewerkstelligt werden. Bei korrekt eingestelltem Resolver ergibt sich eine Winkelkorrektur von 0°, so dass das Diagnosegerät auch zur Überprüfung von an sich nicht beanstandeten Servomotoren aufgrund des schnell durchführbaren Verfahrens einsetzbar ist.
  • Mit dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, einen Resolver einfach und schnell neu zu justieren, ohne dass hierfür umständliche und aufwändige Messgeräte oder spezielle Fachkenntnisse erforderlich sind. Die Justage eines derartigen Resolvers kann daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie dem zugehörigen Diagnosegerät auch von angelernten Kräften bewerkstelligt werden, so dass kein Einsatz von teuren Spezialkräften erforderlich ist. Insbesondere bei Servomotoren im unteren und mittleren Preissegment, welche bisher bei einer erforderlichen Justage des Resolvers entsorgt wurden, wird das Justieren des Resolvers wirtschaftlich, wodurch die Lebensdauer der Servomotoren gesteigert werden kann.
  • Zweckmäßig erfolgt die Ermittlung der Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers in Abhängigkeit servomotorspezifischer und/oder drehwinkelgeberspezifischer Parameter. Derartige Parameter sind beispielsweise direkt oder indirekt aus einem Typenkennschild erkennbar, so dass das erfindungsgemäße Diagnosegerät nach Auswahl des Typs (Menüwahl der Typenliste) die wichtigen Parameter gespeichert hat. Ebenso können die relevanten Parameter manuell eingegeben werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in einem Speicher des Diagnosegerätes die Parameter wenigstens eines Servomotors und/oder wenigstens eines Drehwinkelgebers gespeichert. Nach dem Verbinden des Diagnosegerätes mit den beiden Anschlüssen am Servomotor bzw. dem Resolver, ist es denkbar, dass das Diagnosegerät die Speedzahl automatisch erkennt. Bei standardisierten Servomotoren in einer Wartungsumgebung sind die Bestromung zur Ausrichtung und abweichende Sollgradzahl fix, womit lediglich durch die Erfassung der Speedzahl schon alle Parameter zur Justage des Gebers erkannt sind.
  • Ebenso kann der jeweilige Typ des Resolvers bzw. des Servomotors eingegeben bzw. ausgewählt werden. Darüber hinaus ist denkbar, dass die Parameter mittels einer Eingabeeinheit in das Diagnosegerät eingebbar sind. Da im Laufe der Einsatzzeit des Diagnosegerätes ständig neue Servomotor bzw. Resolvertypen auf den Markt bzw. zur Anwendung kommen, können deren spezifische Parameter nicht von Anfang an im Speicher des Diagnosegerätes gespeichert sein. Hier schafft die Eingabeeinheit Abhilfe, indem über diese die erforderlichen Parameter in das Diagnosegerät eingegeben und dauerhaft gespeichert werden können.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Justiervorgang menügeführt. Die Menüführung erlaubt es auch ungeübten Kräften die Justierung des Resolvers zuverlässig und schnell durchzuführen, ohne dass hierbei Fehler auftreten. Darüber hinaus standardisiert eine derartige Menüführung einen Ablauf des Justiervorganges so, dass auch geübte Fachkräfte, welche beispielsweise aufgrund einer eingeschlichenen Routine einzelne Schritte übersehen würden, zuverlässig durch den Justiervorgang geführt werden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Diagnosegerätes sind der erste und der zweite Anschluss verwechslungssicher ausgebildet. Der erste Anschluss, welcher mit der Motorwicklung des Servomotors verbunden wird und der zweite Anschluss, welcher mit dem Resolver des Servomotors verbunden wird, können hierdurch nicht vertauscht werden, wodurch sich die Bediensicherheit des Diagnosegerätes deutlich erhöht. Gleichzeitig werden Beschädigungen am Servomotor, am Diagnosegerät und/oder am Resolver durch einen falschen Anschluss vermieden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Display als zumindest zweizeiliges LCD-Display ausgebildet. Derartige LCD-Displays lassen sich heute kostengünstig herstellen und können auch unter beeinträchtigten Sichtbedingungen problemlos abgelesen werden. Darüber hinaus ist denkbar, dass über das zumindest zweizeilige LCD-Display weitere wichtige Zusatzinformationen an den Bediener des Diagnosegerätes übermittelt werden können. Generell sind aber auch andere Ausgabeformen, wie beispielsweise Bildschirme, denkbar.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.
  • Dabei zeigen,
  • 1 einen Servomotor mit einem erfindungsgemäßen Diagnosegerät zur Justierung eines Resolvers des Servomotors,
  • 2 ein stark schematisiertes Ablaufschema eines Justiervorgangs des Resolvers oder optischen Gebers des Servomotors.
  • Entsprechend 1 weist ein erfindungsgemäßes Diagnosegerät 20 zum Justieren eines Drehwinkelgebers 21, im folgenden auch Resolver genannt, eines elektrischen Servomotors 22 einen ersten Anschluss 23 sowie einen zweiten Anschluss 24 auf. Der erste Anschluss 23 ist dabei gemäß 1 mit einer Motorwicklung 25 des Servomotors 22 verbunden bzw. verbindbar, wogegen der zweite Anschluss 24 mit dem Drehwinkelgeber 21 des Servomotors 22 verbunden bzw. verbindbar ist. Bei der Motor wicklung 25 handelt es sich um eine statorseitige Motorwicklung 25 des Servomotors 22. Die Verbindung des ersten Anschlusses 23 mit der Motorwicklung 25 des Servomotors 22 kann dabei die Anbindung einzelner Motorphasen sowie einer Masse des Servomotors 22 umfassen.
  • Unter einem „Servomotor" wird im vorliegenden Zusammenhang ein Motor verstanden, der ein Stellglied, z.B. seinen Rotor, zwischen zwei definierten Endlagen verstellen kann.
  • Um einen Fehler beim Anschließen des ersten Anschlusses 23 und des zweiten Anschlusses 24 auszuschließen, sind diese verwechslungssicher ausgebildet. Darüber hinaus weist das Diagnosegerät 20 ein Display 26 auf, welches beispielsweise als zumindest zweizeiliges LCD-Display ausgebildet ist und welches eine Menüführung ausgeben kann, mittels der ein schrittweises Justieren des Drehwinkelgebers 21 möglich ist. Generell kann das Display 26 auch als Bildschirm oder andere Ausgabeeinheit ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise weist die Menüführung zumindest zwei Arbeitslauf-Pfade auf, wovon der eine für einen unbekannten Servomotortyp und/oder einen unbekannten Drehwinkelgebertyp und der andere für einen bekannten Servomotortyp und/oder einen bekannten Drehwinkelgebertyp ist. Auf die verschiedenen Arbeitsablaufpfade wird weiter unten bei der Beschreibung des Verfahrens zum Justieren des Drehwinkelgebers 21 eingegangen.
  • Entsprechend 1 weist das Diagnosegerät 20 einen Speicher 27 zur Speicherung von Parametern wenigstens eines Servomotors 22 und/oder eines Drehwinkelgebers 21 auf und verfügt über eine Eingabeeinheit 28, mittels welcher die Parameter in das Diagnosegerät 20 eingebbar sind. Im Speicher 27 sind dabei vorzugsweise die Parameter der gängigsten Servomotoren 22 bzw. Drehwinkelgeber 21 gespeichert. Da im Laufe der Zeit sowohl die Servomotoren 22 als auch zugehörige Drehwinkelgeber 21 stets weiter entwickelt werden, verfügt das Diagnosegerät 20 über die Eingabeeinheit 28, mit welcher fehlende Parameter, beispielsweise neuer Servomotoren 22 und/oder neuer Resolver 21, in das Diagnosegerät 20 eingegeben werden können. Denkbar ist auch, dass über die Eingabeeinheit 28 Typenkennnummern der Servomotoren 22 bzw. Resolver 21 eingebbar sind, aus welchen dann automatisch Parameter generiert bzw. aus dem Speicher 27 ausgelesen werden. Darüber hinaus können im Speicher 27 verschiedene Servomotortypen bzw. Resolvertypen abgespeichert sein, die beispielsweise über das Display 26 anzeigbar sind und über die Eingabeeinheit 28 ausgewählt werden können.
  • Darüber hinaus weist das Diagnosegerät 20 einen Ein-/Ausschalter 30 sowie einen Netzanschluss 31 zum Anschließen an eine herkömmliche Stromquelle auf. Darüber hinaus kann das Diagnosegerät 20 eine Recheneinheit 29 sowie nicht näher bezeichnete Komponenten, wie beispielsweise einen Verstärker, eine entsprechende Software, einen RD-Wandler sowie einen Sinusgenerator aufweisen.
  • Im folgenden soll mit Bezug auf 2 ein Verfahren zur Justierung des Drehwinkelgeber 21 des elektrischen Servomotors 22 mittels des Diagnosegerätes 20 anhand beispielhafter Verfahrensschritte (1.1 bis 1.8) gezeigt werden.
  • Wie in 2 gezeigt, beginnt das Verfahren zur Justierung des Drehwinkelgebers 21 mit dem Start, das heißt mit dem Betätigen des Ein-/Ausschalters 30 des Diagnosegerätes 20, wodurch dieses in einen betriebsbereiten Zustand überführt wird. Der betriebsbereite Zustand ist gemäß 2 mit einem Startfeld dargestellt. Daran anschließend erfolgt ein manuel les und/oder ein automatisches Lösen einer Bremse des Servomotors 22 zur Freigabe dessen Rotors 32.
  • Daran anschließend erfolgen die Verfahrensschritte 1.1 bzw. 1.2, wodurch ein erster Anschluss 23 des Diagnosegerätes 20 mit einer Motorwicklung 25 des Servomotors 22 verbunden wird und ein zweiter Anschluss 24 des Diagnosegerätes 20 mit dem Drehwinkelgeber 21 des Servomotors 22 verbunden wird. Eine zeitliche Reihenfolge der Verfahrensschritte 1.1 und 1.2 muss dabei nicht eingehalten werden.
  • Sind die beiden Anschlüsse 23 und 24 mit den entsprechenden Stellen des Servomotors 22 verbunden, wird die Motorwicklung 25 des Servomotors 22 über den ersten Anschluss 23 bestromt, wodurch der Rotor 32 in eine relativ zum Stator des Servomotors 22 vorbestimmte Soll-Winkelstellung überführt wird. Die vorbestimmte Soll-Winkelstellung ist dabei z.B. abhängig von der Polzahl des Servomotors 22.
  • Beim darauffolgenden Verfahrensschritt 1.4 wird eine dieser Soll-Winkelstellung des Rotors 32 zugeordnete Ist-Winkelstellung des Drehwinkelgebers 21 ermittelt, was über den zweiten Anschluss 24 erfolgt.
  • Dabei können beispielsweise alle bisher genannten Verfahrensschritte und alle nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte automatisch vom Diagnosegerät 20 durchgeführt werden oder aber der Diagnosevorgang kann schrittweise mit einer jeweils am Ende des Verfahrensschritt erforderlichen Rückmeldung an den Bediener und Bestätigung durch diesen durchgeführt werden.
  • Im Verfahrensschritt 1.5 wird eine Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers 21 ermittelt. Dies kann beispielsweise an hand einer geeigneten Software 29, eines Kennfeldes o.ä. erfolgen. Aus der Soll-Winkelstellung verbunden mit der zuvor ermittelten Ist-Winkelstellung im Verfahrensschritt 1.6 eine Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers 21 ermittelt.
  • Die so ermittelte Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers 21 wird daraufhin im Verfahrensschritt 1.7 als erforderliche Winkelkorrektur am Display 26 des Diagnosegerätes 20 ausgegeben. Die Ausgabe umfasst dabei vorzugsweise die erforderliche Drehrichtung sowie die erforderliche Winkelkorrektur in Grad. Mit der vorgegebenen Winkelkorrektur sowie der vorgegebenen Drehrichtung kann nun im Verfahrensschritt 1.8 ein Nachstellen des Drehwinkelgebers 21 und damit ein Justieren desselben erfolgen. Das Nachstellen kann entweder manuell durch den Bediener des Diagnosegeräts 20 erfolgen oder aber mittels geeigneter Software 29. Ein softwaretechnisches Nachstellen wird vorzugsweise durch eine „Reset"-Funktion realisiert, bei welcher der Resolver 21 elektronisch neu justiert wird. Hiermit ist die Justierung des Drehwinkelgebers 21 abgeschlossen, was in 2 durch das Endefeld gekennzeichnet ist.
  • Durch den menügeführten Justiervorgang kann auch ein Nichtfachmann eine Justierung des Resolvers 21 einfach und schnell durchführen, wodurch sich ein Kostenvorteil im Vergleich zu einer herkömmlichen aufwändigen und nur von einer Fachkraft mit spezifischen Messgeräten durchführbaren Justierung erzielen lässt.
  • Generell können die für die Ermittlung der Sollwinkelstellung des Drehwinkelgebers 21 benötigten servomotorspezifischen und/oder drehwinkelgeberspezifischen Parameter bekannt oder unbekannt sein. Sind diese Parameter bzw. der Servomotor 22 und/oder der Drehwinkelgeber 21 bekannt, so können beispiels weise die relevanten Parameter aus dem Speicher 27 ausgelesen und der Justiervorgang bzw. die Ermittlung der Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers 21 vereinfacht werden. Sind diese Parameter nicht bekannt, so können diese beispielsweise über die Eingabeeinheit 28 in das Diagnosegerät 20 eingegeben werden.
  • Das erfindungsgemäße Diagnosegerät 20 sowie das zugehörige Verfahren ermöglichen es, einen Resolver 21 schnell und kostengünstig zu justieren, ohne dass hierfür eine Fachkraft und/oder teures und schwierig zu bedienendes Messequipment erforderlich wären. Hierdurch lässt sich ein Reparatur- und/oder Wartungsaufwand für Servomotoren 22 deutlich reduzieren, was einen Justiervorgang wirtschaftlich macht. Hierdurch können auch Servomotoren 22 im unteren und mittleren Preissegment repariert/gewartet werden, bei welchen sich bisher wegen der sich daran anschließenden Justage aufgrund des geringen Anschaffungspreises und des hohen Preises für die Justierung die Reparatur und Wartung insgesamt nicht gelohnt hat.
  • Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt charakterisieren.
  • Die Erfindung sieht ein Diagnosegerät 20 sowie ein zugehöriges Verfahren zum Justieren eines Drehwinkelgebers 21 eines elektrischen Servomotors 22 vor, welches in der Lage ist, über mehrere Verfahrensschritte den Resolver 21 schnell und kostengünstig zu justieren.
  • Hierzu wird das Diagnosegerät 20 mit seinem ersten Anschluss 23 mit einer Motorwicklung 25 des Servomotors 22 verbunden und mit seinem zweiten Anschluss 24 mit dem Resolver 21. Daraufhin erfolgt ein Bestromen der Motorwicklung 25, wodurch der Rotor 32 in eine vorbestimmte Soll-Winkelstellung überführt wird. Hiernach ermittelt das Diagnosegerät 20 eine Ist-Winkelstellung des Drehwinkelgebers 21, die dieser Soll-Winkelstellung des Rotors 32 zugeordnet ist, sowie eine Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers 21. Aus diesen Werten errechnet beispielsweise eine Recheneinheit 29 mit entsprechender Software des Diagnosegerätes 20 eine Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers 21, welche in Form einer erforderlichen Winkelkorrektur an einem Display 26 des Diagnosegerätes 20 ausgegeben wird. Mit Hilfe dieser Winkelkorrektur lässt sich der Resolver 21 problemlos und einfach nachstellen.
  • Neben der beschriebenen Justierung von Resolvern können mit dem Verfahren auch optische Gebersysteme justiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kapselt Das Diagnosegerät alle Vorgänge, bei denen durch Nicht-Fachkräfte bei Bedienfehler eine Beschädigung denkbar ist, indem über einen Eingabecode ein weiterer Modus des Diagnosegeräts für Fachkräfte zu Verfügung steht. In diesem Modus kann der Servomotor durch Fachkräfte in einfacher Weise angetrieben werden. Dabei wird die Kenntnis über Auswirkung von Pulsweite und Drehfrequenz des pulsierenden Drehstroms vorausgesetzt. Die Einstellung von Pulsweite und Drehfrequenz kann durch das Diagnosegerät mittels Software ermittelt werden. Ziel ist, eine durchgebrannte Spule der Motorwicklung zu erkennen. Bei der Vor-Ort-Diagnose kann auch ein Servomotor direkt an einer Maschinenanlage durch das Diagnosegerät verfahren werden, z.B. die Achse eines Roboters.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Justierung eines Drehwinkelgebers (21) eines elektrischen Servomotors (22), mittels eines Diagnosegerätes (20) mit folgenden Verfahrensschritten: 1.1 Verbinden eines ersten Anschlusses (23) des Diagnosegerätes (20) mit einer Motorwicklung (25) des Servomotors (22), 1.2 Verbinden eines zweiten Anschlusses (24) des Diagnosegerätes (20) mit dem Drehwinkelgeber (21) des Servomotors (22), 1.3 Überführen des Rotors (32) in eine relativ zum Stator des Servomotors (22) vorbestimmte Soll-Winkelstellung durch ein Bestromen der Motorwicklung (25) des Servomotors (22) über den ersten Anschluss (23), 1.4 Ermitteln einer dieser Soll-Winkelstellung des Rotors (32) zugeordneten Ist-Winkelstellung des Drehwinkelgebers (21) über den zweiten Anschluss (24), 1.5 Ermitteln einer Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers (21), 1.6 Ermitteln einer Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers (21), 1.7 Ausgabe einer erforderlichen Winkelkorrektur anhand der ermittelten Winkelabweichung des Drehwinkelgebers (21) an einem Display (26) des Diagnosegerätes (20), 1.8 Nachstellen des Drehwinkelgebers entsprechend der ermittelten Winkelkorrektur des Drehwinkelgebers (21).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers (21) in Abhängigkeit servomotorspezifischer und/oder drehwinkelgeberspezifischer Parameter erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass in einem Speicher (27) des Diagnosegeräts die Parameter wenigstens eines Servomotors (22) und/oder eines Drehwinkelgebers (21) gespeichert sind und/oder – dass die Parameter mittels einer Eingabeeinheit (28) in das Diagnosegerät (20) eingebbar sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Diagnosegerät (20) ein Servomotortyp (22) und/oder ein Drehwinkelgebertyp (21) einstellbar ist/sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Justiervorgang menügeführt ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Überführen des Rotors (32) in dessen Soll-Winkelstellung ein manuelles und/oder automatisches Lösen einer Bremse des Servomotors (22) zur Freigabe dessen Rotors (32) erfolgt.
  7. Diagnosegerät (20) zum Justieren eines Drehwinkelgebers (21) eines elektrischen Servomotors (22), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, – dass das Diagnosegerät (20) einen ersten Anschluss (23) aufweist, der mit einer Motorwicklung (25) des Servomotors (22) verbindbar ist, – dass das Diagnosegerät (20) einen zweiten Anschluss (24) aufweist, der mit dem Drehwinkelgeber (21) des Servomotors (22) verbindbar ist, – dass das Diagnosegerät (20) zum automatischen Überführen des Rotors (22) in eine relativ zum Stator vorbestimmte Soll-Winkellage durch Bestromen der Motorwicklung (25) des Servomotors (22) über den ersten Anschluss (23) ausgebildet ist, – dass das Diagnosegerät (20) zum automatischen Ermitteln einer dieser Soll-Winkellage des Rotors (32) zugeordneten Ist-Winkelstellung des Drehwinkelgebers (21) ausgebildet ist, – dass das Diagnosegerät (20) zum automatischen Ermitteln einer Soll-Winkelstellung des Drehwinkelgebers (21) ausgebildet ist, – dass das Diagnosegerät (20) zum automatischen Ermitteln einer Soll-Ist-Winkelabweichung des Drehwinkelgebers (21) ausgebildet ist, – dass das Diagnosegerät (20) ein Display (26) aufweist und zur automatischen Ausgabe einer erforderlichen Winkelkorrektur auf diesem Display (26) anhand der ermittelten Winkelabweichung des Drehwinkelgebers (21) ausgebildet ist.
  8. Diagnosegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Anschluss (23, 24) verwechslungssicher ausgebildet sind.
  9. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosegerät (20) eine über das Display (26) dargestellte Menüführung aufweist, mittels der ein schrittweises Justieren des Drehwinkelgebers (21) möglich ist.
  10. Diagnosegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Menüführung zumindest zwei Arbeitsablauf-Pfade aufweist, wovon einer für einen unbekannten Servomotortyp und/oder unbekannten Drehwinkelgebertyp und ein anderer für einen bekannten Servomotortyp und/oder einen bekannten Drehwinkelgebertyp ist.
  11. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (26) als zumindest zweizeiliges LCD-Display ausgebildet ist.
  12. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, – dass das Diagnosegerät (20) einen Speicher (27) zur Speicherung von Parametern wenigstens eines Servomotors (22) und/oder eines Drehwinkelgebers (21) aufweist und/oder – dass das Diagnosegerät (20) eine Eingabeeinheit (28) aufweist, mittels welcher die Parameter in das Diagnosegerät (20) eingebbar sind.
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