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Die
Erfindung betrifft ein Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Die
Erfindung findet Anwendung bei Maschinen und Anlagen, welche eine
Vielzahl von Servomotoren umfassen. Bei dieser Art von Anwendungen müssen die
Lagedaten der Servomotoren während des
Betriebs an Antriebsregeleinrichtungen oder Steuerungen übermittelt
werden. Zur Erfassung der lageabhängigen Daten während des
Betriebs der Servomotoren befinden sich an den Servomotoren sogenannte
Lage-Istwertgeber
(Inkrementalgeber oder Absolutwertgeber), welche mit dem Rotor des Servomotors
verbunden sind und die Drehung des Rotors erfassen und in elektrische
Impulse oder elektrische Signale umwandeln. Diese elektrischen Signale
stellen die Ist-Position
des Rotors dar, welche beispielsweise von einem Antriebsregler zu
Regelzwecken ausgewertet werden muss.
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Bei
Servomotoren ist es erforderlich für die Lageerfassung eines jeden
Servomotors ein separates Kabel bzw. eine separate Verbindungsleitung
für den
dem Servomotor zugeordneten Antriebsregler vorzusehen. Dies kann
insbesondere bei sehr komplexen Maschinen, welche mehrere Achsen
umfassen (sog. Multiachsanwendungen) zu Platzproblemen führen. Außerdem erhöht sich
bei komplexen Maschinen die Vielzahl an erforderlichen Verbindungsleitungen
und damit die Fehleranfälligkeit.
Insbesondere bei Roboteranwendungen oder Rundtaktmaschinen sollte
die Komplexität
der Verkabelung auf ein Mindestmaß verringert werden.
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Aus
der
EP 1 096 731 A1 ist
ein Zeitmultiplexverfahren bzw. die Verwendung eines derartigen Zeitmultiplexverfahrens
in ein Übertragungssystem mit
einer Überträgereinheit
und einer Empfängereinheit
bekannt. Die Überträgereinheit
beinhaltet eine Schaltung, welche einen Kanalidentifizierer zu Daten eines
Kanals hinzufügt,
und eine Multiplexerschaltung. Die Empfängereinheit beinhaltet eine
Schaltung, welche Kanäle
identifiziert. Durch die Einrichtung kann die Übertragung der Daten auf ein
einzelnes Kabel zusammengefasst werden.
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Die
DE 195 05 982 A1 offenbart
eine Anordnung zur Erfassung der Position eines relativ zu einem
ortsfesten Bezugsmaßstab
bewegten Elements. Hierbei werden unter Verwendung dieses ortsfesten Bezugsmaßstabs lageabhängige Daten
erzeugt. Diese Daten werden unter Verwendung eines Multiplexers
verarbeitet und weitergeleitet.
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Aus
der
DE 40 16 580 A1 ist
ferner eine Vorrichtung zur Signalübertragung für Handhabungs- und
Fördergeräte, insbesondere
für Industrieroboter bekannt.
Diese Vorrichtung verwendet wenigstens zwei über eine Übertragungsstrecke miteinander kommunizierende Übertragungsbausteine.
An dem Empfängerbaustein
sind Aktoren zum Empfang von Steueranweisungen mittels einer Busverbindung
angebunden.
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Ein
Multiplexen bzw. Demultiplexen von Daten ist auch aus der
DE 30 45 094 A1 bekannt.
Hierbei werden unter Verwendung eines Soll-Ist-Wert-Vergleichers
Positionsgebersignale von Positionsgebern im Arbeitsarm eines Handhabungsgerätes verglichen.
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Dem
genannten Stand der Technik ist gemein, dass dort eine Reihe von
Kabeln, nämlich
jene, die Ausgangsports eines entsprechenden Demultiplexers mit
den weiteren Einrichtungen verbinden, vorzusehen sind. Diese Kabel
sind, wie oben erläutert, als
nachteilig anzusehen. Es besteht daher ein Bedarf an einfachen und
kostengünstigen
Antriebssystemen.
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Die
Erfindung schlägt
vor diesem Hintergrund ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 vor. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung schlägt
vor eine Signalsammeleinrichtung umfassend eine Vielzahl von Eingangsports
zum Empfang von Daten und wenigstens einen Ausgangsport zum Senden
von Daten, wobei es sich bei den Daten um lageabhängige Daten
handelt, welche auch während
des Betriebs eines elektrischen Antriebs entstehen. Es ist außerdem ein
Datenverarbeitungsmittel umfasst, mittels dessen die mittels der
Eingangsports empfangbaren Daten parallel und im wesentlichen gleichzeitig
eingelesen und im wesentlichen verzögerungsfrei unter Verwendung einer
Portkennung seriell am Ausgangsport ausgegeben werden können.
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Weiter
schlägt
die Erfindung eine Signalverteileinrichtung vor, umfassend eine
Vielzahl von Ausgangsports zum Senden von Daten und wenigstens einen
Eingangsport zum Empfang von Daten. Bei den Daten handelt es sich
auch hier um lageabhängige
Daten, welche auch während
des Betriebs eines elektrischen Antriebs entstehen. Auch hier ist
ein Datenverarbeitungsmittel umfasst, mittels dessen mittels des
Eingangsports empfangbare Daten seriell eingelesen und im wesentlichen
verzögerungsfrei unter
Verwendung einer Portkennung parallel an den Ausgangsport ausgegeben
werden können.
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Diese
Maßnahme
führt dazu,
dass bei einer großen
Anzahl von Geberkabeln die hierbei erforderlichen sogenannten Kabelschleppketten
nicht mehr überdimensioniert
werden müssen,
was die mechanischen Freiheiten (z. B. bei Roboteranwendungen) und
die Dynamik der Maschine vergrößert.
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Die
von den elektrischen Servomotoren ausgehenden Geberleitungen werden
mittels der erfindungsgemäßen Lösung auf
einer zentralen Hardware zusammengefasst und die lageabhängigen Daten
der Servomotoren werden mittels einer Busleitung den Antriebsreglern
zur Verfügung
gestellt.
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Üblicherweise
werden die lageabhängigen Daten
zwischen der Lageerfassung eines jeden Servomotors und dem zugeordneten
Antriebsregler mittels sogenannter Feedbackkabel direkt übertragen. Die
Signalsammeleinrichtung bzw. die Signalverteileinrichtung dient
nun als Zwischenstation für
die indirekte Datenübertragung,
indem die zuvor genannten Feedbackkabel mit den Ports der Einrichtungen
verbunden werden. Die Ports der Einrichtungen repräsentieren
damit mittelbar den Feedbackkabelanschluss eines Reglers. Sogenannte
Mulitachsantriebsregler, welche in der Lage sind mehrere Antriebe
gleichzeitig zu regeln und daher auch mehrere Feedbackanschlüsse umfassen
könnten,
belegen mehr als einen Port der Einrichtungen.
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Der
Vorteil der Signalsammeleinrichtung liegt insbesondere auch darin,
dass diese Einrichtung in unmittelbarer Nähe der Servomotoren angeordnet
werden kann, was die Leitungslängen
der Feedbackkabel auf ein Mindestmaß reduziert und die Leitungen
in der Nähe
der Servomotoren konzentriert. Die ohne die Berücksichtigung der Erfindung
erforderliche Anordnung und Montage einer Vielzahl von Feedbackkabeln
zwischen Antriebsregler und Servomotoren entfällt damit. Anstelle einer Vielzahl von
Feedbackkabeln wird nun eine einzige Busverbindung zwischen den
Antriebsreglern bzw. der Signalverteileinrichtung (siehe unten)
und der Signalsammeleinrichtung realisiert. Mittels dieser Busverbindung
werden die von der Signalsammeleinrichtung erfassten lageabhängigen Daten
zusammen mit einer Portkennung, welche eine Zuordnung zwischen Servomotor
und Antriebsregler ermöglicht, übertragen.
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Die
erfindungsgemäße Signalverteileinrichtung
ist in der Lage mittels des zuvor erwähnten Datenbusses der Signalsammeleinrichtung übertragene Daten
entgegenzunehmen und auf ihre Ausgangsports aufzusplitten. Der Aufsplittvorgang
erfolgt unter Verwendung des von der Signalverteileinrichtung umfassten
Datenverarbeitungsmittels und der bereits erläuterten Portkennungen, so dass
die lageabhängigen
Daten wieder ihrem zugeordneten Antriebsregler zugeführt werden
können.
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Der
wesentliche Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, dass zwischen
Signalsammeleinrichtung und Signalverteileinrichtung bzw. zwischen
Signalsammeleinrichtung und einer Antriebsregeleinrichtung oder
einer Steuereinrichtung nun nur noch eine einzige Verbindung (drahtlos
oder drahtgebunden) realisiert werden muss, um eine in der Regel größere Strecke
zu überbrücken. Dadurch
reduziert sich der Verkabelungsaufwand zwischen Servomotoren und
Antriebsreglern drastisch. Ebenso sinkt die Fehleranfälligkeit.
Das Instandsetzungspersonal oder Inbetriebnahmepersonal muss nun
lediglich noch darauf achten, dass es die Signalsammeleinrichtung
und/oder die Signalverteileinrichtung korrekt mit den Servomotoren
und/oder den Antriebsreglern verbindet. Die Signalübertragung
zwischen der Signalsammeleinrichtung und der Signalverteileinrichtung
bzw. die Signalübertragung
zwischen der Signalsammeleinrichtung und den Antriebsreglern sowie die
Datenzuordnungen zwischen den Ports der Einrichtungen wird vollautomatisch
mittels der jeweiligen Einrichtungen selbst koordiniert, ohne dass
externe Steuermittel erforderlich wären.
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Vorzugsweise
ist das Datenverarbeitungsmittel der zuvor genannten Einrichtungen
derart ausgebildet, dass empfangene Daten vor der Weitergabe einer
Datenverarbeitung und/oder einer Signalverarbeitung unterzogen werden,
insbesondere einer Signalverarbeitung zur Beeinflussung der Signalstärke oder
der Signalform. Die Einrichtungen übernehmen dabei die Funktion
beispielsweise eines Signalverstärkers
(Repeater), welcher zur Überbrückung von
langen Leitungslängen
bzw. langen Verbindungsstrecken die Signalformen auf ihre normgerechte
Ausbildung überprüft und gegebenenfalls
die Signalform gemäß der Norm
wieder aufarbeitet bzw. Signalflanken korrigiert oder Signalpegel
adaptiert.
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Vorzugsweise
ist das Datenverarbeitungsmittel von einem Gehäuse umfasst und die Ports sind derart
am Gehäuse
angeordnet, dass sie von außerhalb
des Gehäuses
zugänglich
sind. Die erfindungsgemäße Einrichtung
ist damit leicht transportierbar und an beliebigen Stellen einer
Maschine oder sonstigen Anordnungen anordenbar.
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Besonders
bevorzugt handelt es sich um ein Gehäuse, welches mindestens der
Schutzart IP 65 oder höher
entspricht und vorzugsweise eine elektrische Schirmung umfasst.
Die erfindungsgemäßen Einrichtungen
und auch die Servomotoren sind häufig
widrigen Umständen
ausgesetzt, beispielweise Vibrationen, Verschmutzungen, erheblichen
Temperaturunterschieden und elektromagnetischen Störfeldern.
Mittels der zuvor vorgeschlagenen Maßnahmen kann eine höhere Betriebssicherheit
und geringere Wartungsanfälligkeit
sichergestellt werden.
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Besonders
vorteilhaft erweist sich auch eine mechanische oder elektrische
Parametrierschnittstelle, welche von der erfindungsgemäßen Einrichtung
umfasst sein kann und zur Vergabe der Portnummern und damit zur
Sicherstellung einer eindeutigen Identifikation der Ports dient.
Die mechanische Parametrierschnittstelle könnte beispielsweise mittels
einer Kodierbrücke
oder eines Dippschalters realisiert sein. Eine elektrische Parametrierstelle
könnte mittels
jeglicher Art von Speichern oder elektrischen Schaltern realisiert
sein. Mittels der Parametrierschnittstelle können sämtliche Ausgangsports bzw. Eingangsports
der erfindungsgemäßen Einrichtungen
Servomotoren bzw. Antriebsreglern zugeordnet werden, indem die Servomotoren
bzw. die Antriebsregler durchnummeriert werden und die Ports eine entsprechend
dieser Durchnummerierung vergebene Portnummer erhalten. Es wäre auch
denkbar die erfindungsgemäßen Einrichtungen
mit einem Display zu versehen, an dem die Portnummern visuell angezeigt
werden können.
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Zur
Einhaltung der Sicherheitsnormen für antriebstechnische Anlagen
bei denen ein sicherer Betrieb gefordert ist, ist die erfindungsgemäße Einrichtung
vorzugsweise intern mehrkanalig ausgebildet, um diesen sicheren
Betrieb zu gewährleisten.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
kann zwei SERCOS-Schnittstellen umfassen, so dass die Einrichtung
beispielsweise als Teilnehmer in einem redundanten SERCOS-Ringnetzwerk betreibbar
ist. Die lageabhängigen
Daten sind mittels dieser Schnittstellen an einem an die Schnittstellen
anschließbaren
Antriebsregler oder an eine an die Schnittstellen anschließbare Steuerung übertragbar. Die
Schnittstelle könnte
auf dem SERCOS II oder SERCOS III Standard beruhen und somit zum
Anschluss von Lichtwellenleitern oder eines gemäß Ethernetstandard ausgeführten Verbinders
dienen.
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Vorzugsweise
wird mittels der erfindungsgemäßen Einrichtungen
ein Antriebssystem realisiert, umfassend zumindest eine Signalsammeleinrichtung und
zumindest eine Signalverteileinrichtung gemäß den vorherigen Erläuterungen.
An die Eingangsports einer erfindungsgemäßen Signalsammeleinrichtung kann
dabei zumindest ein Lagesensor eines Servomotors angeschlossen werden,
wobei an die Ausgangsports einer erfindungsgemäßen Signalverteileinrichtung
zumindest ein Antriebsregler zur Regelung des Servomotors angeschlossen
sein kann.
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Die
Signalsammeleinrichtung und die Signalverteileinrichtung sind unter
Verwendung einer Datenverbindung bzw. eines Datenbusses (drahtgebunden
oder drahtlos) und unter Verwendung des Ausgangsports der Signalsammeleinrichtung
bzw. des Eingangsports der Signalverteileinrichtung wie zuvor schon
erläutert
miteinander verbunden. Die lageabhängigen Daten werden in der
Signalsammeleinrichtung gesammelt und ohne Zeitverzögerung auf
den Bus gegeben, um diese an einen dem Servomotor (der Achse) zugehörigen Antriebsregler
zu übermitteln.
Die zugehörige
Achsnummernzuordnung des an die Signalsammeleinrichtung angeschlossenen Messsystems
kann über
die zuvor schon erwähnte Parametrierschnittstelle
erfolgen (beispielsweise Kodierschalter). Der Einfachheit halber
könnte
jeder Port auch mit einer fest vergebenen Portnummer versehen sein,
dann wäre
allerdings eine frei programmierbare Parametrierbarkeit nicht möglich.
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Je
nach Aufstellort und Anforderungen an das Antriebssystem kann die
Signalsammeleinrichtung bzw. die Signalverteileinrichtung mittels
unterschiedlicher IP-Schutzarten
realisiert sein. Da sich die Signalsammeleinrichtung in der Regel
in unmittelbarer Nähe
der Servomotoren befindet und resistent gegen jegliche Art von Kühlschmierstoffen
sein muss, wird hier die IP-Schutzart 65 empfohlen. Höhere Schutzarten
können
selbstverständlich
auch gewählt
werden.
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Da
sich die Signalverteileinrichtung in der Regel in der Nähe der Antriebsregler
befindet, welche üblicherweise
in Schaltschränken
angeordnet sind, oder zumindest fern von den Servomotoren angeordnet
sind, kann die Signalverteileinrichtung eine geringere Schutzart
wie beispielsweise IP 20 oder höher
aufweisen.
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Das
Protokoll, welches die Lagedaten erfasst, könnte beispielsweise das Endat-Protokoll oder jedes
andere für
die Übertragung
von Lagedaten geeignete und aus dem Stand der Technik bekannte Protokoll
sein.
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Bei
dem zuvor erwähnten
Antriebssystem werden die lageabhängigen Daten zwischen Geber-Sammelbox
(Signalsammeleinrichtung) und Geber-Verteilbox (Signalverteileinrichtung) über ein
einziges Kabel bzw. über
eine einzige Signalverbindung übertragen.
Die Gebersammelbox fasst dabei die Daten zusammen, die Geberverteilbox
splittet die Daten wieder auf. Sowohl die Gebersammelbox als auch
die Geberverteilbox kann eine Signalaufbereitung oder eine Signaldatenbearbeitung
umfassen.
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Ein
alternatives Antriebssystem könnte
zumindest eine Signalsammeleinrichtung umfassen, wobei an einen
Eingangsport der Signalsammeleinrichtung zumindest ein Lageermittlungssensor
eines Servomotors unmittelbar angeschlossen ist und wobei an einen
Ausgangsport der Signalsammeleinrichtung zumindest ein Antriebsregler
unmittelbar angeschlossen ist. Sollen nun mehrere Servomotoren geregelt
werden, so könnte
bei Vorhandensein mehrerer Antriebsregler eine Serienschaltung der
Regler für
die Übertragung
der lageabhängigen
Daten realisiert werden. Dies wäre
beispielsweise dadurch realisierbar, dass der erste Antriebsregler,
welcher an die Signalsammeleinrichtung angeschlossen ist, die von
der Signalsammeleinrichtung gelieferten seriellen lageabhängigen Daten
an weitere Antriebsregler seriell weiterleitet. Die Verbindung zwischen
der Signalsammeleinrichtung und dem Antrieb könnte auch redundant ausgeführt werden,
wie dies beispielsweise bei einem SERCOS-Ring üblich ist. Zusätzlich könnte auch
eine Steuerung in diesen Ring mit eingebunden sein.
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Der
wesentliche Vorteil der Erfindung in allen Anwendungsbeispielen
besteht darin, dass nur eine einzige Verbindung zwischen der Signalsammeleinrichtung
(Gebersammelbox) und der Signalverteileinrichtung (Verteilbox) und/oder
den Antriebsreglern erforderlich ist.
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Die
Erfindung kann vornehmlich in Maschinen eingesetzt werden, in denen
sich eine Vielzahl von Achsen auf sehr beschränktem Raum befinden und bei
denen die Verlegung der sogenannten Feedbackkabel zum Schaltschrank
problematisch sein könnte.
Diese Problematik tritt insbesondere bei Robotern oder bei Rundtaktmaschinen
auf. Bei Rundtaktmaschinen kann die Gebersammelbox im Bearbeitungsraum angeordnet
und damit den Kühlschmierstoffen
oder Chemikalien ausgesetzt sein. Es sind daher die zuvor bereits
erläuterten
Vorkehrungen bezüglich
der Schutzart zu beachten. Bei Roboteranwendungen könnte beispielsweise
das Thema Explosionsschutz relevant werden. Gegebenenfalls sind
hier auch explosionsgeschützte
Varianten der erfindungsgemäßen Einrichtung
denkbar.
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Im
Anschluss werden mit Hilfe der 1 bis 3 einige
Anwendungen der erfindungsgemäßen Einrichtung
aufgezeigt. Es handelt sich hierbei um schematische Darstellungen,
welche den erfindungsgemäßen Kern
in keiner Weise einschränken
und lediglich beispielhaft für
eine Vielzahl von denkbaren möglichen
weiteren Anwendungen stehen. Die denkbaren weiteren Anwendungen,
die hier nicht gezeigt sind, könnten
beispielsweise kaskadierte Signalsammeleinrichtungen bzw. Signalverteileinrichtungen sein,
um die Anzahl der Ports zu erhöhen
und den Aufwand für
die Verdrahtung zu verringern.
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1 zeigt
zehn elektrische Servomotoren 10, welche beispielsweise
an einer Rundtaktmaschine oder einem Roboter angeordnet sein können. Jeder
dieser Servomotoren 10 umfasst ein Mittel 101 zur Übertragung
von servomotorspezifischen Lagedaten, beispielsweise in Form von
Impulsen (Inkrementalgeber) oder in Form von Absolutwertgebersignalen.
Die Signale werden mittels der üblichen
für diese
Art der Signalübertragung
bekannten Protokolle wie EnDat, Panasonic-Standard, Heidenhain,
und dergleichen übertragen.
Die erfindungsgemäße Signalsammeleinrichtung 13 ist
auf der rechten Seite im Bild unterhalb der Servomotoren 10 gezeigt.
Die Signalsammeleinrichtung 13 wird in der realen Anwendung
meist in unmittelbarer Nähe
der Servomotoren 10 angeordnet. Die Signalsammeleinrichtung 13 umfasst
zehn Eingangsports 131, wobei jeder Eingangsport mit einem
Lagegeber 101 der Servomotoren 10 verbunden ist.
Zusätzlich
zu den Lagegebern 101 der Servomotoren 10 könnten weitere
lageabhängige Geber 18 an
die Signalsammeleinrichtung 13 angeschlossen sein. Die
Lagegeber 101 und gegebenenfalls optionale Lagegeber 18 sind üblicherweise
mit dem sogenannten Geberinterface der Antriebsregler unmittelbar
verbunden. Zwischen jedem Lagegeber 101 und Antriebsregler 11 ist
daher eine separate Leitung zur Übertragung
der Lagedaten erforderlich. Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung werden
nun die Lagegeber 101 und gegebenenfalls die optionalen
Lagegeber 18 nicht mehr unmittelbar mit dem Antrieb 11 verbunden,
sondern stattdessen mit den Eingangsports 131 der Signalsammeleinrichtung 13.
Die in 1 gezeigte Sammeleinrichtung 13 weist
ebenfalls einen Ausgangsport 132 auf. Von diesem Ausgangsport 132 führt eine
einzige Leitung 17 zu einem Eingangsport 142 der
Signalverteileinrichtung 14. Diese Leitung zwischen Port 132 der
Signalsammeleinrichtung 13 und Port 142 der Signalverteileinrichtung 14 überbrückt nun
die Wegstrecke zwischen den Servomotoren 10 und den Antriebsreglern 11. Die
sonst übliche
Vielzahl von Leitungsverbindungen zwischen den Servomotoren 10 und
den Antriebsreglern 11 wird damit auf eine einzige Leitung 17 (ggf. auch
drahtlos) reduziert.
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Die
in 1 gezeigte Signalverteileinrichtung 14 verteilt
die an ihrem Eingangsport 142 mittels der Leitung 17 empfangenen
Lagedaten auf die im Bild gezeigten zehn Antriebsregler 11.
Die Antriebsregler 11 sind mittels der Leitungen 16 mit
der Signalverteileinrichtung 14 verbunden. Die Signalverteileinrichtung 14 ist
in aller Regel in unmittelbarer Nähe der Antriebsregler 11,
beispielsweise zusammen mit den Antriebsreglern 11 in einem
Schaltschrank angeordnet und damit geschützt. Die Anforderungen an das
Gehäuse
der Signalverteileinrichtung 13 sind daher geringer als
an die Anforderungen an das Gehäuse
der Signalsammeleinrichtung 13. Die Vielzahl der Leitungsverbindungen 16 zwischen
der Signalverteileinrichtung 14 und den Antriebsreglern 11 können dementsprechend
kurz gehalten werden.
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Jeder
Antriebsregler 11 wird nach wie vor leistungsmäßig mit
dem zugeordneten Servomotor 10 verbunden. Ebenso ist eine
Steuerung 12 vorgesehen, welche eine übergeordnete Führungskommunikation
oder sonstige übergeordnete
Steuerungsfunktionen übernehmen
könnte.
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Da
die Leitungsverbindungen 15 zwischen der Signalsammeleinrichtung 13 und
den Servomotoren 10 bewusst sehr kurz gehalten werden,
kann auf eine Signalaufbereitung in der Signalsammeleinrichtung 13 in
der Regel verzichtet werden. Je nach Leitungslänge der Leitung 17 zwischen
Signalsammeleinrichtung 13 und Signalverteileinrichtung 14 könnte in
der Signalverteileinrichtung 14 eine Signalaufbereitung
erforderlich werden. In den beiden Einrichtungen 13 und 14 könnte daher
eine zuschaltbare Signalnachbearbeitung vorgesehen werden. Die Lagesignale
werden mittels der parametrierbaren Zuordenbarkeit an die korrespondierenden
Antriebsregler 11 ausgegeben.
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In
dem in 2 gezeigten Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Signalsammeleinrichtung 13 entfällt eine
Signalverteileinrichtung. Alle Aussagen bezüglich der Servomotoren 10,
Lagegeber 101 und optionalen Lagegeber 18, welche
in Verbindung mit der 1 ausgeführt wurden, gelten auch hier.
Der Unterschied zu der in 1 gezeigten Lösung liegt
nun darin, dass der Ausgangsport 132 der Signalsammeleinrichtung 13 unmittelbar
mit der Geberschnittstelle eines Antriebsreglers 11 verbunden
ist. Auch hier ist nur eine einzige Leitungsverbindung 17 erforderlich.
Damit nun alle anderen Antriebsregler 11 die ihnen zugeordneten
Lagedaten abfragen können,
ist zwischen den Antriebsreglern 11 eine zusätzliche
serielle Busverbindung realisiert, so dass ausgehend von dem ersten
Antrieb 11 auf der rechten Seite der 2 bis
zum letzten Antrieb 11 auf der linken Seite der 2 die
von der Signalsammeleinrichtung 13 mittels der Leitung 17 erhaltenen
Lagedaten weitergeleitet werden können. Die Antriebsregler können anhand
der Portadressen bzw. der im Gebersignal codierten Antriebsadressen die
für sie
relevanten lageabhängigen
Daten auslesen und verarbeiten. Die Antriebsregler 11 reichen mittels
der Busverbindung die Lagedaten untereinander weiter und identifizieren
die für
sie gültigen
Lagedaten anhand der Portadressen vollautomatisch. Bei dieser Ausgestaltungsform
kann ebenfalls eine Steuerung 12 für die bereits in Verbindung
mit der 1 erläuterten Zwecke vorgesehen sein.
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Das
Anwendungsbeispiel aus 3 unterscheidet sich in sofern
von dem Anwendungsbeispiel aus 2, dass
nun eine redundante Verbindung mittels der Ausgangsports 132a, 132b der
Signalsammeleinrichtung 13 und den Antriebsreglern 11 bzw.
der Steuerung 12 realisiert wird. Für diese Ausführungsform
ist die Signalsammeleinrichtung 13 mit einer SERCOS-Schnittstelle,
beispielsweise Sercos III basierend auf Ethernet, ausgestattet.
Für die
Realisierung der Redundanz sind zwei 132a, 132b solcher
SERCOS-III-Schnittstellen von der Signalsammeleinrichtung 13 umfasst.
Der erste Ausgangsport 132a ist mittels der Verbindung 17a mit
dem Antrieb 11 (siehe links in 3) verbunden.
Der zweite Ausgangsport 132b ist mittels der Verbindung 17b mit
einer Steuerung 12 verbunden. Die Steuerung 12 ist ebenfalls
mit einem Antrieb 11 (rechter Antrieb in 3)
verbunden. Der äußerst linke
und der äußerst rechte
Antrieb 10 sowie die zwischen diesen beiden Antrieben 10 liegenden
weiteren Antriebe 10 sind miteinander seriell verbunden,
so dass sämtliche
Antriebe 10, die Steuerung 12 und die Signalsammeleinrichtung 13 als
Busteilnehmer des SERCOS- III-Ringes
fungieren. Die Gebersignale der Geber 101 werden in diesem
Beispiel in Echtzeit mittels des SERCOS-III-Interfaces an die Antriebe 10 übertragen.
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Wie
bereits zuvor schon erwähnt
sind weitaus komplexere Anordnungen der erfindungsgemäßen Signalsammeleinrichtungen 13 bzw.
Signalverteileinrichtungen 14 denkbar, um auch größere Anzahlen
von Antrieben 10 und Antriebsreglern 11 miteinander
zu verbinden. Sowohl die Realisierung kaskadierbarer Einrichtungen 13, 14 als
auch eine hierarchische Gliederungsmöglichkeit der Einrichtungen 13, 14 mit
unterschiedlichen Funktionen (z. B. Master-Slave-Betriebsarten zwischen
den Einrichtungen 13, 14) sind denkbar.