WO2023198238A1 - Servosteuerung, servoantrieb mit einem servomotor und einer solchen servosteuerung, anordnung mit servomotoren und einer solchen servosteuerung sowie verfahren zum betreiben eines servomotors - Google Patents

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control
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Thomas Meister
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Thomas Meister
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    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
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    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34013—Servocontroller

Definitions

  • Servo control servo drive with a servo motor and such a servo control, arrangement with servo motors and such a servo control and method for operating a servo motor
  • the present invention relates to a servo control for a servo motor, a servo drive with a servo motor and such a servo control, an arrangement with servo motors and such a servo control, and a method for operating a servo motor.
  • Servo motors have a position sensor to determine the current rotor position.
  • Examples of common types of position encoders in the field of mechanical engineering are resolvers and absolute encoders.
  • Each type of position encoder has advantages and disadvantages, whereby the respective application can determine the specific choice of position encoder type.
  • the position encoder signal is then fed to a position encoder signal input of a servo controller.
  • the servo controller within a servo control regulates the position of the rotor of the motor based on the fed-in position encoder signal and a predetermined or predeterminable target rotor position.
  • a servo control for at least one servo motor having at least one Servo controller assigned or assignable to a servo motor, which has at least two inputs for signals from servo motor position sensors, and has at least one control module; wherein the control module has a specific signal input to which a position sensor signal of the servomotor is supplied or can be supplied, and wherein the control module has at least two specific signal outputs, each of which is electrically conductively connected to one of the at least two position sensor signal inputs of the servo controller; and wherein the control module can be switched between at least two operating states, it being proposed that, depending on the operating state, the specific signal input is optionally electrically connected to one of the at least two specific signal outputs.
  • the invention is therefore based on the surprising finding that a single servo control with servo motors of different position sensors can be used universally in that the position sensor signal within the servo control can be selectively routed to different inputs of the servo controller provided by the servo control.
  • the position sensor signal of the servo motor can be switched to different position sensor signal inputs of the servo controller by selecting the operating state of the control module accordingly.
  • the position encoder signal can be easily and reliably fed or fed to the correct signal input of the servo controller.
  • the identical servo control can be used for servo motors with different position encoders.
  • the signals from different types of position encoders can be applied to the specific signal input.
  • the position encoder signal can then be switched to the appropriate specific signal output. This in turn is electrically connected or can be connected to the appropriate position encoder signal input of the servo controller.
  • control module can also be combined with conventional servo controllers. This means that existing servo controls can also be easily retrofitted.
  • the invention advantageously makes it possible to switch the routing of position encoder signals of a servo motor between the physically separate connections of the position encoder signal inputs, in particular the resolver and the absolute encoder interface, of a servo controller.
  • the servo control advantageously only has the specific signal input as a signal input for a position sensor signal that can be connected from outside the servo control.
  • the applied position encoder signal can then be routed to the correct input of the servo controller with regard to the type of position encoder.
  • the servo controller has exactly two inputs for signals from servo motor position encoders, such as one for resolver type signals and one for absolute value encoder type signals.
  • the first position encoder signal input of the at least two position encoder signal inputs of the servo controller is designed for a signal from a position encoder of the resolver type and/or the second position encoder signal input of the at least two position encoder signal inputs of the servo controller is designed for a signal from a position encoder of the absolute value encoder type .
  • the number of specific signal outputs of the control module is equal to the number of position encoder signal inputs of the servo controller.
  • the servo controller has two or more than two inputs for position encoder signals.
  • all position encoder signal inputs of the servo controller are designed for signals from position encoders of different types.
  • the servo controller can have two position encoder signal inputs for signals of two different position encoder types. Then the specific signal input of the control module can either be electrically conductively connected or connected to the first specific signal output of the control module or can be electrically conductively connected or connected to the second specific signal output of the control module, depending on the set operating state of the control module.
  • the servo controller and the control module assigned to the servo controller are at least partially formed in a common circuit.
  • a further operating state of the control module can be provided, in which the specific signal input of the control module is not electrically connected to any specific signal output of the control module.
  • this can be an “off” operating state of the control module.
  • control is preferably not understood to be restrictive, unless the context indicates otherwise.
  • a servo control can advantageously also have means for carrying out a regulation. The same applies to the term “control”.
  • a position sensor signal input in particular of a servo controller, is advantageously understood to mean an input, in particular a signal input, to which a signal from a position sensor of a servo motor is supplied or can be supplied.
  • a signal input in the sense of the present application can represent or have an input for an analog and/or digital signal.
  • control module has Faraday shielding, in particular that the control module is housed in a metal housing at least in some areas. This allows the position sensor to be protected from external interference, such as those that can come from a servo motor or other electrical equipment in a system.
  • the servo control can advantageously be used together with servo motors for applications in the fields of mechanical engineering, robotics and/or injection molding.
  • the control module can be implemented, for example, in software, in hardware or a combination of both.
  • the control module can alternatively or additionally have a memory, a processor, an analog-digital converter (ADC), a digital-analog converter (digital analog converter, DAC) or any combination thereof.
  • ADC analog-digital converter
  • DAC digital-analog converter
  • the control module can, for example, be programmable and/or programmed in such a way that it carries out corresponding routines.
  • the control module can be or have an FPGA (field programmable gate array).
  • the control module can be designed to sample the position encoder signal present at the specific signal input using an ADC and/or to provide the position encoder signal at the specific signal output using a DAC.
  • the position encoder signal provided can be adapted to the position encoder signal present at the specific signal input by means of filtering or other processing steps.
  • the servo controller can be implemented, for example, in software, in hardware or a combination of both.
  • the servo controller may alternatively or additionally have a memory, a processor, an analog-digital converter (ADC), a digital-analog converter (digital analog converter, DAC) or any combination thereof.
  • ADC analog-digital converter
  • DAC digital-analog converter
  • the servo controller can, for example, be programmable and/or programmed in such a way that it carries out corresponding routines.
  • the servo controller can be or have an FPGA (field programmable gate array).
  • control module and servo controller are integrated, for example on a common circuit board.
  • control module has a switching device which is set up to electrically conductively connect the specific signal input to one of the at least two specific signal outputs depending on the operating state, in particular the switching device having at least one relay, at least one Switch and / or at least one semiconductor element, such as at least one FET, has or represents.
  • a relay or a switch are cost-effective components and at the same time enable secure transmission of the position encoder signal.
  • the servo control is set up so that, depending on the position sensor signal, a, in particular initial, signal sequence of the position sensor, a control signal, in particular separate from the position sensor signal, which is transmitted in particular via a bus line and/or an I PC interface, preferably from the servo motor, is received, and / or one of the at least two operating states of the control module is selected from data stored in the motor data memory of the servo motor and / or the control module is switched to one of the at least two operating states.
  • the control module can advantageously be set up to analyze the position sensor signal and to determine the type of position sensor based on characteristic signal properties and, based on this, to select one of the at least two operating states and/or to switch the control module to one of the at least two operating states.
  • the control module can advantageously be set up to analyze a, for example initial, signal sequence of the position sensor and to determine the type of the position sensor based on characteristic signal properties of the signal sequence and to select one of the at least two operating states based on this and / or the control module in to switch one of the at least two operating states.
  • the signal from the position transmitter can have an initial signal sequence that represents and/or makes it possible to determine the position transmitter type. Following the initial signal sequence, for example, the actual position data of the position encoder can then follow within the position encoder signal. By then evaluating the initial part of the signal, the type information of the position sensor can advantageously be determined.
  • control module can advantageously be set up to receive the separate control signal.
  • control signal can have a signal sequence that represents and/or makes it possible to determine the position sensor type. By then evaluating the signal sequence, the type information of the position sensor can advantageously be determined.
  • the control signal can be received, for example, from the servo motor or from parts of the servo control.
  • control module can advantageously be set up to read out data from or receive data from the engine data memory. By then evaluating this data, the type information of the position sensor can advantageously be determined.
  • a first position encoder signal input of the at least two position encoder signal inputs of the servo controller is designed for a signal of a first type of position encoder and a second position encoder signal input of the at least two position encoder signal inputs of the servo controller is designed for a signal of a second type of position sensor is designed, and in particular the first specific signal output of the control module is electrically connected to the first position sensor signal input of the servo controller and the second specific signal output of the control module is electrically connected to the second position sensor signal input of the servo controller.
  • the first type of position transmitter can be a resolver.
  • the second type of position encoder can be an absolute value encoder.
  • the specific signal input in a first operating state of the control module the specific signal input is electrically connected to a first specific signal output of the at least two specific signal outputs and in a second operating state of the control module the specific signal input is connected to a second specific signal output of the at least two specific signal outputs is electrically connected.
  • control module can be specifically adjusted in order to route the position encoder signal present at the specific signal input to one of the specific signal outputs.
  • control module can have exactly two specific signal outputs.
  • the specific signal input of all specific signal outputs is electrically conductively connected only to the first specific signal output and/or in the second operating state, the specific signal input of all specific signal outputs is electrically conductively connected only to the second specific signal output.
  • the control module is at least partially provided by an arrangement of electrical and / or electronic components on a first circuit board and the servo controller is at least partially provided by an arrangement of electrical and / or electronic components on a second circuit board, and wherein preferably the first and the second circuit boards are electrically conductive to one another, in particular releasably, connected or connectable, in particular plugged into one another or pluggable into one another.
  • the servo control can advantageously have a modular structure.
  • the control module on the first board can easily be combined with one of several different servo controllers, each of which is at least partially provided on its own second board. To do this, you simply need to electrically connect the first board to one of the second boards. This makes the servo control particularly modular, flexible and versatile.
  • the operating states of the control module can be selected by means of a selection means which is provided by the servo control or is operatively connected to it or can be brought, in particular by means of the selection means it can be switched back and forth at least between the first and the second operating states of the control module .
  • Such a selection means can be particularly robust and still enable a safe and reliable selection of the operating state. Above all, a mechanical selection means is particularly preferred. However, electrical selection means are also possible.
  • the selection means can be in operative connection with the switching device.
  • the switching device can be influenced, in particular controlled and/or actuated, by means of the selection means.
  • the switching device can be influenced in such a way that a specific operating state of the control module is set, in particular the conductive connection between the specific signal input and the respective specific signal output is established.
  • the selection means has or represents a dip switch or a selector switch.
  • the selection means has a software interface and the operating state can be selected via the software interface, in particular by means of a control signal.
  • the operating state can be set particularly easily, even remotely, using a software application. This means that the selection of the operating state and thus the control of the control module can be integrated into an existing software environment.
  • the servo control has two or more than two servo controllers, each with an assigned control module.
  • the servo control is particularly easy to expand and can be designed for the use of several servo motors, with each of the at least two control module-servo controller combinations being assigned or assignable to one of the servo motors.
  • the position sensor signal inputs of each servo controller are electrically connected to the specific signal outputs of the control module assigned to it.
  • the servo controllers can be at least partially different in terms of the design of their inputs for the position encoder signal.
  • the individual servo controllers can also have different combinations of position encoder signal inputs compared to each other.
  • the plurality of control modules can all be identical in construction, since their signal transmission properties advantageously do not depend on the type of position sensor or do not depend in a disruptive manner.
  • the servo control can have several servo controllers, each with at least one associated control module.
  • the servo control can have two servo controllers and two control modules and each control module is assigned to a servo controller.
  • the servo control can have more than two, such as three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more than ten, servo controllers and the same number of control modules and each control module is assigned to one of the servo controllers.
  • the servo control has exactly two servo controllers and exactly two control modules, with the specific signal outputs of one control module being wired to the inputs for different position encoder signals of one servo controller and the specific signal outputs of the other control module being wired to the inputs for different position encoder signals of the other servo controller.
  • control modules are preferably all constructed identically. This is particularly cheap to produce.
  • the servo controllers are preferably at least partially different, in particular at least with regard to the design of their inputs for position sensor signals.
  • a servo drive with at least one servo motor and at least one servo control according to the first aspect of the invention, wherein preferably the servo motor has a position sensor and the signal output of the position sensor is connected to the specific signal input of the control module Servo control is electrically connected and / or the signal of the position sensor of the servo motor via the control module of the servo control is either supplied or can be supplied to one of the at least two position sensor inputs of the servo controller of the servo control
  • the servo motor advantageously has a motor data memory (MDS).
  • MDS motor data memory
  • the type of position encoder of the servo motor can be stored as information within the motor data memory. This information can optionally be sent by the servomotor as data, for example via the same line as the position encoder signal or as a control signal via a control line.
  • the servomotor can be set up to represent the type of its position encoder by means of a, in particular initial, signal sequence and to send this, for example, via the same line as the position encoder signal. This information can therefore be received and/or used by the servo control to switch the operating state of the control module.
  • the position encoder of the servo motor is a position encoder of a first type and a first of the at least two position encoder inputs of the servo controller is designed for a signal from a position encoder of the first type and preferably a second of the at least two position encoder inputs.
  • Inputs of the servo controller are designed for a signal from a position sensor of a second type different from the first type.
  • the position encoder of the servo motor has or represents an absolute encoder, a resolver and/or an incremental encoder.
  • the object is achieved by the invention according to a third aspect in that an arrangement with at least two servo motors and a servo control according to the first aspect of the invention, wherein preferably the position sensor signal of a first of the at least two servo motors corresponds to the specific signal input of a first control module of the at least two control modules is supplied or can be supplied and the position sensor signal of a second of the at least two servomotors is proposed to the specific signal input of a second control module of which is supplied or can be supplied to at least two control modules.
  • a method for operating a servo motor comprising: providing a servo motor and a servo control assigned to the servo motor according to the first aspect of the invention, a servo drive according to the second aspect of the invention and /or an arrangement according to the third aspect of the invention; and performing for each servo motor: switching the control module, in particular depending on the type of position encoder of the servo motor and/or based on the position encoder signal, into an operating state, so that the specific signal input of the control module is electrically conductively connected to a selected specific signal output of the control module, wherein the selected specific signal output is electrically connected to a position encoder signal input of the servo controller, which is designed for a position encoder signal from a position encoder of the type of position encoder of the servo motor, is proposed.
  • the specific signal input of the respective control module that is switched is advantageously electrically connected to the position sensor of the respective servomotor.
  • control module and the servo controller wired to it is a single unit, for example designed entirely or partially in software trained is provided, with the unit being included advantageously has a single position sensor signal input for analog position sensor signals and / or a single position sensor signal input for digital position sensor signals and, advantageously, the signals in the unit are then processed in a defined or definable manner depending on the type of position sensor and are used directly for control .
  • Fig. 1 is a schematic representation of a servo control according to the first aspect of
  • FIG. 2a shows a schematic representation of the control module of the servo control from FIG. 1 in a first operating state
  • FIG. 2b shows a schematic representation of the control module of the servo control from FIG. 1 in a second operating state
  • Fig. 3 is a schematic representation of a servo drive according to the second aspect of
  • Fig. 4 is a schematic representation of an arrangement according to the third aspect of
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a servo control 1 according to the first aspect of the invention.
  • the servo control 1 has a control module 3 and a servo controller 5 that can be assigned to a servo motor.
  • the control module 3 in turn has a specific signal input 7.
  • a signal from a position encoder (for example of the resolver type or the absolute value encoder type) of the servo motor can be fed to this.
  • the control module 3 has two specific signal outputs, a first specific signal output 9 and a second specific signal output 11.
  • the servo controller 5 has two inputs 13 and 15 for signals from servo motor position sensors.
  • the first input 13 is designed for a signal of a first type of position sensor and the second input 15 is designed for a signal of a second type of position sensor.
  • the outputs 9 and 11 of the control module 3 are electrically connected to the position sensor signal inputs 13 and 15 of the servo controller 5.
  • the first specific signal output 9 of the control module 3 is electrically connected to the first position sensor signal input 13 of the servo controller 5 (as illustrated by the solid connecting line in FIG. 1) and the second specific signal output 11 of the control module 3 is connected to the second position sensor signal -Input 15 of the servo controller 5 is electrically connected (as illustrated again by the solid connecting line in Fig. 1).
  • a position encoder signal present at the specific signal input 7 is routed either to the first input 13 of the servo controller 5 or to the second input 15 of the servo controller 5. By selecting the operating state of the control module 3, the position encoder signal can be routed to the appropriate signal input of the servo controller 5.
  • Fig. 2a shows a schematic representation of the control module 3 of the servo control 1 from Fig. 1 in a first operating state.
  • the specific signal input 7 is electrically conductively connected to the first specific signal output 9. This is illustrated by the solid signal path line 17.
  • the specific signal input 7 is electrically conductively connected to the second specific signal output 11. This is illustrated by the solid signal path line 17. In contrast, there is no electrically conductive connection between the specific signal input 7 and the first specific signal output 9, as illustrated by the dashed section of the signal path line.
  • a switching device 19 of the control module 3 can also be seen in FIGS. 2a and 2b. This is set up to optionally connect the specific signal input 7 to one of the two specific signal outputs 9, 11 in an electrically conductive manner, depending on the operating state.
  • the switching device 19 is implemented, for example, as a relay, which can be switched by a mechanical switch (not shown in the figures).
  • a signal from a position sensor of a servo motor can be switched by selecting the operating state of the control module 3 and thereby routed to a specific input 13, 15 of the servo controller 5.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a servo drive 21 according to the second aspect of the invention.
  • the servo drive 21 has a servo motor 23 and a servo control 1.
  • the servo control 1 can be the servo control as described with reference to FIG. 1. Therefore, the same reference numbers are used for the same features and reference can be made to the previous statements in this regard.
  • the servo motor 23 has a position sensor 25 and its signals are fed to the specific signal input 7 of the control module 3. For this purpose, there is an electrically conductive connection according to the connecting line illustrated in FIG. 3.
  • control module 3 can be set to the first or second operating state in order to route the position sensor signal of the position sensor 25 to the correct input 13, 15 of the servo controller 5.
  • the position sensor 25 can be of the resolver type, for example.
  • the first position encoder signal input 13 of the servo controller 5 can be designed, for example, for signals of a position encoder of the resolver type and the second position encoder signal input 15 of the servo controller 5 can be designed, for example, for signals of a position encoder of the absolute value encoder type.
  • the position sensor signal present at the specific signal input 7 can be routed to the first specific signal output 9 and thus (via the electrically conductive connection) to the first signal input 13 of the servo controller 5.
  • the servo controller 5 can regulate the servo motor 23 in a manner known per se.
  • the position encoder signal can be routed to the second specific signal output 11 and thus also to the second signal input 15 of the servo controller 5 by selecting the second operating state of the control module 3.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of an arrangement 27 according to the third aspect of the invention.
  • the arrangement 27 has two servo motors 29 and a servo control 31.
  • the servo control 31 in turn has two servo controllers 33, each with an associated control module 35.
  • Each servo controller 33 and the associated control module 35 as well as their interconnection can be as in the case of FIGS. 1-3 discussed servo controller 5 and control module 3 as well as their interconnection can be designed so that reference can be made to the previous statements.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servosteuerung für einen Servomotor, einen Servoantrieb mit einem Servomotor und einer solchen Servosteuerung, eine Anordnung mit Servomotoren und einer solchen Servosteuerung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Servomotors.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung
Servosteuerung, Servoantrieb mit einem Servomotor und einer solchen Servosteuerung, Anordnung mit Servomotoren und einer solchen Servosteuerung sowie Verfahren zum Betreiben eines Servomotors
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servosteuerung für einen Servomotor, einen Servoantrieb mit einem Servomotor und einer solchen Servosteuerung, eine Anordnung mit Servomotoren und einer solchen Servosteuerung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Servomotors.
Stand der Technik
Servomotoren weisen zur Feststellung der aktuellen Rotorposition einen Lagegeber auf. Beispiele für häufige Typen von Lagegebern im Bereich des Maschinenbaus sind Resolver und Absolutwertgeber. Jeder Lagegeber-Typ hat dabei Vor- und Nachteile, wobei der jeweilige Anwendungsfall die konkrete Wahl des Lagegeber-Typs mitentscheiden kann.
Das Signal des Lagegebers wird dann einem Lagegebersignal-Eingang eines Servoreglers zugeführt. Mittels eines Regelkreises regelt der Servoregler innerhalb einer Servosteuerung anhand des eingespeisten Lagegebersignals und einer vorgegebenen oder vorgebbaren Soll-Rotorposition die Position des Rotors des Motors.
Für den jeweiligen Anwendungsfall des Servomotors wird dabei eine entsprechende Verdrahtung von Lagegeber und Servoregler vorgenommen. Es hat sich allerdings als aufwändig herausgestellt, im Wechsel Servomotoren mit unterschiedlichen Lagegebern einzusetzen, da stets die komplette Servosteuerung ausgetauscht oder angepasst werden muss. Hierzu ist besonders geschultes Fachpersonal notwendig, weshalb solche Arbeiten vergleichsweise teuer sind. Außerdem verursachen solche Arbeiten speziell bei ortsveränderlichen und universell einsetzbaren Steuerungen welche üblicherweise mit unterschiedlichen Anwendungen betrieben werden und damit unter Umständen unterschiedliche Lagegebersysteme bedingen, einen erheblichen Aufwand da die Umstellung der Verkabelung üblicherweise nur vom Hersteller der Steuerung vorgenommen werden darf und damit diese an den Hersteller geschickt werden muss.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und insbesondere Mittel bereitzustellen, mit denen der Einsatz von Servomotoren mit unterschiedlichen Lagegebern einfach und flexibel aber dennoch sicher und zuverlässig und mit möglichst geringen Ausfallzeiten, Kosten und Aufwänden möglich ist.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt dadurch gelöst, dass eine Servosteuerung für zumindest einen Servomotor, wobei die Servosteuerung zumindest einen dem Servomotor zugeordneten oder zuordenbaren Servoregler, der zumindest zwei Eingänge für Signale von Servomotor-Lagegeber aufweist, und zumindest ein Ansteuermodul aufweist; wobei das Ansteuermodul einen spezifischen Signaleingang, dem ein Lagegebersignal des Servomotors zugeführt oder zuführbar ist, aufweist und wobei das Ansteuermodul zumindest zwei spezifische Signalausgänge, wovon jeder mit einem von den zumindest zwei Lagegebersignal-Eingänge des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist, aufweist; und wobei das Ansteuermodul zwischen zumindest zwei Betriebszuständen schaltbar ist, wobei abhängig von dem Betriebszustand der spezifische Signaleingang wahlweise mit einem der zumindest zwei spezifischen Signalausgängen elektrisch leitend verbunden ist, vorgeschlagen wird.
Der Erfindung liegt damit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass eine einzige Servosteuerung mit Servomotoren unterschiedlicher Lagegeber universell einsetzbar ist, indem das Lagegebersignal innerhalb der Servosteuerung selektiv auf unterschiedliche Eingänge des von der Servosteuerung aufgewiesenen Servoreglers führbar ist.
Indem folglich ein entsprechendes Ansteuermodul vorgesehen ist, kann also das Lagegebersignal des Servomotors auf unterschiedliche Lagegebersignal-Eingänge des Servoreglers geschalten werden, indem der Betriebszustand des Ansteuermoduls entsprechend gewählt wird. So ist durch Wahl des passenden Betriebszustands des Ansteuermoduls das Lagegebersignal einfach und zuverlässig dem richtigen Signaleingang des Servoreglers zugeführt oder zuführbar.
Dadurch kann die identische Servosteuerung für Servomotoren mit unterschiedlichen Lagegeber eingesetzt werden. Denn es können die Signale unterschiedlicher Lagegeber-Typen an dem spezifischen Signaleingang angelegt werden. Durch Auswahl eines passenden Betriebszustands des Ansteuermoduls kann das Lagegebersignal dann auf den passenden spezifischen Signalausgang geschalten werden. Dieser wiederum ist elektrisch leitend mit dem passenden Lagegebersignal- Eingang des Servoreglers verbunden oder verbindbar.
Dadurch ist es erstmalig möglich, ganz ohne Änderung der Verkabelung innerhalb der Servosteuerung Servomotoren mit unterschiedlichen Lagegeber-Typen einzusetzen. Die bisher notwendige Bereitstellung von unterschiedlich verkabelten Servosteuerungen oder das Ändern von deren Verkabelung beim Wechsel des Lagegebertyps des Servomotors entfällt damit.
Auch sind so vorteilhafterweise im Wechsel Betriebe mit Servomotoren mit jeweils unterschiedlichen Lagegebern möglich. Dann kann vorteilhafterweise auch im laufenden Betrieb zwischen verschiedenen Lagegebertypen umgeschaltet werden. Die Stillstandzeiten einer Anlage mit einer solchen Servosteuerung können deutlich reduziert werden oder entfallen sogar ganz.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass das Ansteuermodul auch mit herkömmlichen Servoreglern kombinierbar ist. Dadurch lassen sich auch bestehende Servosteuerungen leicht nachrüsten.
Die Erfindung ermöglicht es vorteilhafterweise also mit anderen Worten ausgedrückt, eine Umschaltung des Routings von Lagegebersignalen eines Servomotors zwischen den physikalisch getrennten Anschlüssen der Lagegebersignal-Eingänge, insbesondere der Resolver- und der Absolutwertgeber-Schnittstelle, eines Servoreglers.
Dabei weist die Servosteuerung vorteilhafterweise nur den spezifischen Signaleingang als einen von außerhalb der Servosteuerung beschaltbaren Signaleingang für ein Lagegebersignal auf. Durch Auswahl des Betriebszustandes des Ansteuermoduls ist dann das anliegende Lagegebersignal auf den hinsichtlich des Typs von Lagegeber richtigen Eingang des Servoreglers führbar. Beispielsweise weist der Servoregler genau zwei Eingänge für Signale von Servomotor-Lagegeber auf, etwa einen für Signale vom Typ Resolver und einen für Signale vom Typ Absolutwertgeber.
Vorteilhafterweise ist der erste Lagegebersignal-Eingang der zumindest zwei Lagegebersignal- Eingänge des Servoreglers für ein Signal eines Lagegebers vom Typ Resolver ausgelegt und/oder ist der zweite Lagegebersignal-Eingang der zumindest zwei Lagegebersignal-Eingänge des Servoreglers für ein Signal eines Lagegebers vom Typ Absolutwertgeber ausgelegt.
Vorzugsweise ist die Anzahl von spezifischen Signalausgängen des Ansteuermoduls gleich mit der Anzahl von Lagegebersignal-Eingängen des Servoreglers. Beispielsweise weist der Servoregler zwei oder mehr als zwei Eingänge für Lagegebersignale auf. Optional sind alle Lagegebersignal-Eingänge des Servoreglers für Signale von Lagegebern unterschiedlichen Typs ausgelegt.
In einer Ausführungsform kann der Servoregler zwei Lagegebersignal-Eingänge für Signale zweier unterschiedlicher Lagegeber-Typen aufweisen. Dann kann der spezifische Signaleingang des Ansteuermoduls wahlweise mit dem ersten spezifischen Signalausgang des Ansteuermoduls elektrisch leitend verbindbar oder verbunden oder mit dem zweiten spezifischen Signalausgang des Ansteuermoduls elektrisch leitend verbindbar oder verbunden sein, abhängig von dem eingestellten Betriebszustand des Ansteuermoduls.
Vorzugsweise sind Servoregler und das dem Servoregler zugeordnete Ansteuermodul zumindest teilweise in einer gemeinsamen Schaltung ausgebildet.
Optional kann ein weiterer Betriebszustand des Ansteuermoduls vorgesehen sein, bei dem der spezifische Signaleingang des Ansteuermoduls mit keinem spezifischen Signalausgang des Ansteuermoduls elektrisch leitend verbunden ist. Beispielsweise kann dies ein „Aus"-Betriebszustand des Ansteuermoduls sein.
Vorzugsweise ist das Lagegebersignal ein, insbesondere moduliertes, Analogsignal oder ein, insbesondere binäres, Digitalsignal.
Vorzugsweise wird in der vorliegenden Anmeldung der Begriff „Steuerung" nicht einschränkend verstanden, sofern aus dem Kontext sich nicht etwas anderes ergibt. Insbesondere kann eine Servosteuerung vorteilhafterweise auch Mittel zur Durchführung einer Regelung aufweisen. Gleiches gilt für den Begriff „steuern".
Vorteilhafterweise wird unter einem Lagegebersignal-Eingang, insbesondere eines Servoreglers, ein Eingang, insbesondere ein Signaleingang, verstanden, dem ein Signal eines Lagegebers eines Servomotors zugeführt oder zuführbar ist.
Vorteilhafterweise kann ein Signaleingang im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Eingang für ein Analog- und/oder Digitalsignal darstellen oder aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass das Ansteuermodul eine Faraday'sche Schirmung aufweist, insbesondere das Ansteuermodul in einem Metallgehäuse zumindest bereichsweise untergebracht ist. Dadurch kann der Lagegeber vor externen Störeinflüssen geschützt werden, wie sie beispielsweise von einem Servomotor oder anderen elektrischen Apparaturen einer Anlage ausgehen können.
Die Servosteuerung kann vorteilhafterweise zusammen mit Servomotoren für Anwendungen im Bereich Maschinenbau, Robotik und/oder Spritzgießen eingesetzt werden.
Das Ansteuermodul kann beispielsweise in Software, in Hardware oder einer Kombination von beidem realisiert sein. Das Ansteuermodul kann alternativ oder ergänzend einen Speicher, einen Prozessor, einen Analog-Digital-Konverter (analog digital converter, ADC), einen Digital-Analog-Konverter (digital analog converter, DAC) oder eine beliebige Kombination davon aufweisen. Das Ansteuermodul kann beispielsweise programmierbar und/oder derart programmiert sein, dass sie entsprechende Routinen durchführt. Das Ansteuermodul kann in einer Ausführungsform ein FPGA (field programmable gate array) sein oder aufweisen. Beispielsweise kann das das Ansteuermodul dazu ausgelegt sein, das am spezifischen Signaleingang anliegende Lagegebersignal mittels eines ADC abzutasten und/oder das Lagegebersignal mittels eines DAC am spezifischen Signalausgang bereitzustellen. Optional kann das bereitgestellte Lagegebersignal dabei mittels Filterung oder anderer Verarbeitungsschritte gegenüber dem am spezifischen Signaleingang anliegenden Lagegebersignal angepasst sein.
Der Servoregler kann beispielsweise in Software, in Hardware oder einer Kombination von beidem realisiert sein. Der Servoregler kann alternativ oder ergänzend einen Speicher, einen Prozessor, einen Analog-Digital-Konverter (analog digital converter, ADC), einen Digital-Analog-Konverter (digital analog converter, DAC) oder eine beliebige Kombination davon aufweisen. Der Servoregler kann beispielsweise programmierbar und/oder derart programmiert sein, dass sie entsprechende Routinen durchführt. Der Servoregler kann in einer Ausführungsform ein FPGA (field programmable gate array) sein oder aufweisen.
In einer Ausführungsform sind Ansteuermodul und Servoregler integriert ausgebildet, beispielsweise auf einer gemeinsamen Platine.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass das Ansteuermodul eine Umschalteinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, abhängig von dem Betriebszustand den spezifischen Signaleingang wahlweise mit einem der zumindest zwei spezifischen Signalausgänge elektrisch leitend zu verbinden, wobei insbesondere die Umschalteinrichtung zumindest ein Relay, zumindest einen Schalter und/oder zumindest ein Halbleiterelement, wie zumindest einen FET, aufweist oder darstellt.
Ein Relay oder ein Schalter sind kostengünstige Bauteile und ermöglichen gleichzeitig eine sichere Übertragung des Lagegebersignals.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass die Servosteuerung dazu eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit des Lagegebersignals, einer, insbesondere initialen, Signalsequenz des Lagegebers, eines, insbesondere von dem Lagegebersignal separaten, Steuersignals, das insbesondere über eine Busleitung und/oder eine I PC-Schnittstelle, vorzugsweise von dem Servomotor, empfangen wird, und/oder von in dem Motordatenspeicher des Servomotors abgelegten Daten einer der zumindest zwei Betriebszustände des Ansteuermoduls ausgewählt und/oder das Ansteuermodul in einen der zumindest zwei Betriebszustände geschalten wird.
Durch diese Optionen ist jeweils eine besonders zuverlässige Einstellung des Ansteuermoduls und vor allem von dessen Betriebszustand möglich. Denn vor dem Hintergrund des in dem Servomotor eingesetzten Lagegebers kann der passende Betriebszustand vorteilhafterweise selbstständig durch das Ansteuermodul ausgewählt und eingestellt werden. Dadurch kann auch die Betriebssicherheit erhöht werden, da immer der richtige Eingang auf dem Servoregler mit dem Lagegebersignal beaufschlagt wird.
Hinsichtlich zumindest einer der Optionen kann das Ansteuermodul vorteilhafterweise dazu eingerichtet sein, das Lagegebersignal zu analysieren und anhand charakteristischer Signaleigenschaften den Typ des Lagegebers zu ermitteln und basierend darauf einen der zumindest zwei Betriebszustände auszuwählen und/oder das Ansteuermodul in einen der zumindest zwei Betriebszustände zu schalten. Hinsichtlich zumindest einer der Optionen kann das Ansteuermodul vorteilhafterweise dazu eingerichtet sein, eine, beispielsweise initiale, Signalsequenz des Lagegebers zu analysieren und anhand charakteristischer Signaleigenschaften der Signalsequenz den Typ des Lagegebers zu ermitteln und basierend darauf einen der zumindest zwei Betriebszustände auszuwählen und/oder das Ansteuermodul in einen der zumindest zwei Betriebszustände zu schalten. Beispielsweise kann das Signal des Lagegebers dazu eine initiale Signalsequenz aufweisen, die den Lagegebertyp repräsentiert und/oder ermittelbar macht. Auf die initiale Signalsequenz folgend können dann beispielsweise die eigentlichen Positionsdaten des Lagegebers innerhalb des Lagegebersignals folgen. Indem dann der initiale Teil des Signals ausgewertet wird, ist die Typ-Information des Lagegebers vorteilhafterweise ermittelbar.
Hinsichtlich zumindest einer der Optionen kann das Ansteuermodul vorteilhafterweise dazu eingerichtet sein, das separate Steuersignal zu empfangen. Beispielsweise kann das Steuersignal eine Signalsequenz aufweisen, die den Lagegebertyp repräsentiert und/oder ermittelbar macht. Indem dann die Signalsequenz ausgewertet wird, ist die Typ-Information des Lagegebers vorteilhafterweise ermittelbar. Das Steuersignal kann beispielsweise von dem Servomotor empfangen werden oder von Teilen der Servosteuerung.
Hinsichtlich zumindest einer der Optionen kann das Ansteuermodul vorteilhafterweise dazu eingerichtet sein, Daten aus dem Motordatenspeicher auszulesen oder von dort zu empfangen. Indem dann diese Daten ausgewertet werden, ist die Typ-Information des Lagegebers vorteilhafterweise ermittelbar.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass ein erster Lagegebersignal-Eingang der zumindest zwei Lagegebersignal-Eingänge des Servoreglers für ein Signal eines ersten Typs von Lagegeber ausgelegt ist und ein zweiter Lagegebersignal-Eingang der zumindest zwei Lagegebersignal- Eingänge des Servoreglers für ein Signal eines zweiten Typs von Lagegeber ausgelegt ist, und wobei insbesondere der erste spezifische Signalausgang des Ansteuermoduls mit dem ersten Lagegebersignal-Eingang des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist und der zweite spezifische Signalausgang des Ansteuermoduls mit dem zweiten Lagegebersignal-Eingang des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist.
Beispielsweise kann der erste Typ von Lagegeber ein Resolver sein.
Beispielsweise kann der zweite Typ von Lagegeber ein Absolutwertgeber sein.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass in einem ersten Betriebszustand des Ansteuermoduls der spezifische Signaleingang mit einem ersten spezifischen Signalausgang der zumindest zwei spezifischen Signalausgänge elektrisch leitend verbunden ist und in einem zweiten Betriebszustand des Ansteuermoduls der spezifische Signaleingang mit einem zweiten spezifischen Signalausgang der zumindest zwei spezifischen Signalausgänge elektrisch leitend verbunden ist.
Dadurch ist das Ansteuermodul gezielt einstellbar, um das am spezifischen Signaleingang anliegende Lagegebersignal auf einen der spezifischen Signalausgänge zu führen.
Beispielsweise kann das Ansteuermodul genau zwei spezifische Signalausgänge aufweisen.
Vorzugsweise ist in dem ersten Betriebszustand der spezifische Signaleingang von allen spezifischen Signalausgängen nur mit dem ersten spezifischen Signalausgang elektrisch leitend verbunden und/oder ist in dem zweiten Betriebszustand der spezifische Signaleingang von allen spezifischen Signalausgängen nur mit dem zweiten spezifischen Signalausgang elektrisch leitend verbunden. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass das Ansteuermodul zumindest teilweise durch eine Anordnung elektrischer und/oder elektronischer Bauteile auf einer ersten Platine bereitgestellt ist und der Servoregler zumindest teilweise durch eine Anordnung elektrischer und/oder elektronischer Bauteile auf einer zweiten Platine bereitgestellt ist, und wobei vorzugsweise die erste und die zweite Platine elektrisch leitend miteinander, insbesondere lösbar, verbunden oder verbindbar, insbesondere ineinandergesteckt oder ineinander steckbar, sind.
Dadurch kann die Servosteuerung vorteilhafterweise modular aufgebaut sein. So kann beispielsweise das Ansteuermodul auf der ersten Platine leicht mit einem von mehreren verschiedenen Servoreglern, wovon insbesondere jeder auf einer eigenen zweiten Platine zumindest teilweise vorgesehen ist, kombiniert werden. Dazu muss dann einfach nur die erste Platine mit einer der zweiten Platinen elektrisch leitend verbunden werden. Das macht die Servosteuerung besonders modular, flexibel und vielfältig einsetzbar.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass die Betriebszustände des Ansteuermoduls mittels eines von der Servosteuerung aufgewiesenen oder mit dieser in Wirkverbindung stehenden oder bringbaren Auswahlmittels auswählbar sind, insbesondere mittels des Auswahlmittels wenigstens zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand des Ansteuermoduls hin- und herschaltbar ist.
Ein solches Auswahlmittel kann besonders robust sein und dennoch eine sichere und zuverlässige Auswahl des Betriebszustandes ermöglichen. Vor allem ein mechanisches Auswahlmittel ist besonders bevorzugt. Es sind aber auch elektrische Auswahlmittel möglich.
In einer Ausführungsform kann das Auswahlmittel in Wirkverbindung mit der Umschalteinrichtung stehen. Vorzugsweise kann so mittels des Auswahlmittels die Umschalteinrichtung beeinflusst, insbesondere kontrolliert und/oder betätigt, werden. Beispielsweis kann durch Betätigen des Auswahlmittels die Umschalteinrichtung derart beeinflusst werden, dass ein bestimmter Betriebszustand des Ansteuermoduls eingestellt wird, insbesondere die leitende Verbindung zwischen dem spezifischem Signaleingang und dem jeweiligen spezifischen Signalausgang hergestellt wird.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass das Auswahlmittel einen Dip-Schalter oder einen Wahlschalter aufweist oder darstellt.
Diese Arten von Auswahlmittel können besonders sicher bedient werden und ermöglichen damit einen sicheren Betrieb des Ansteuermoduls.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass das Auswahlmittel eine Softwareschnittstelle aufweist und über die Softwareschnittstelle der Betriebszustand, insbesondere mittels eines Kontrollsignals, auswählbar ist.
Auf diese Weise ist der Betriebszustand besonders einfach auch entfernt über eine Software- Anwendung einstellbar. Damit kann die Auswahl des Betriebszustandes und damit die Kontrolle über das Ansteuermodul in eine bestehende Software-Umgebung eingebunden werden.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass die Servosteuerung zwei oder mehr als zwei Servoregler mit jeweils einem zugeordnetem Ansteuermodul aufweist.
Die Servosteuerung ist so besonders einfach erweiterbar und lässt sich für den Einsatz von mehreren Servomotoren, wobei jede der zumindest zwei Ansteuermodul-Servoregler-Kombinationen einer der Servomotoren zugeordnet oder zuordenbar ist, auslegen.
Vorteilhafterweise sind dabei die Lagegebersignal-Eingänge eines jeden Servoreglers mit den spezifischen Signalausgängen des ihm zugeordneten Ansteuermoduls elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise können die Servoregler zumindest teilweise hinsichtlich der Auslegung ihrer Eingänge für das Lagegebersignal unterschiedlich sein. Das heißt, dass die einzelnen Servoregler im Vergleich untereinander auch verschiedene Kombinationen von Lagegebersignal-Eingänge aufweisen können. Dabei ist dann besonders vorteilhaft, dass die mehreren Ansteuermodule dennoch alle baugleich sein können, da deren Signalübertragungseigenschaften vorteilhafterweise nicht oder in nicht störender Weise von dem Typ des Lagegebers abhängen.
In einer Ausführungsform kann die Servosteuerung mehrere Servoregler mit jeweils zumindest einem zugeordnetem Ansteuermodul aufweisen. Beispielsweise kann die Servosteuerung zwei Servoregler und zwei Ansteuermodule aufweisen und jedes Ansteuermodul ist einem Servoregler zugeordnet. Beispielsweise kann die Servosteuerung mehr als zwei, etwa drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr als zehn, Servoregler und genauso viele Ansteuermodule aufweisen und jedes Ansteuermodul ist einem der Servoregler zugeordnet.
Beispielsweise weist die Servosteuerung genau zwei Servoregler und genau zwei Ansteuermodule auf, wobei die spezifischen Signalausgänge des einen Ansteuermoduls mit den Eingängen für unterschiedliche Lagegebersignale des einen Servoreglers verdrahtet sind und die spezifischen Signalausgänge des anderen Ansteuermoduls mit den Eingängen für unterschiedliche Lagegebersignale des anderen Servoreglers verdrahtet sind.
Vorzugsweise sind die Ansteuermodule alle identisch aufgebaut. Dies ist besonders günstig in der Herstellung.
Vorzugsweise sind die Servoregler zumindest teilweise verschieden, insbesondere zumindest in Bezug auf die Auslegung ihrer Eingänge für Lagegebersignale.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt dadurch gelöst, dass ein Servoantrieb mit zumindest einem Servomotor und zumindest einer Servosteuerung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei vorzugsweise der Servomotor einen Lagegeber aufweist und der Signalausgang des Lagegebers mit dem spezifischen Signaleingang des Ansteuermoduls der Servosteuerung elektrisch leitend verbunden ist und/oder das Signal des Lagegebers des Servomotors über das Ansteuermodul der Servosteuerung wahlweise einem der zumindest zwei Lagegeber- Eingänge des Servoreglers der Servosteuerung zugeführt oder zuführbar ist, vorgeschlagen wird
Der Servomotor weist vorteilhafterweise einen Motordatenspeicher (MDS) auf. Beispielsweise kann innerhalb des Motordatenspeichers der Typ des Lagegebers des Servomotors als Information gespeichert sein. Diese Information kann optional von dem Servomotor als Datum gesendet werden, beispielsweise über dieselbe Leitung wie das Lagegebersignal oder als Steuersignal über eine Steuerleitung. Alternativ oder ergänzend kann der Servomotor dazu eingerichtet sein, den Typ seines Lagegebers mittels einer, insbesondere initialen, Signalsequenz zu repräsentieren und diese beispielsweise über dieselbe Leitung wie das Lagegebersignal zu senden. Somit kann diese Information von der Servosteuerung zur Schaltung des Betriebszustandes des Ansteuermoduls empfangen und/oder eingesetzt werden.
Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung gelten vorteilhafterweise alle Vorteile und Optionen, die in Bezug auf die Servosteuerung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden entsprechend. So sind vor allem alle in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination auch bei dem Servoantrieb und dessen Teilen (wie insbesondere der Servosteuerung) vorteilhafterweise vorsehbar. Es kann daher auf die entsprechenden Ausführungen weiter oben verwiesen werden. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass der Lagegeber des Servomotors ein Lagegeber eines ersten Typs ist und ein erster der wenigstens zwei Lagegeber-Eingänge des Servoreglers für ein Signal von einem Lagegeber des ersten Typs ausgelegt ist und vorzugsweise ein zweiter der wenigstens zwei Lagegeber-Eingänge des Servoreglers für ein Signal von einem Lagegeber eines von dem ersten Typ unterschiedlichen zweiten Typs ausgelegt ist.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass der Lagegeber des Servomotors einen Absolutwertgeber, einen Resolver und/oder einen Inkrementalgeber aufweist oder darstellt.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß einem dritten Aspekt dadurch gelöst, dass eine Anordnung mit zumindest zwei Servomotoren und einer Servosteuerung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei vorzugsweise das Lagegebersignal eines ersten der zumindest zwei Servomotoren dem spezifischen Signaleingang eines ersten Ansteuermoduls der zumindest zwei Ansteuermodulen zugeführt oder zuführbar ist und das Lagegebersignal eines zweiten der zumindest zwei Servomotoren dem spezifischen Signaleingang eines zweiten Ansteuermoduls der zumindest zwei Ansteuermodulen zugeführt oder zuführbar ist, vorgeschlagen wird.
Bei dem dritten Aspekt der Erfindung gelten vorteilhafterweise alle Vorteile und Optionen, die in Bezug auf die Servosteuerung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder in Bezug auf den Servoantrieb gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden entsprechend. So sind vor allem alle in Bezug auf den ersten und/oder zweiten Aspekt der Erfindung beschriebenen Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination auch bei der Anordnung und deren Teilen (wie insbesondere der Servosteuerung) vorteilhafterweise vorsehbar. Es kann daher auf die entsprechenden Ausführungen weiter oben verwiesen werden.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß einem vierten Aspekt dadurch gelöst, dass ein Verfahren zum Betreiben eines Servomotors, das Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines Servomotors und einer dem Servomotor zugeordneten Servosteuerung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, eines Servoantriebs gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder einer Anordnung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung; und Durchführen für jeden Servomotor: Schalten des Ansteuermoduls, insbesondere abhängig von dem Typ des Lagegebers des Servomotors und/oder anhand des Lagegebersignals, in einen Betriebszustand, so dass der spezifische Signaleingang des Ansteuermoduls mit einem ausgewählten spezifischen Signalausgang des Ansteuermoduls elektrisch leitend verbunden wird, wobei der ausgewählte spezifische Signalausgang mit einem Lagegebersignal-Eingang des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist, der für ein Lagegebersignal von einem Lagegeber des Typs des Lagegebers des Servomotors ausgelegt ist, vorgeschlagen wird.
Dabei ist vorteilhafterweise der spezifische Signaleingang des jeweiligen Ansteuermoduls, das geschalten wird, mit dem Lagegeber des jeweiligen Servomotors elektrisch leitend verbunden.
Bei dem vierten Aspekt der Erfindung gelten vorteilhafterweise alle Vorteile und Optionen, die in Bezug auf die Servosteuerung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, in Bezug auf den Servoantrieb gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder in Bezug auf die Anordnung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden entsprechend. So sind vor allem alle in Bezug auf den ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung beschriebenen Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination auch bei dem Verfahren vorteilhafterweise vorsehbar. Es kann daher auf die entsprechenden Ausführungen weiter oben verwiesen werden.
In einer vorteilhaften Alternative des hier vorgestellten Konzepts (insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung) könnte beispielsweise vorgesehen sein, dass das, was von dem Ansteuermodul und dem damit verdrahteten Servoregler bereitgestellt wird, als eine einzige, beispielsweise ganz oder teilweise in Software ausgebildete, Einheit ausgebildet bereitgestellt wird, wobei die Einheit dazu vorteilhafterweise einen einzigen Lagegebersignal-Eingang für analoge Lagegebersignale und/oder einen einzigen Lagegebersignal-Eingang für digitale Lagegebersignale hat und, wobei vorteilhafterweise dann die Signale in der Einheit abhängig von dem Typ des Lagegebers auf definierte oder definierbare Weise verarbeitet werden und direkt zur Regelung herangezogen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen erläutert werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Servosteuerung gemäß dem ersten Aspekt der
Erfindung;
Fig. 2a eine schematische Darstellung des Ansteuermoduls der Servosteuerung aus Fig. 1 in einem ersten Betriebszustand;
Fig. 2b eine schematische Darstellung des Ansteuermoduls der Servosteuerung aus Fig. 1 in einem zweiten Betriebszustand;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Servoantriebs gemäß dem zweiten Aspekt der
Erfindung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung gemäß dem dritten Aspekt der
Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Servosteuerung 1 gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Die Servosteuerung 1 weist ein Ansteuermodul 3 und einen einem Servomotor zuordenbaren Servoregler 5 auf.
Das Ansteuermodul 3 weist seinerseits einen spezifischen Signaleingang 7 auf. Diesem ist ein Signal eines Lagegebers (beispielsweise vom Typ Resolver oder vom Typ Absolutwertgeber) des Servomotors zuführbar. Außerdem weist das Ansteuermodul 3 zwei spezifische Signalausgänge auf, einen ersten spezifischen Signalausgang 9 und einen zweiten spezifischen Signalausgang 11.
Der Servoregler 5 weist zwei Eingänge 13 und 15 für Signale von Servomotor-Lagegeber auf. Der erste Eingang 13 ist für ein Signal eines ersten Typs von Lagegeber ausgelegt und der zweite Eingang 15 ist für ein Signal eines zweiten Typs von Lagegeber ausgelegt.
Die Ausgänge 9 und 11 des Ansteuermoduls 3 sind mit den Lagegebersignal-Eingängen 13 und 15 des Servoreglers 5 elektrisch leitend verbunden. Der erste spezifische Signalausgang 9 des Ansteuermoduls 3 ist dabei mit dem ersten Lagegebersignal-Eingang 13 des Servoreglers 5 elektrisch leitend verbunden (wie durch die durchgezogene Verbindungslinie in Fig. 1 illustriert ist) und der zweite spezifische Signalausgang 11 des Ansteuermoduls 3 ist mit dem zweiten Lagegebersignal-Eingang 15 des Servoreglers 5 elektrisch leitend verbunden (wie wieder durch die durchgezogene Verbindungslinie in Fig. 1 illustriert ist). Je nach Betriebszustand des Ansteuermoduls 3, wird ein an dem spezifischen Signaleingang 7 anliegendes Lagegebersignal entweder auf den ersten Eingang 13 des Servoreglers 5 oder auf den zweiten Eingang 15 des Servoreglers 5 geführt. So kann durch eine Auswahl des Betriebszustandes des Ansteuermoduls 3 das Lagegebersignal auf den passenden Signaleingang des Servoreglers 5 geführt werden.
Fig. 2a zeigt eine schematische Darstellung des Ansteuermoduls 3 der Servosteuerung 1 aus Fig. 1 in einem ersten Betriebszustand. In dem ersten Betriebszustand des Ansteuermoduls 3 ist der spezifische Signaleingang 7 mit dem ersten spezifischen Signalausgang 9 elektrisch leitend verbunden. Dies ist durch die durchgezogene Signalpfad-Linie 17 illustriert. Demgegenüber besteht keine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem spezifischen Signaleingang 7 und dem zweiten spezifischen Signalausgang 11, wie durch den gestrichelten Abschnitt der Signalpfad-Linie illustriert ist.
In dem in Fig. 2b dargestellten zweiten Betriebszustand des Ansteuermoduls 3 ist der spezifische Signaleingang 7 mit dem zweiten spezifischen Signalausgang 11 elektrisch leitend verbunden. Dies ist durch die durchgezogene Signalpfad-Linie 17 illustriert. Demgegenüber besteht keine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem spezifischen Signaleingang 7 und dem ersten spezifischen Signalausgang 9, wie durch den gestrichelten Abschnitt der Signalpfad-Linie illustriert ist.
In Fig. 2a und Fig. 2b ist außerdem eine Umschalteinrichtung 19 des Ansteuermoduls 3 zu sehen. Diese ist dazu eingerichtet, abhängig von dem Betriebszustand den spezifischen Signaleingang 7 wahlweise mit einem der zwei spezifischen Signalausgänge 9, 11 elektrisch leitend zu verbinden. Die Umschalteinrichtung 19 ist vorliegend beispielsweise als Relay realisiert, das durch einen (in den Figuren nicht dargestellten) mechanischen Schalter schaltbar sein kann.
Mit dem Ansteuermodul 3 kann folglich durch Wahl des Betriebszustandes des Ansteuermoduls 3 ein Signal eines Lagegebers eines Servomotors geschalten und dadurch auf einen bestimmten Eingang 13, 15 des Servoreglers 5 geführt werden.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Servoantriebs 21 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Der Servoantrieb 21 weist einen Servomotor 23 und eine Servosteuerung 1 auf. Die Servosteuerung 1 kann die Servosteuerung, wie sie in Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde, sein. Daher werden für gleiche Merkmale auch gleiche Bezugszeichen verwendet und es kann diesbezüglich auf die vorherigen Ausführungen verweisen werden.
Der Servomotor 23 weist einen Lagegeber 25 auf und dessen Signale werden auf den spezifischen Signaleingang 7 des Ansteuermoduls 3 geführt. Dazu besteht gemäß der in Fig. 3 illustrierten Verbindungslinie eine elektrisch leitfähige Verbindung.
Je nach Typ des eingesetzten Lagegebers 25 kann das Ansteuermodul 3 in den ersten oder zweiten Betriebszustand versetzt werden, um das Lagegebersignal des Lagegebers 25 auf den richtigen Eingang 13, 15 des Servoreglers 5 zu führen.
Der Lagegeber 25 kann beispielsweise vom Typ Resolver sein. Der erste Lagegebersignal-Eingang 13 des Servoreglers 5 kann beispielsweise für Signale eines Lagegebers vom Typ Resolver ausgelegt sein und der zweite Lagegebersignal-Eingang 15 des Servoreglers 5 kann beispielsweise für Signale eines Lagegebers vom Typ Absolutwertgeber ausgelegt sein. In diesem Fall kann durch Wahl des ersten Betriebszustands des Ansteuermoduls 3 das am spezifischen Signaleingang 7 anliegende Lagegebersignal auf den ersten spezifischen Signalausgang 9 und damit (über die elektrisch leitende Verbindung) auf den ersten Signaleingang 13 des Servoreglers 5 geführt werden. Anhand eines definierten oder definierbaren Soll-Positionswertes und der vom Lagegeber 25 dem Servoregler 5 bereitgestellten Ist-Positionswert des Rotors des Servomotors 23 kann der Servoregler 5 den Servomotor 23 in an sich bekannter Weise regeln.
Wird ein anderer Servomotor mit beispielsweise einem Lagergeber vom Typ Absolutwertgeber eingesetzt, kann durch Wahl des zweiten Betriebszustands des Ansteuermoduls 3 das Lagegebersignal auf den zweiten spezifischen Signalausgang 11 und damit auch auf den zweiten Signaleingang 15 des Servoreglers 5 geführt werden.
Der Einsatz der Servosteuerung 1 mit Servomotoren mit unterschiedlichen Lagegebertypen ist dadurch sehr einfach möglich.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 27 gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung.
Die Anordnung 27 weist zwei Servomotoren 29 und eine Servosteuerung 31 auf. Die Servosteuerung 31 weist ihrerseits zwei Servoregler 33 mit jeweils zugeordnetem Ansteuermodul 35 auf. Jeder Servoregler 33 und das zugeordnete Ansteuermodul 35 sowie deren Verschaltung untereinander kann wie bei den in Bezug auf die Figs. 1-3 besprochenen Servoregler 5 und Ansteuermodul 3 sowie deren Verschaltung ausgestaltet sein, so dass auf die vorherigen Ausführungen verwiesen werden kann.
Die in der vorangehenden Beschreibung, in den Zeichnungen und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für die Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein.
Bezugszeichenliste
1 Servosteuerung
3 Ansteuermodul
5 Servoregler
7 Spezifischer Signaleingang
9 Spezifischer Signalausgang
11 Spezifischer Signalausgang
13 Signaleingang
15 Signaleingang
17 Signalpfad
19 Umschalteinrichtung
21 Servoantrieb
23 Servomotor
25 Lagegeber
TI Anordnung
29 Servomotor
31 Servosteuerung
33 Servoregler
35 Ansteuermodul

Claims

Patentansprüche Servosteuerung für zumindest einen Servomotor, wobei die Servosteuerung zumindest einen dem Servomotor zugeordneten oder zuordenbaren Servoregler, der zumindest zwei Eingänge für Signale von Servomotor-Lagegeber aufweist, und zumindest ein Ansteuermodul aufweist; wobei das Ansteuermodul einen spezifischen Signaleingang, dem ein Lagegebersignal des Servomotors zugeführt oder zuführbar ist, aufweist und wobei das Ansteuermodul zumindest zwei spezifische Signalausgänge, wovon jeder mit einem von den zumindest zwei Lagegebersignal- Eingänge des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist, aufweist; und wobei das Ansteuermodul zwischen zumindest zwei Betriebszuständen schaltbar ist, wobei abhängig von dem Betriebszustand der spezifische Signaleingang wahlweise mit einem der zumindest zwei spezifischen Signalausgängen elektrisch leitend verbunden ist. Servosteuerung nach Anspruch 1, wobei das Ansteuermodul eine Umschalteinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, abhängig von dem Betriebszustand den spezifischen Signaleingang wahlweise mit einem der zumindest zwei spezifischen Signalausgänge elektrisch leitend zu verbinden, wobei insbesondere die Umschalteinrichtung zumindest ein Relay, zumindest einen Schalter und/oder zumindest ein Halbleiterelement, wie zumindest einen FET, aufweist oder darstellt. Servosteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Servosteuerung dazu eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit des Lagegebersignals, einer, insbesondere initialen, Signalsequenz des Lagegebers, eines, insbesondere von dem Lagegebersignal separaten, Steuersignals, das insbesondere über eine Busleitung und/oder eine IPC-Schnittstelle, vorzugsweise von dem Servomotor, empfangen wird, und/oder von in dem Motordatenspeicher des Servomotors abgelegten Daten einer der zumindest zwei Betriebszustände des Ansteuermoduls ausgewählt und/oder das Ansteuermodul in einen der zumindest zwei Betriebszustände geschalten wird. Servosteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein erster Lagegebersignal- Eingang der zumindest zwei Lagegebersignal-Eingänge des Servoreglers für ein Signal eines ersten Typs von Lagegeber ausgelegt ist und ein zweiter Lagegebersignal-Eingang der zumindest zwei Lagegebersignal-Eingänge des Servoreglers für ein Signal eines zweiten Typs von Lagegeber ausgelegt ist, und wobei insbesondere der erste spezifische Signalausgang des Ansteuermoduls mit dem ersten Lagegebersignal-Eingang des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist und der zweite spezifische Signalausgang des Ansteuermoduls mit dem zweiten Lagegebersignal-Eingang des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist. Servosteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Betriebszustand des Ansteuermoduls der spezifische Signaleingang mit einem ersten spezifischen Signalausgang der zumindest zwei spezifischen Signalausgänge elektrisch leitend verbunden ist und in einem zweiten Betriebszustand des Ansteuermoduls der spezifische Signaleingang mit einem zweiten spezifischen Signalausgang der zumindest zwei spezifischen Signalausgänge elektrisch leitend verbunden ist. Servosteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ansteuermodul zumindest teilweise durch eine Anordnung elektrischer und/oder elektronischer Bauteile auf einer ersten Platine bereitgestellt ist und der Servoregler zumindest teilweise durch eine Anordnung elektrischer und/oder elektronischer Bauteile auf einer zweiten Platine bereitgestellt ist, und wobei vorzugsweise die erste und die zweite Platine elektrisch leitend miteinander, insbesondere lösbar, verbunden oder verbindbar, insbesondere ineinandergesteckt oder ineinander steckbar, sind. Servosteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die einzelnen Betriebszustände des Ansteuermoduls mittels eines von der Servosteuerung aufgewiesenen oder mit dieser in Wirkverbindung stehenden oder bringbaren Auswahlmittels auswählbar sind, insbesondere mittels des Auswahlmittels wenigstens zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand des Ansteuermoduls hin- und herschaltbar ist, wobei vorzugsweise (i) das Auswahlmittel einen Dip-Schalter oder einen Wahlschalter aufweist oder darstellt und/oder (ii) das Auswahlmittel eine Softwareschnittstelle aufweist und über die Softwareschnittstelle der Betriebszustand, insbesondere mittels eines Kontrollsignals, auswählbar ist. Servosteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Servosteuerung zwei oder mehr als zwei Servoregler mit jeweils einem zugeordnetem Ansteuermodul aufweist. Servoantrieb mit zumindest einem Servomotor und zumindest einer Servosteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei vorzugsweise der Servomotor einen Lagegeber aufweist und der Signalausgang des Lagegebers mit dem spezifischen Signaleingang des Ansteuermoduls der Servosteuerung elektrisch leitend verbunden ist und/oder das Signal des Lagegebers des Servomotors über das Ansteuermodul der Servosteuerung wahlweise einem der zumindest zwei Lagegeber-Eingänge des Servoreglers der Servosteuerung zugeführt oder zuführbar ist, wobei vorzugsweise (i) der Lagegeber des Servomotors ein Lagegeber eines ersten Typs ist und ein erster der wenigstens zwei Lagegeber-Eingänge des Servoreglers für ein Signal von einem Lagegeber des ersten Typs ausgelegt ist und vorzugsweise ein zweiter der wenigstens zwei Lagegeber-Eingänge des Servoreglers für ein Signal von einem Lagegeber eines von dem ersten Typ unterschiedlichen zweiten Typs ausgelegt ist und/oder (ii) der Lagegeber des Servomotors einen Absolutwertgeber, einen Resolver und/oder einen Inkrementalgeber aufweist oder darstellt. Anordnung mit zumindest zwei Servomotoren und einer Servosteuerung gemäß Anspruch 8, wobei vorzugsweise das Lagegebersignal eines ersten der zumindest zwei Servomotoren dem spezifischen Signaleingang eines ersten Ansteuermoduls der zumindest zwei Ansteuermodulen zugeführt oder zuführbar ist und das Lagegebersignal eines zweiten der zumindest zwei Servomotoren dem spezifischen Signaleingang eines zweiten Ansteuermoduls der zumindest zwei Ansteuermodulen zugeführt oder zuführbar ist. Verfahren zum Betreiben eines Servomotors, das Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines Servomotors und einer dem Servomotor zugeordneten Servosteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, eines Servoantriebs nach Anspruch 9 und/oder einer Anordnung nach Anspruch 10; und Durchführen für jeden Servomotor: Schalten des Ansteuermoduls, insbesondere abhängig von dem Typ des Lagegebers des Servomotors und/oder anhand des Lagegebersignals, in einen Betriebszustand, so dass der spezifische Signaleingang des Ansteuermoduls mit einem ausgewählten spezifischen Signalausgang des Ansteuermoduls elektrisch leitend verbunden wird, wobei der ausgewählte spezifische Signalausgang mit einem Lagegebersignal-Eingang des Servoreglers elektrisch leitend verbunden ist, der für ein Lagegebersignal von einem Lagegeber des Typs des Lagegebers des Servomotors ausgelegt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017073942A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社ミツバ モータ制御装置

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