Wer sich mit der Thematik Motion Control auseinandersetzen will, braucht eine einfache Einstiegshilfe. Das Lehrbuch „Motion Control für Einsteiger“ geht das Thema auf experimentelle Art an und bezieht ein Starter-Kit mit ein, das aus der programmierbaren Epos2-P-Positioniersteuerung von Maxon und dem Epos-Studio-User-Interface besteht. Mithilfe von Praxisbeispielen werden die Grundlagen von Motion Control und eine Einführung in die SPS Programmierung vermittelt.
Der Autor: Urs Kafader, Leiter der technischen Ausbildung, Maxon, Sachseln, Schweiz
Das Epos2-P-Starter-Kit von Maxon – ursprünglich als Einstiegshilfe für Neukunden gedacht – zeigt an einem bezahlbaren und überschaubaren System die Eigenschaften des Motion Controllers praxisnah und realistisch auf. Alles, was es für professionelle Motion Control nach gängigen Industriestandards braucht, ist in kompakter Form vorhanden. Als Orientierungshilfe dieser Entdeckungsreise dient das Lehrbuch „Motion Control für Einsteiger“. Zielgruppe sind Personen, die zum ersten Mal mit Positioniersteuerungen in Kontakt kommen oder auch Fachspezialisten in interdisziplinären Entwicklungsteams. Insbesondere Personen, die nicht alle Aspekte der Mechatronik in ihrem Ausbildungsrucksack mitbringen, müssen ein Grundverständnis für Antriebssysteme entwickeln.
Im Zentrum des Lehrbuches steht die experimentelle Herangehensweise. Statt zuerst den theoretischen Hintergrund zu erklären und diesen dann an Beispielen anzuwenden, steht hier an erster Stelle das praktische Erproben an einem Epos2-P-Positioniersystem. Die relevanten Motion-Control-Prinzipien werden erklärt, wenn sie im Ablauf der Übungen und praktischen Anleitungen auftreten.
Das Lehrbuch identifiziert und definiert die Rolle, das Verhalten und die Interaktion der verschiedenen Elemente eines Antriebssystems. Dazu braucht man den jeweiligen internen Aufbau und die grundlegenden Arbeitsprinzipien nur beschränkt zu kennen. Meist reicht eine Black-Box-Betrachtung. Welche Ausgaben werden für vorgegebene Eingangsgrößen erzeugt und welche Parameter beeinflussen die Ausgabe? Wie eine Vorsteuerung im Regler implementiert sein muss, braucht nicht erklärt zu werden; wichtig ist das zugrunde liegende Konzept, und wie sich die Parameter während des Tunings verändern. Ein weiteres Thema ist die in der Epos2-P-Positioniersteuerung enthaltene SPS. Der Fokus der Programmierung liegt aber auf den Motion-Control-Aspekten. Deshalb ist dieser Teil auch als Einführung zur Programmierung von Motion Control zu verstehen, und nicht als vollständiger SPS-Programmierlehrgang.
Das Lehrbuch konzentriert sich in den beiden ersten Teilen auf den Motion Controller, der über das Epos-Studio als Mastersystem angesteuert wird. Nach einer Einführung bereitet das Kapitel 2 das Motion-Control-System auf die darauf folgenden Übungen vor. Die Eigenschaften von Motor und Encoder müssen definiert und der Regelkreis eingestellt werden. Die weiteren Kapitel erforschen die verschiedenen Betriebsmodi des Reglers mit praxisnahen Schritt-um-Schritt-Übungen: Positionieren, Referenzfahrt, Drehzahl- und Stromregelung. Anschließend wird die Funktionsweise der zugehörigen Ein- und Ausgänge untersucht. Den Abschluss bilden einige spezielle Betriebsmodi, die nicht auf die Online-Kommandierung zurückgreifen.
Das SPS-Programm als übergeordnetes System wird im dritten Teil, nach einem kurzen Intermezzo über die Grundzüge von CANopen, behandelt.
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