Zykluszeiten von 4 µs Motion Control in neuen Dimensionen

Welche Anwendungen verlangen nach einer Zykluszeit von 4 µs?

Lassen Sie uns zur Beantwortung dieser Frage eine bestimmte industrielle Anwendung betrachten. Ein gutes Beispiel sind Fräs- und CNC-Maschinen: Sie bestehen aus einer Steuerung und mehreren Schrittmotoren (Bild 2).

Die Steuerungseinheit verwendet zwei Signale zur Ansteuerung des Schrittmotortreibers, nämlich ein Step- oder PTO-Signal (Pulse-Train Output) zur Angabe der Schrittzahl, um die sich der Motor bewegen soll, und ein Richtungssignal (Dir), das angibt, in welcher Richtung sich der Motor drehen soll.

Jeder Schrittmotor benötigt diese Step- und Dir-Signale, die in einer Stern-Topologie verdrahtet sind. Von den Schrittmotoren kommen wiederum Feedback- (FB) und Diagnose-Informationen wie etwa die Angabe der Wellenposition und der aktuellen Temperatur oder mögliche Fehlermeldungen. Die FB-Informationen werden über eine kundenspezifische Schnittstelle an die Steuerungseinheit zurückgeschickt.

Texas Instruments hat zur SPS IPC Drives 2016 ein „Simple Open Real-Time Ethernet“-Protokoll (SORTE) entwickelt, das eine Zykluszeit von 4 µs unterstützt. Das Protokoll kann die Step- und Dir-Signale einer vierachsigen CNC-Maschine übertragen und überträgt auf dem Rückkanal zusätzlich die FB- und Diagnose-Informationen. Bei einer Zykluszeit von 4 µs kann die Steuerungseinheit Schrittmotorfrequenzen bis 250 kHz erzeugen.