Die Software BendPro bietet Anwendern digitaler Servoantriebe auch aus der Ferne einen Echtzeit-Einblick in das Maschinengeschehen.Kürzlich erhielten wir einen Anruf von einem Hersteller von Hydraulikteilen, der auf einer seiner CNC-Rohrbiegemaschinen in jeder Schicht ein paar Produktionsstunden verlor: „Wir können ein paar Teile bearbeiten, dann bekommen wir einen Wagenfehler!“Bei der Biegemaschine handelt es sich um eine ältere Maschine, die etwa ein halbes Jahr zuvor mit einer neuen BendPro G2-Steuerung aufgerüstet wurde.Das Unternehmen ersetzte die alten analogen Servoantriebe und -motoren der Einheit durch neue digitale Antriebe und Servomotoren von Bosch Rexroth.Bei einer CNC-Rohrbiegemaschine kann die Bewegung (Achse) nahezu jeder Vorrichtung durch Servomotoren, die von einem Servoantrieb gesteuert werden, präzise positioniert werden.Ein Servoantrieb ist ein Verstärker, der die elektrische Spannung der Maschine in eine geregelte Spannung umwandelt, um einen Servomotor präzise zu bewegen.Ein Servomotor liefert ein Signal zurück an den Antrieb, der seine Geschwindigkeit und Richtung überwacht.Um zu wissen, in welche Richtung und wie schnell die Bewegung erfolgen soll, muss das Steuersystem Informationen an den Antrieb liefern.Die meisten CNC-Biegemaschinen haben mindestens zwei Servomotoren, und eine vollelektrische Maschine kann 12 oder mehr haben.Analog.In einem analogen Servosystem sendet das Hauptsteuersystem ein analoges Signal, das die Antriebsgeschwindigkeit und -richtung vorgibt.Das Signal kann ein analoges Signal mit niedriger Stromstärke sein, aber die am häufigsten verwendeten Systeme liefern eine Befehlsspannung von bis zu 10 positiven DC-Volt oder bis zu 10 negativen DC-Volt (+/- 10 VDC).Wenn am Antrieb ein Null-Volt-Befehlssignal anliegt, sollte die Achse theoretisch stillstehen.Wenn das System +10 Volt liefert, sollte sich der Antrieb mit voller Geschwindigkeit in eine Richtung bewegen;bei -10 Volt sollte es sich mit voller Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung bewegen;bei 5 Volt sollte es sich mit halber Geschwindigkeit bewegen;usw.Der Antrieb übersetzt jede bereitgestellte Befehlsspannung in eine relative Geschwindigkeit und Richtung der Achse.Der Antrieb überwacht dann diese Spannung, um sicherzustellen, dass der Servomotor die richtige Geschwindigkeit und Richtung ausführt.Positions- und Geschwindigkeitsrückmeldungen werden ebenfalls an das Steuersystem geliefert;Der Antrieb kann ein Signal senden, das das Rückkopplungssignal des Motors emuliert, oder es kann einen zweiten Encoder geben, der die Achspositionsdaten überwacht.Das Steuersystem verwendet diese Rückkopplung, um das analoge Spannungssignal anzupassen, um die Achse präzise zu steuern.Die Antriebs- und Steuerungssysteme müssen auch einige zusätzliche Ein- und Ausgänge haben, um den Status miteinander zu kommunizieren.Die Steuerung sendet ein Freigabesignal, das anzeigt, dass der Antrieb die Achse bewegen kann, und der Antrieb liefert ein OK-Signal, das der Steuereinheit mitteilt, dass keine Probleme mit seinen internen Systemen oder dem Motor aufgetreten sind.Wenn das Steuerungssystem nicht bewegungsbereit ist, verhindert es außerdem als Sicherheitsmaßnahme, dass der Antrieb überhaupt eine Achse bewegt, indem ein Schütz verwendet wird, um die Hauptstromquelle vom Antrieb zu trennen oder eine Unterbrechung zwischen dem Antrieb und bereitzustellen der Motor.Ein zusätzliches analoges Signal kann auch mit dem Antrieb verbunden werden, um mitzuteilen, wie viel der verfügbaren Motorleistung verwendet werden soll, um eine Bewegung auszuführen.Bei einem Antriebsfehler während des normalen Betriebs stoppt die Maschine und es erscheint eine Meldung, dass eine der Achsen (in diesem Fall die Y-Achse) fehlerhaft ist.Da dies alles über eine Reihe von Drähten und Kabeln in der Maschine und im Schaltschrank erfolgt, sind analoge Systeme anfällig für elektrisches Rauschen, das eine unbeabsichtigte Bewegung der Achse verursachen kann.Ein durchtrenntes oder kurzgeschlossenes Kabel kann auch unbeabsichtigte Spannungen an die analogen Signale übertragen oder eine Positionsrückmeldung verhindern.Im Extremfall kann die Achse unkontrolliert weglaufen.Bei der Fehlersuche in einem analogen System sollte ein Techniker Eingänge, Ausgänge und Befehlssignale mit einem gewöhnlichen Voltmeter prüfen.Die meisten modernen analogen Laufwerke haben einen kleinen Bildschirm, der eine Statusmeldung anzeigt, die den Zustand des Laufwerks angibt.Dies kann ein einfacher Zwei-Buchstaben-Code oder eine Reihe von Symbolen und Lichtern sein.Die meisten Systeme führen auch ein Protokoll der letzten Fehler.Diese historischen Daten können sich für einen Techniker bei der Fehlersuche in einem analogen System als sehr wertvoll erweisen.Um historische Daten abzurufen, muss ein Computer direkt an das Laufwerk angeschlossen und die Software des Herstellers verwendet werden.Chris Brennan, Steuerungsingenieur bei Current Tech (Hersteller der BendPro-Rohrbiegesoftware), sagte: „Analogantriebe geben oft nur ein generisches Antriebsfehlersignal aus.Um den eigentlichen Fehler zu untersuchen, müssen oft die Türen der Hochspannungsschränke geöffnet werden, was Bedienern aus Sicherheitsgründen in der Regel nicht gestattet ist.“Digital.In einem digitalen Servosystem steuert der Antrieb weiterhin die Motordrehzahl und -richtung und erhält eine Rückmeldung vom Motor, die bestätigt, dass er die richtige Drehzahl und Richtung ausführt.Der Befehl vom Steuersystem und die Rückmeldung vom Steuersystem werden jedoch über ein digitales Kommunikationsnetz bereitgestellt.Hersteller von Servo- und Steuerungssystemen haben verschiedene Protokolle und Methoden zur Kommunikation zwischen Geräten entwickelt (z. B. ProfiBUS, ModBUS, EtherCAT und SERCOS).Sie alle ermöglichen eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Servoantrieb und dem Steuersystem sowie vielen anderen erforderlichen Geräten.In einem digitalen System sendet die Steuerung statt eines drahtgebundenen Spannungs- oder Stromsignals, um Geschwindigkeit und Richtung an den Antrieb zu übermitteln, im Wesentlichen ein Signal mit der Aufschrift „Bewege dich zu dieser Position mit dieser Geschwindigkeit“, und der Antrieb übernimmt dies tatsächliche Bewegung des Motors.Positions- und Geschwindigkeitsfeedback werden über dasselbe digitale Netzwerk tausende Male pro Sekunde an das Steuersystem zurückgesendet.Da diese Systeme nicht auf ein analoges Signal angewiesen sind, ist es viel unwahrscheinlicher, dass sie eine unbeabsichtigte Bewegung aufgrund von elektrischem Rauschen oder einem durchtrennten oder kurzgeschlossenen Kabel zulassen, sodass das Risiko eines Durchgehens der Achse viel geringer ist.Da der Antrieb an ein digitales Kommunikationssystem angeschlossen ist, können viel mehr Informationen hin und her übertragen werden, entweder direkt an das Steuerungssystem oder an die Software des Antriebs.Während des Betriebs kann der Antrieb den Motor auf kritische Daten wie Motordrehzahl, skalierte zurückgelegte Strecke, tatsächliche skalierte Position, Motortemperatur und das für eine Bewegung erforderliche Drehmoment überwachen.Abhängig vom Antriebshersteller und den verwendeten Kommunikationsprotokollen kann ein Techniker diese Daten verwenden, um mehrere Probleme mit einer bestimmten Achse zu beheben und möglicherweise sogar die Bewegung und Skalierung von Motor und Achse unabhängig vom Hauptsteuerungssystem zu testen.Typischerweise können Sie oft die Software des Antriebsherstellers direkt auf die Steuerung laden.In diesem Fall kann ein Techniker über das digitale Kommunikationssystem aus der Ferne auf das gesamte Servosystem zugreifen, ohne dass eine direkte Verbindung zum Servoantrieb erforderlich ist.Mit einer Fernverbindung zur Maschine kann ein Techniker Status, Verlauf, Skalierung und andere Systemparameter überwachen, um festzustellen, was ein bestimmtes Problem verursacht.Wenn ein lokaler Bediener die Maschinenbewegung steuert, kann ein Techniker Live-Daten vom Servosystem überwachen.Die Diagnosemeldung hier zeigt an, dass ein Problem mit dem Gebersignal vorliegt.Mit einer Internetverbindung an der Maschine kann sich ein Techniker anmelden und die Biegemaschine aus der Ferne beheben.„Bei digitalen Antrieben ist es möglich, dass tatsächliche Fehlerdaten vom Steuerungssystem gelesen und aufgezeichnet werden, was bedeutet, dass die primäre Fehlerbehebung des Systems viel einfacher erfolgen kann, möglicherweise ohne dass die Schränke überhaupt geöffnet werden müssen“, sagte Brennan.An der Biegemaschine, die vor einem Wagenfehler nur wenige Teile verarbeiten konnte, konnte sich ein Techniker von RbSA Industrial aus der Ferne am Steuerungs-PC anmelden, auf dem die Biegesteuerungssoftware BendPro G2 lief, und den Wagen überwachen, während ein lokaler Bediener versuchte, Teile zu verarbeiten.Während eine Achse bewegt wird, überwacht BendPro im Allgemeinen ihre Position und Geschwindigkeit, und eine Bewegung ist nur zulässig, wenn die Achse innerhalb eines bestimmten Positionsfensters bleibt.Schließlich stoppte die Steuerung während der Produktion die Rohrbiegemaschine und zeigte einen Positionsfehler der Y-Achse (Schlitten) an.Nach diesem Fehler konnte die Maschine neu gestartet werden und scheinbar problemlos ein paar weitere Teile herstellen, bevor derselbe Fehler erneut auftrat.Während er am Steuerungs-PC angemeldet war, meldete sich der Techniker auch bei IndraWorks an, einem Softwarepaket von Bosch Rexroth, das die Verbindung zum Servosystem über das EtherCAT-Netzwerk des Systems ermöglicht.Er griff auf die historischen Fehlerdaten des Antriebs zu und fand eine Reihe von Überstromfehlern.Servomotoren sind in der Regel auf ein bestimmtes Drehmoment bei bestimmten Motordrehzahlen ausgelegt und werden vom Antrieb gesteuert und überwacht.Der Motor sollte in der Lage sein, unbegrenzt mit bis zu 100 % seines Nenndrehmoments zu arbeiten.Ein Servomotor kann jedoch auch für kurze Zeiträume mit einem höheren Drehmoment betrieben werden, sodass er während bestimmter Vorgänge kurze Ausbrüche zusätzlicher Leistung bereitstellen kann – beispielsweise zum Beschleunigen, Beibehalten der Geschwindigkeit und Abbremsen.Benötigt der Motor zu lange mehr als 100 % Drehmoment, wird zu viel Strom vom Antriebssystem aufgenommen, was zu Schäden am Antrieb oder Motor führen kann.Bevor dies geschieht, stoppt der Antrieb die Bewegung der Achse und versetzt sich in einen Fehlerzustand.Während der Bediener weiterhin versuchte, Teile zu verarbeiten, und der Techniker die Überwachung aus der Ferne durchführte, gab es mehrere weitere Positionsfehler, aber nach einigen Minuten zeigte BendPro anstelle eines Positionsfehlers einen Y-Achsen-Fehler an.Der Antrieb hatte einen Fehler und hat diesen Fehlerstatus an die Steuerung übermittelt.Eine schnelle Überprüfung in der IndraWorks-Software bestätigte, dass es sich wieder um einen Überstromzustand handelte, wie er in der Fehlerhistorie aufgezeichnet wurde.Die Software wies darauf hin, dass der Motor zu lange zu viel Drehmoment verwenden musste.Während der Drehmomentprozentsatz überwacht wurde, bewegte der Bediener den Schlitten mithilfe des manuellen Modus und des Joysticks auf der Steuerung entlang der Maschine hin und her und sah, dass (wie erwartet) das Drehmoment während der Beschleunigung und Verzögerung kurzzeitig 100 % der Nenntoleranz überstieg.Dann, nach mehreren Bewegungen über die gesamte Länge der Maschine, sprang das Drehmoment auf über 200 % – und das nicht nur während der Beschleunigung, sondern auch während der unbelasteten Bewegung.Dadurch wurde der Überstromfehler schließlich neu erstellt.Wie sich herausstellte, war eines der Linearlager, auf denen der Schlitten fährt, ausgefallen und führte dazu, dass der Motor viel härter arbeitete, als er sollte, um das Rohr für die nächste Biegung zu positionieren, und manchmal weit genug hinter seine erwartete Position zurückkam, um dies zu verursachen Steuerung, um die Maschine mit einem Positionsfehler zu stoppen.Dies wiederum führte manchmal dazu, dass der Frequenzumrichter die Maschine mit einem Überstromfehler stoppte, wodurch eine Beschädigung des Motors verhindert wurde.Glücklicherweise hatte die Wartungsabteilung des Herstellers ein Lager zur Verfügung und konnte das defekte Lager identifizieren und ersetzen.Etwa 20 Minuten später war die Maschine wieder in voller Produktion.Mit Indraworks von Bosch Rexroth AE kann ein Techniker aus der Ferne auf einen Antrieb sowie seinen aktuellen Zustand und seine Fehlerhistorie zugreifen, ohne dass jemand einen Schaltschrank öffnet.Siehe mehr von Jay RobinsonLesen Sie mehr in dieser AusgabeAbonnieren Sie das Tube & Pipe JournalDas Tube & Pipe Journal war 1990 das erste Magazin für die Metallrohr- und -rohrindustrie. Heute ist es die einzige nordamerikanische Publikation, die sich dieser Branche widmet, und hat sich zur vertrauenswürdigsten Informationsquelle für Rohr- und Rohrfachleute entwickelt .Greifen Sie jetzt mit vollem Zugriff auf die digitale Ausgabe von The FABRICATOR einfach auf wertvolle Branchenressourcen zu.Greifen Sie jetzt mit vollem Zugriff auf die digitale Ausgabe von The WELDER einfach auf wertvolle Branchenressourcen zu.Greifen Sie jetzt mit vollem Zugriff auf die digitale Ausgabe von The Tube & Pipe Journal ganz einfach auf wertvolle Branchenressourcen zu.Genießen Sie vollen Zugriff auf die digitale Ausgabe des STAMPING Journal, das den Metallstanzmarkt mit den neuesten technologischen Fortschritten, Best Practices und Branchennachrichten versorgt.Greifen Sie jetzt mit vollem Zugriff auf die digitale Ausgabe von The Fabricator en Español einfach auf wertvolle Branchenressourcen zu.© 2022 FMA Communications, Inc. Alle Rechte vorbehalten.Noch nicht registriert?Anmelden