Definition und Funktionsweise:
Ein Achsregler, auch als Servoregler oder Motion Controller bezeichnet, ist eine spezialisierte Steuerungskomponente in der Automatisierungstechnik, deren Hauptaufgabe die präzise Regelung und Positionierung einzelner Bewegungsachsen ist. Er bildet das Bindeglied zwischen der übergeordneten Steuerung (z.B. einer SPS oder CNC) und dem Antriebssystem (Servomotor mit Geber).
Der Achsregler empfängt Sollwerte für Position, Geschwindigkeit oder Drehmoment von der SPS/CNC und regelt den Servomotor entsprechend, um diese Sollwerte präzise zu erreichen und zu halten. Dies geschieht in der Regel über hochdynamische Regelkreise, die typischerweise aus einem Strom-, Geschwindigkeits- und Lageregelkreis bestehen. Moderne Achsregler integrieren oft auch erweiterte Funktionen wie:
- Interpolation von Sollpositionen: Bei komplexen Bewegungen (z.B. Kurvenfahrten) rechnet der Achsregler zwischen den einzelnen Sollpunkten Zwischenpunkte, um eine glatte Bahn zu gewährleisten.
- Regelung von Geschwindigkeit und Beschleunigung: Neben der Position wird auch die Einhaltung der vorgegebenen Geschwindigkeitsprofile und Beschleunigungsgrenzen überwacht und geregelt.
- Überwachung und Diagnose: Permanente Überwachung von Motor- und Reglerzuständen, Erkennung von Fehlern wie Übertemperatur, Überstrom oder Geberfehlern.
- Sicherheitsfunktionen: Viele moderne Achsregler integrieren Sicherheitsfunktionen wie Safe Torque Off (STO), Safe Stop 1 (SS1) oder Safely Limited Speed (SLS) gemäß den Anforderungen der funktionalen Sicherheit (z.B. SIL oder Performance Level).
Bedeutung und Anwendungsbereiche:
Achsregler sind Grundbausteine für alle Maschinen und Systeme, die präzise, dynamische und koordinierte Bewegungen ausführen müssen. Ihre Leistungsfähigkeit und Genauigkeit sind entscheidend für die Qualität und Effizienz des Endprodukts:
- CNC-Maschinen: In Fräsmaschinen, Drehmaschinen oder Laserschneidanlagen steuern Achsregler die einzelnen Linear- und Rotationsachsen, um komplexe Werkstücke präzise zu bearbeiten.
- Mehrachsige Robotersysteme: Jeder Achsregler steuert ein Gelenk des Roboters. Die übergeordnete Robotersteuerung koordiniert die Bewegungen aller Achsen, um eine gewünschte Bahn im Raum zu erzeugen.
- Verpackungsmaschinen: Für getaktete Bewegungen, Synchronisation von Greifern und Transportbändern.
- Druckmaschinen: Für die präzise Führung von Druckzylindern und die Registerhaltigkeit.
- Materialhandhabung: In automatischen Lagersystemen, Förderanlagen und Pick-and-Place-Anwendungen.
Die Auswahl des richtigen Achsreglers und seine optimale Parametrierung sind entscheidend für die Leistungsfähigkeit und Stabilität des gesamten Antriebssystems und somit für die Effizienz und Produktivität der automatisierten Anlage.
→ Siehe auch: Servomotor, Motion Control, Frequenzumrichter, Encoder, SINAMICS, Kinetix Servos
