Kurzinbetriebnahme Lexium Motion Control LMDxMxxx 1. Voraussetzungen: • integrierter Lexium MDrive Antrieb LMDxMxxx mit RS485-Schnittstelle • Konverter-Kabel USB-RS485 vom Typ MD-CC404-000 oder MD-CC405-000 • Windows-PC mit Betriebssystem ab WIN 7 • passendes Netzteil je nach Antrieb mit Verkabelung • heruntergeladene Hard- und Software-Manuals (Download auf den jeweiligen Produktsseiten)

2. Installieren der Software: Das Programmpaket „Lexium Software Suite“ ist für alle Antriebe gleich. Alternativ kann auch das ebenfalls zum Download bereitstehende Terminal-Programm „SEM-Terminal“ verwendet werden – das Erscheinungsbild ist identisch (ab Lexium Software Suite 1.0.1.5.) Hier wird das Programmpaket „Lexium Software Suite“ beschrieben. Der Download erfolgt über die jeweilige Produktseite auf der Homepage (siehe Bild unten): > Produkte > Schrittmotoren mit integrierter Steuerung (Lexium MDrive)

Nach der Installation des Programmpaketes „Lexium Software Suite“ erscheint folgendes Bild

Nach dem Anklicken der jeweiligen Schaltfläche wird die Komponente installiert und kann genutzt werden oder es kann alles zusammen installiert werden.

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Für das Konverter-Kabel USB-RS485 müssen die entsprechenden Treiber installiert werden: Kabel in einen freien USB-Port einstecken und selbstständig installieren lassen, bei Problemen können die Treiber auch auf der jeweiligen Produktseite heruntergeladen und installiert werden

3. Herstellen der Kommunikation: Nach dem Anklicken der entsprechenden Schaltfläche (Bild links) erscheint das Motion Control Interface, auch als SEM-Terminal bekannt:

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Statuszeile / Status der Verbindung: Port closed: 4:9600:1 LMDxM:

Verbindung getrennt COM 4, 9600 Baud Lexium MDrive

Der COM-Port kann angepasst werden. Ein Doppelklick auf die Statuszeile zeigt das ParametrierFenster: Hier den richtigen COM-Port des angeschlossenen Konverters auswählen. Wenn nötig muss im Gerätemanager unter COM-Ports der richtige COM-Port ermittelt werden – hier COM 8

Dann mit „Set“ auswählen, in der Statuszeile des Terminalfensters auf „Port Closed“ klicken um den COMPort zu öffnen, folgendes Erscheinungsbild der Statuszeile erscheint bei korrekten Einstellungen:

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Nach dem Zuschalten der Versorgungsspannung am Lexium MDRIVE erscheint im Terminalfenster die Einschaltmeldung „Copyright….“, die Verbindung steht und es können erste Befehle eingegeben werden:

4. Befehle senden (im Terminal-Fenster): Ausführen einer Umdrehung und Anzeige der Position: • „pr p“ (print-Befehl) eingeben plus ENTER, Anzeige der aktuellen Position „0“, • „mr 51200“ (Move relative-Befehl) plus ENTER, Motor dreht relativ zur Nullposition eine Umdrehung, • erneut „pr p“ plus ENTER, aktuelle Position „51200“ wird angezeigt, siehe unten:

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5. Eingeben und Laden eines Beispielprogrammes (Programmierfenster): Gleiche Funktion wie unter 4. (Ausführung einer Umdrehung mit Anzeige der Position vor- und nachher) 5.1. Programm im Programmierfenster eingeben/editieren Programm mit Parameter-Einstellung des Bewegungsprofils (Motorströme, Mikroschrittauflösung, Drehzahlen, Beschleunigungen - siehe auch Punkt 8. Bewegungsprofil ab Seite 9 ) eingeben, Zeilenwechsel mit ENTER (Kommentare / Erläuterungen nach Hochkomma ’ können natürlich weggelassen werden) Hinweis: Pro Zeile dürfen maximal 64 Zeichen im Programmierfenster verwendet werden, einschließlich der Kommentare ! 'Einstellungen Hc=5 Rc=40 Ms=250 Vi=5000 Vm=200000 A=400000 D=A 'Programm PG 1 LB xx P=0 PR P MR 50000 H PR P E PG

'Haltestrom 5% 'Laufstrom 40% 'Auflösung 250 Mikroschritte (MS), d.h. 50.000 MS/Umdr. 'Anfangsdrehzahl 5.000 MS/s, d.h. 0,1 Umdr./s 'Enddrehzahl 200.000 MS/s, d.h. 4 Umdr./s 'Beschleunigung 400.000 MS/s2, d.h. 8 Umdr./s 'Bremsrampe = Beschleunigung 'Start Programm-Mode ab Adresse 1 'Name/Label "xx" 'Positionszähler auf 0 'Anzeige Position 'Bewegung relativ 50.000 Schritte (1 Umdr.) 'warten bis Bewegung fertig 'Anzeige Position 'Ende 'Beenden Programm-Mode

Farbige Darstellung hier wie im Programmierfenster bei farbiger Syntaxerkennung, Programm wurde mit dem Namen test.ixt abgespeichert:

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5.2. Programm vom Programmierfenster in den Antrieb laden (download) > Menüleiste: >Transfer > Download > from: test.ixt

Das Programm durch klicken auf „Download“ über das Terminalfenster in den Antrieb laden. Folgendes Erscheinungsbild im Terminalfenster:

> alte Programme/Einstellungen etc. sollten vorher mit dem Befehl „fd“ (factory default) gelöscht worden sein – siehe Hinweis unter 7. auf Seite 8 !! 6

6. Programm starten im Terminal-Fenster • mit „l“ (list-Befehl) plus ENTER Programm im Arbeitsspeicher des Antriebes zur Kontrolle ansehen, • mit „ex xx“ (execute-Befehl) und ENTER wird Programm gestartet, o Es wird „0“ angezeigt für die Anfangsposition, o dann dreht der Motor eine Umdrehung, o neue Position „50.000“ wird angezeigt – siehe Bild unten

7. Programme und Einstellungen im PC und im Lexium MDRIVE speichern, Fehlerbehandlung 7.1 Programm im PC speichern – im Programmier-Fenster: • in der Menüleiste über „File“, „save as“ einen Namen vergeben, Dateiformat wählen und abspeichern, Name hier „test.ixt“ Hinweis: Ein Abspeichern im Lexium MDRIVEDateiformat „LMD Files (*.ixt)“ aktiviert im Programmierfenster die farbige Befehlserkennung für den Lexium MDRIVE Befehlssatz MCODE als Hilfestellung zur Syntaxkontrolle (versch. Farben für Befehle/ Variablen, Zahlenwerte, Marken/ Labels, Kommentare) siehe Bild links. 7

7.2 Programm/Einstellungen im MDRIVE speichern/löschen – im Terminal-Fenster: • mit Befehl „S“ (save) plus ENTER werden Programme und aktuelle Einstellungen/BenutzerVariablen im MDRIVE abgespeichert und bleiben beim Ausschalten erhalten • mit Befehl „FD“ (factory default) plus ENTER werden alle Programme, aktuelle Einstellungen/Benutzer-Variablen im MDRIVE gelöscht und die Werkseinstellungen wiederhergestellt Hinweis: Vor jedem neuen Download eines Programms in den Lexium MDRIVE müssen alte Programme mit dem Befehl „cp“ (clear program) oder besser alle alten Einstellungen und Programme mit dem Befehl „FD“ (factory default) gelöscht werden ! Dies erspart Programmkollisionen mit evtl. noch vorhandenen alten Einstellungen und/oder Programmresten. Etwaige Fehlermeldungen „?“ werden vermieden ! 7.3 Fehlerbehandlung Der ASCII-Befehlssatz MCODE der Antriebe verfügt über umfangreiche Fehlererkennungsfunktionen. Das Auftreten eines Fehlers zeigt sich im einfachsten Fall am Erscheinen eines Fragezeichens „?“ anstatt des üblichen „>“ am Zeilenanfang im TERMINAL-Fenster. Gleichzeitig wird das Fehlerflag „EF“ von 0 auf 1 gesetzt. Die auszulesende Fehlervariable „ER“ zeigt den jeweiligen Fehler als Zahl an. Über die Aktivierung einer Unterprogrammes mit dem Namen „OE“ (on error handler), welches auf Fehler triggert (Interrupt-Funktion), können Fehler auch im Programm einfach behandelt werden, Details siehe Software-Manual. 7.4 Fehlerbehandlung - Beispiel siehe unten: Das unter 5.1 beschriebene Programm wurde noch einmal vom EDITOR-Fenster in den Speicher des Lexium MDRIVE geladen, ohne dort vorher das alte Programm mit dem Namen (Label) „xx“ zu löschen. Bereits nach der ersten Programmzeile „LB xx“ erscheint das Fragezeichen „?“ anstatt des üblichen „>“, d.h. ein Fehler wurde erkannt und das Error-Flag gesetzt. Mit „pr er“ plus ENTER wird die Fehler-Variable „ER“ ausgelesen und das Error-Flag ( „?“) zurückgesetzt – siehe unten:

Der Fehler „28“ bedeutet „trying to redefine a label or variable” (siehe Software-Manual > Error Codes) 8

8. Variablen zur Definition des Bewegungsprofils, der Motorströme und des Encoder-basierten Hybrid-Modes (Closed Loop Betrieb): Die in den integrierten Lexium MDRIVE-Antrieben verwendeten Schrittmotoren haben generell einen Vollschrittwinkel von 1,8° d.h. 200 Vollschritte pro Umdrehung. Die Mikroschrittauflösung (Ms) eines Vollschrittes kann in bis zu 20 verschiedenen Auflösungen gewählt werden. Eine Auflösung von beispielsweise 250 Mikroschritten pro Vollschritt ergibt somit 50.000 Mikroschritte pro Umdrehung. Die Drehzahlen werden in Mikroschritten/s oder Encoderschritten/s angegeben und die Beschleunigungs- und Bremsrampen in Mikroschritten/s² oder Encoderschritten/s² . 8.1 Bewegungsprofil prinzipiell:

8.2 Lexium MDRIVE Motion Control ohne Encoder (oder mit ausgeschalteten Encoderfunktionen AS=0 und EE=0) Beispieleinstellungen des Bewegungsprofils mit Kommentaren (siehe auch Programmbeispiel unter 5.1): Hc=20 'Haltestrom 20% Rc=50 'Laufstrom 50% Ms=250 'Auflösung 250 Mikroschritte (MS), d.h. 50.000 MS/Umdr. Vi=5000 'Anfangsdrehzahl 5.000 MS/s = 0,1 Umdr./s Vm=200000 'Enddrehzahl 200.000 MS/s = 4 Umdr./s A=500000 'Beschleunigung 500.000 MS/s² = 10 Umdr./s² D=A 'Bremsrampe = Beschleunigungsrampe

8.3 Lexium MDRIVE Motion Control mit Encoder (Closed Loop Betrieb mit aktiver Regelung - HMTMode mit Befehl AS) Die integrierte Hybrid-Motion-Control-Regelung (HMT) regelt mit Hilfe des integrierten Encoders mit 1000 Linien (4000 Inkremente / Umdrehung) die Drehzahl gegebenenfalls bis zum Stillstand herunter, wenn der Motor über sein Kippmoment hinaus belastet wird, der Motor verhält sich wie ein DC-Servo-Antrieb. Über den Befehl „AS“ wird die jeweilige Betriebsart eingestellt. Im Überlastfall nicht ausgeführte Schritte können mit einer zu definierenden Schrittfrequenz „MU“ (MakeupFrequency) nachgeholt werden. Über die Mikroschrittauflösung „MS“ können hier wie unter 7.2 die verschiedenen Auflösungen pro Umdrehung eingestellt werden, trotz des im Hintergrund arbeitenden Encoders. Ausfühlichere Erläuterungen der Betriebsarten des closed-loop-Betriebes HMT finden Sie im Manual oder in der deutschen Kurzanleitung „LMD-HybridMode-Kurzerklärung“ 9

> Beispieleinstellungen eines vergleichbaren Bewegungsprofils wie unter 8.2 – Hybrid-Mode 2: As=2 'Hybrid-Mode 2 ein, Nachregelung mit variablem Motorstrom Cb=1 'Control bounds: 1,3 Vollschritte Hc=20 'Haltestrom 20% Rc=50 'Laufstrom 50% Ms=250 '250 Mikroschr.,d.h. 50.000 MS pro Umdr. Vi=5000 'Anfangsdrehzahl 5.000 MS/s = 0,1 Umdr./s Vm=200000 'Enddrehzahl 200.000 MS/s = 4 Umdr./s A=500000 'Beschleunigung 500.000 MS/s² = 10 Umdr./s² D=A 'Bremsrampe = Beschleunigung Ld=5000 'lead limit: 5.000 MS = 0,1 Umdr. Lg=5000 'lag limit: 5.000 MS = 0,1 Umdr. Lt=1000 'Locked rotor timeout 1000 ms Mf=10000 'Makeup-frequency 10.000 MS/s = 0,2 Umdr./s Mu=0 'Makeup-frequency aus, kein Nachholen nicht ausgeführter Schritte

8.4 Lexium MDRIVE Motion Control mit Encoder (Encoderüberwachung mit Befehl EE) Der optionale integrierte Encoder im Lexium MDRIVE hat eine Auflösung von 1000 Impulsen pro Umdrehung. Mit dem Einschalten der Encoderfunktionen (Ee=1) wird die vorherige Mikroschrittauflösung (Ms) ignoriert. Alle Einstellungen des Bewegungsprofils müssen mit einer festen Schrittauflösung von 4000 Encoder-Schritten pro Umdrehung angepasst werden ! Die MotorAusschwingzeit „MT“ sollte von 0ms auf einen Wert größer 10ms gesetzt werden ! Während der Bewegung wird bei Überlast der Schleppfehler erkannt und der Fehler 86 erzeugt („pr er“ liefert „86“) sowie das Schleppfehler-Flag „ST“ gesetzt. Einer der Ein-/Ausgänge kann als SchleppfehlerAusgang definiert werden (siehe Befehl „IS...“). > Beispieleinstellungen eines Bewegungsprofils wie oben - mit aktivierten Encoderfuntionen EE: Hc=20 'Haltestrom 20% Rc=50 'Laufstrom 50% Ee=1 'Encoderfunktionen ein, also 4.000 Encoder-Schritte/Umdr. Vi=400 'Anfangsdrehzahl 400 Encoder-Schritte/s = 0,1 Umdr./s Vm=16000 'Enddrehzahl 16.000 Encoder-Schritte/s = 4 Umdr./s A=40000 'Beschleunigung 40.000 Encoder-Schritte/s² = 10 Umdr./s² D=A 'Bremsrampe = Beschleunigungsrampe Mt=50 'Motor-Ausschwingzeit am Bewegungsende 50ms, sollte >10ms sein ! Sf=100 'zulässiger Schleppfehler während der Bewegung max. +/- 100 Encoder-Schritte Sm=0 'Motor-Stop ein, wenn Schleppfehler erkannt Db=5 'zulässige Toleranz am Bewegungsende max. +/- 5 Encoder-Schritte Pm=0 Positionsnachregelung am Bewegungsende auf +/- 5 Encoder-Schritte ausgeschaltet

Ausführliche Informationen auf den Produktsseiten unter www.kocomotion.de., Änderungen, Irrtümer vorbehalten, Rev. 08/2016

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