1.1. Versione

Quest’Application Note contiene alcune spiegazioni aggiuntive sull’uso della funzione Gantry degli azionamenti HIWIN serie E.

REV.	DATA	NOTE
3	Marzo 2026	Nuovo layout documento
2	Settembre 2025	Aggiornamento a THUNDER 1.13.6.0
1	Maggio 2023	Nuove aggiunte
0	Marzo 2023	Prima Emissione

1.2. Requisiti

Nel seguito, si farà riferimento ai seguenti:

Oggetto	Versione
THUNDER	1.13.6.0 o superiore
MDP	2.13.6 o superiore
Drive	ED1x-xG
Modalità operativa	Position Mode, Velocity mode, Torque Mode
Motore	Tutti

 

Per ulteriori informazioni, fare riferimento alla seguente documentazione HIWIN:

·         E1 Series Servo Drive User Manual V3.1 (EN) o più recente

·         E Series Servo Drive Thunder Software Operation Manual V3.5 o più recente

·         E Series Servo Drive Gantry Control System User Manual V1.4

1.3. Contatti utili

Indirizzo	HIWIN Italia Via Pitagora 4 20861 Brugherio (MB) Italia
Tel.	+39 039 287 61 68
Fax	+39 039 287 43 73
Informazioni	info@hiwin.it
Supporto tecnico	technical.sard@hiwin.it
Sito web	www.hiwin.it

2.1. Introduzione

Il presente documento fornisce delle linee guida sulla messa in servizio di sistemi Gantry; in particolare, verranno fornite delle indicazioni aggiuntive per il tuning del sistema Gantry (sia gestito da drive HIWIN in versione Gantry, sia gestito direttamente da Master – ad esempio tramite asse virtuale) e l’homing.

Verranno inoltre fornite alcune indicazioni su come limitare il massimo disallineamento degli assi.

3.1. Verifiche preliminari

Prima di procedere con il tuning degli assi Gantry, a prescindere che siano gestiti da drive o Master, occorre verificare che:

·         Gli assi abbiano la stessa meccanica (ad es. assi a vite con lo stesso passo / corsa / etc…);

·         Motore e drive siano dello stesso modello. In particolare, il drive dev’essere del tipo ED1x-xG (G = con funzione Gantry);

·         I drive stiano usando la stessa versione firmware;

·         La direzione positiva degli assi sia la stessa (ad es. muovendo a mano gli assi e leggendo il feedback di posizione da THUNDER);

·         Eseguendo il tuning dei singoli assi, non ci siano criticità evidenti.

4.1. Raccomandazioni

Nel caso in cui, dopo il tuning, gli assi presentino valori molto diversi dei parametri Pt100, Pt101, Pt102, Pt103, Pt401 si consiglia di procedere nel seguente modo:

·         Impostare un valore intermedio per Pt103 su entrambi gli assi;

·         Utilizzare per entrambi gli assi i valori minimi trovati di Pt100 / Pt102;

·         Utilizzare per entrambi gli assi i valori massimi trovati di Pt101 / Pt401.

·         Testare nuovamente gli assi singolarmente con i nuovi parametri e assicurarsi che il funzionamento sia stabile.

Successivamente procedere al test del sistema Gantry da Master.

5.1. Gantry enable method

I drive serie E presentano due modalità per abilitare gli assi Gantry. La scelta viene effettuata tramite il parametro Pt010:

·         Pt010.x1xx (Method 2, default); adatto a tutte le tipologie di assi Gantry, ma con enable time più lungo.

·         Pt010.x0xx (Method 1); enable time più breve, adatto a Gantry ‘flessibili’.

5.2. Tuning

La procedura è la stessa per singoli assi; prima di avviare l’Autotune per il sistema Gantry, ricordarsi di accoppiare gli assi.

Nel caso in cui la procedura di Autotune non andasse a buon fine, si può provare ad eseguire la procedura semplificata per il calcolo del solo rapporto di inerzia (Pt193). Come ulteriore alternativa, si può ricorrere al tool Spectrum Analyzer, con sistema Gantry attivato.

A conclusione della procedura di Autotune, è consigliato impostare un valore di rapporto di inerzia (Pt193) sullo Slave pari ad 1/3 del valore impostato su Master.

Se necessario, procedere con ulteriore tuning manuale agendo sui parametri del Master (Pt190, Pt191 e Pt192); non occorre impostare gli stessi parametri anche sullo Slave, in quanto non avranno alcun effetto.

5.3. Parametri di Homing

Quando si utilizzano le funzioni di Homing del drive tramite EtherCAT, i parametri di velocità, accelerazione e offset sono:

·         Homing speed (6099h)

·         Homing acceleration (609Ah)

·         Home offset (607Ch)

Gli analoghi parametri riportati sul drive non hanno alcun effetto quando l’homing del drive è avviato da EtherCAT.

Il parametro Pt703 (Time limit for Homing procedure) resta valido da THUNDER (i.e. non viene sovrascritto da EtherCAT).

Queste considerazioni valgono sia per asse singolo che per asse gantry.

5.4. Homing per encoder assoluti

Nel caso si utilizzino encoder lineari assoluti oppure encoder rotativi multigiro (ad es. servomotori HIWIN EM1-x-M-xx-2-x-F-x-x) e si voglia eseguire l’Homing assoluto in posizione (metodo -3), è necessario eseguire sempre l’Homing dei singoli assi prima di accoppiarli in Gantry:

1.      Qualora il motore sia dotato di freno, inserire il freno.

2.      Disaccoppiare gli assi.

3.      Verificare che sia impostato Pt70A.x1xx. Eventualmente, impostare il parametro, salvare su Flash e riavviare il drive.

4.      Eseguire l’Homing con metodo -3, salvare su Flash e riavviare.

5.      Accoppiare gli assi in Gantry.

5.5. Homing con sola ricerca degli index

NOTA	Impostare Pt710.x0xx.

 

NOTA	Questo metodo di Homing è consigliato per encoder con singola tacca di zero. Nel caso di encoder multitacca, non è possibile garantire che la procedura identifichi la tacca dello Slave in modo ripetitivo e univoco.

 

L’asse Gantry cercherà prima l’index dello Slave e successivamente alla ricerca dell’index del Master. Infine, si posizionerà nel punto intermedio tra i due index, che diventerà lo zero dell’asse Gantry; la differenza tra i due index sarà riportata nella variabile Yaw feedback position.

Affinché la procedura di homing vada a buon fine, è importante accertarsi che l’asse incontri prima la tacca dello Slave e successivamente quella del Master.

5.6. Homing con ricerca di DOG master e indici

NOTA	Impostare Pt710.x11x oppure Pt710.x21x.

 

NOTA	Questo metodo di Homing è consigliato per encoder con singola tacca di zero. Nel caso di encoder multitacca, non è possibile garantire che la procedura identifichi la tacca dello Slave in modo ripetitivo e univoco.

L’asse Gantry cercherà prima il sensore DOG del Master e successivamente l’indice del Master (nella direzione scelta in base alla selezione della modalità di homing), dopodiché procederà con la ricerca dell’indice dello Slave.

Anche in questo caso la posizione di 0 sarà quella intermedia tra i due indici.

Per utilizzare questa procedura assicurarsi che l’asse, dopo aver trovato il DOG, possa rilevare prima l’indice del master e successivamente l’indice dello Slave.

5.7. Homing con ricerca di DOG master e DOG slave

NOTA	Impostare Pt710.x10x oppure Pt710.x20x.

 

NOTA	Questo metodo di Homing è consigliato per encoder multitacca.

 

In base alla modalità di homing scelta, l’asse eseguirà tale procedura prima sullo Slave e successivamente sul master. Assicurarsi perciò che l’asse rilevi prima il DOG dello Slave e successivamente quello del Master.

Esempio #1 – Metodo di Homing 11

·         L’asse gantry si muove in direzione negativa.

·         L’asse incontra il fronte di salita del DOG Slave, inverte la direzione fino a liberarsi dal sensore DOG Slave e trova lo Slave Index

·         L’asse si muove in direzione negativa, incontra il fronte di salita del DOG Master, inverte la direzione fino a liberarsi dal sensore DOG Master e trova il master Index

·         L’asse si posiziona nel punto intermedio tra Master Index e Slave Index. Questo è lo zero dell’asse.

·         La differenza tra la posizione del Master Index e dello Slave Index è riportata nel parametro Yaw feedback position.

6.1. Funzione Yaw Lock

La funzione Yaw Lock consente di correggere un eventuale disallineamento degli assi.

Tale funzione va attivata impostando i parametri Pt710 / Pt711 / Pt712.

La funzione Yaw Lock si attiva solo a seguito di un Homing effettuato con successo.

Per impostare la funzione Yaw Lock:

·         Eseguire l’homing del Gantry e disabilitare l’asse;

·         Riportare il valore di Yaw feedback position (con segno opposto) nel parametro Pt711;

·         Attivare la funzione Yaw Axis Locking Function, impostando Pt710.xxx1.

Ogni volta che verrà eseguita la procedura di homing, la Yaw position verrà corretta con il valore di offset impostato in Pt711. Quindi, idealmente, dopo aver eseguito l’homing, la Yaw feedback position restituita sarà intorno a 0.

7.1. Definizione di Linear Position e Yaw Position

La Linear Position del sistema Gantry è definita come:

(Master Feedback Position + Slave Feedback Position) / 2

La Yaw Position del sistema Gantry è definita come:

(Master Feedback Position - Slave Feedback Position) / 2

8.1. Massimo disallineamento del Gantry

I parametri Pt520 e Pt521 (Overflow Position Deviation) hanno un diverso significato per il Master e lo Slave; in particolare:

·         Master: Pt520 o Pt521 definiscono il massimo errore di posizione lineare consentito, oltre il quale il sistema genera un errore di (Linear) Position Deviation.

·         Slave: Pt520 o Pt521 definiscono il massimo valore di imbardata (Yaw) consentito, oltre il quale il sistema genera un errore di (Yaw) Position Deviation.

Esempio #1

Se entrambi gli assi hanno un impedimento che impedisce l’avanzamento, l’errore di Yaw rimane basso mentre invece aumenta l’errore lineare. In questo caso il sistema va in allarme quando viene superato il limite di Linear Position Deviation (Pt521 sul Master = 1000).

Esempio #2

Se solo un asse presenta un impedimento meccanico, si verifica un aumento sia dell’errore di posizionamento e sia dello Yaw. In questo esempio il sistema va in errore perché sopraggiunge il superamento del valore massimo di Yaw (Pt521 sullo Slave = 6000).

 

Per ridurre l’errore di Position Deviation, è possibile regolare il parametro Pt428:

-          Aumentando Pt428, è possibile ridurre l’errore di (Linear) Position Deviation;

-          Diminuendo Pt428, è possibile ridurre l’errore di (Yaw) Position Deviation.