PZ200D Benutzerhandbuch E-616.SS0 • E-616.S0 OEM
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1. 2 GND GND 4 V MON X intern belegt 6 DC_IN_ DC_IN_ 8 DC_IN_ DC_IN_ 10 SGS MON 1 SGS MON 2 12 V MON Y intern belegt 14 SGS MON Y SGS MON X 16 V MON 3 SGS MON 3 18 V MON 1 V MON 2 20 X Input intern belegt 22 intern belegt Y Input 24 SYNC 200 Z Offset 26 Servo 2 OFF ON Servo 1 OFF ON 28 OFL1 intern belegt 30 nicht belegt OFL2 32 GND GND V MON X und V MON Y entsprechen den Signalen X Out und Y Out auf dem Blockschaltbild siehe Blockschaltbild E 616 SOx S 50 V MON 1 bis V MON 3 entsprechen einem Hundertstel der Ausgangsspannungen der Verst rker PA1 bis PA3 SGS MON X entspricht X In SGS MON Y entspricht Y In auf dem Blockschaltbild SGS MON 1 bis SGS MON 3 entsprechen den verst rkten Sensorsignalen zwischen DMS Verst rkern und Transformationseinheit HINWEIS Zum W hlen zwischen ungeregeltem und geregeltem Betrieb Servo x OFF ON Pins Der E 616 Controller ist werksseitig ber einen internen DIP Schalter auf geregelten Betrieb eingestellt Ein Umschalten in den ungeregelten Betrieb erfordert das ffnen des Ger tes siehe Abschnitt Ungeregelter und geregelter Betrieb S 19 Ist der interne DIP Schalter auf ungeregelten Betrieb eingestellt dann kann ber Pin C 26 der r ckw rtigen 32 Pin Steckerleiste f r die X Achse Servo 1 OFF ON und Pin A 26 f r die Y Achse Servo 2 OFF ON zwischen ungeregeltem und geregeltem Betrieb gew hlt werden Schalten von z B Pi2. m E 616 Sx OEM Controller Module m ssen bei Einbau in ein Geh use mit ausreichendem Bel ftungsbereich aufgestellt werden Ein interner Temperaturausgleich muss mittels ZwangsluftspUlung erreicht werden m Stellen Sie ein E 616 Tischger t an einem gut bel fteten Ort auf Achten Sie auf mindestens 10 cm Abstand 4 inch oberhalb und hinter dem Gerat sowie auf 5 cm 2 inch Abstand von den Seiten zu umgebenden Oberfl chen Wenn dies nicht m glich ist halten Sie die Umgebungstemperatur niedrig E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 42 Kundendienst Piezo Nano Positioning PI 7 Kundendienst Wenden Sie sich an Ihre PI Vertretung oder schreiben Sie an info pi ws bitte mit folgenden Systeminformationen m Geratecodes und Seriennummern von allen Produkten im System m Aktuelle Firmware des Controllers sofern vorhanden m Version des Treibers oder der Anwendersoftware sofern vorhanden m Anwenderbetriebssystem sofern vorhanden WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 43 Altger ter ckgabe Piezo Nano Positioning PI Www pi ws Altgerateruckgabe Gem EU Richtlinie 2002 96 EG WEEE d rfen Elektroger te ab dem 13 August 2005 in den Mitgliedsstaaten der EU nicht mehr Uber den kommunalen Restm ll entsorgt werden Um der Produktverantwortung als Hersteller gerecht zu werden bernimmt die Physik Instrumente Pl GmbH amp Co KG kostenfrei die umweltgerechte Entsorgung eines PI Altger tes sofern es nach d
3. Monitorkan le der Verst rkerausgangsspannung m E 616 SS0 Die Verst rker PA1 und PA2 sind den Kippachsen in einem 1 1 Verh ltnis zugeordnet w hrend die Ausgangsspannung des Verst rkers PA3 fest auf 100 V eingestellt ist Die Monitorkan le V MON 1 bis V MON 3 zeigen jeweils ein Hundertstel der tats chlichen Ausgangsspannung an V MON 1 liegt an Pin A 18 und geh rt zu PA1 V MON 2 liegt an Pin C 18 und geh rt zu PA2 V MON 3 liegt an Pin A 16 und geh rt zu PA3 m E 616 S0 Die drei Verst rkerkan le werden ber die Transformationseinheit den beiden Kippachsen X und Y zugeordnet Die E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 28 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI Verst rkerausgangsspannung wird ber einen Spannungsteiler gef hrt und ist als ein Hundertstel des tats chlichen Spannungswertes als kanalbezogenes Monitorsignal verf gbar V MON 1 liegt an Pin A 18 und geh rt zu PA1 V MON 2 liegt an Pin C 18 und geh rt zu PA2 V MON 3 liegt an Pin A 16 und geh rt zu PA3 Die kanalbezogenen Monitorsignale V MON 1 V MON 2 und V MON 3 berechnen sich aus den achsenbezogenen Monitorsignalen V MON X und V MON Y wie folgt V MON 1 0 1 Y V MON 2 0 1 0 867 X 0 5 Y V MON 3 0 1 0 867 X 0 5 Y mit X V MON X X Out Y V MON Y Y Out VORSICHT SGS MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Sensor Monitorspannungen an den Ausgangen SGS X Pin C 14 SGS MON Y Pin A 14 sowie SGS MON 1 SGS MON 2
4. 12 V 20 V bis 120 V 3 10W 5W 100 mA 50 mA Kurzschlussfest 10 3 kHz siehe Frequenzdiagramm lt 20 mVpp lt 2 mVrms lt 1 mV Seite 45 Technische Daten Schnittstellen und Bedienung Piezo und Sensoranschluss Eingang Steuersignal Sensormonitorsignal Sensormonitorausgang Display und Anzeigen Umgebung Betriebstemperaturbereich berhitzungsschutz Abmessungen Masse Betriebsspannung Leistungsaufnahme Piezo Nano D Sub Stecker 25 pol 32 polige VG Leiste 0 bis 10 V fur nominale Auslenkung 32 polige VG Leiste Power LED u Verstarker OFL Anzeige 5 C bis 50 C Max 75 C Abschaltung des Spannungsausgangs 186 mm x 128 4 mm x 10 TE inkl Griff VG Leiste u Frontplatte Eurokartenformat 3HE 10TE 950 g 12 bis 30 V DC 30 W Positioning PI D Sub Stecker 25 pol 32 polige VG Leiste 0 bis 10 V fur nominale Auslenkung 32polige VG Leiste Power LED u Verstarker OFL Anzeige 5 C bis 50 C Max 75 C Abschaltung des Spannungsausgangs 186 mm x 128 4 mm x 10 TE inkl Griff VG Leiste u Frontplatte Eurokartenformat 3HE 10TE 950 g 12 bis 30 V DC 30 W Www pi ws Aussteuergrenzen Um ein m glichst exaktes Ausgangssignal zu erreichen reduzieren Sie die Amplitude hochfrequenter Steuersignale so dass sie dem frequenzabh ngigen Abfall der Ausgangsspannung entspricht Die maximale Arbeitsfrequenz bei einer gegebenen kapazitive
5. 0 2 Page 26 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI HINWEIS Zur Synchronisierung des E 616 Controllers mit einem 200 kHz TTL Signal verwenden Sie Pin A 24 SYNC_200 um auf diese Weise St reinfl sse durch Signalfrequenzen anderer Ger te zu vermeiden Dies kann notwendig sein wenn Sie z B eine Messkarte verwenden oder aber weitere E 616 Controller betreiben 3 6 Herunterladen der GCS LabVIEW Analogtreiber Die neueste Version der GCS LabVIEW Treiber f r analoge Controller von PI sowie die entsprechenden Handb cher stehen auf der Pl Website zum Herunterladen zur Verf gung Handb cher sind frei zug nglich w hrend zum Herunterladen von Software ein Passwort n tig ist Die Zugangsdaten Benutzername und Passwort werden Ihnen in einer gesonderten Technical Note mitgeteilt E500T0011 im Lieferumfang enthalten Zum Herunterladen von der PI Website gehen Sie folgenderma en vor 1 Klicken Sie auf der PI Startseite auf Download Support im Service Bereich auf der linken Seite 2 Auf der Seite Download Support klicken Sie auf Manuals und Software 3 Auf der Seite PI Download Server Geben Sie den Benutzernamen Username und das Passwort Password ein und klicken Sie Login 4 Klicken Sie oben in der Navigationsleiste auf Download 5 Klicken Sie auf E Piezo Drivers amp Nanopositioning controllers 6 Klicken Sie auf E 500 7 Klicken Sie auf Software ein Klick auf Documents zeigt die neuesten Vers
6. 1 bis V MON 3 Die zul ssigen Eingangsspannungsbereiche siehe unten HINWEIS EINGANGSSPANNUNGSBEREICH F R E 616 50 UND E 616 50G Um den maximalen Verkippungsbereich zu erhalten werden bei den Dreibein Controllern E 616 S0 und E 616 SO0G die Aktoren bei der Kalibration mit einer Offset Spannung beaufschlagt Bei Auslieferung ist der E 616 Controller f r den geregelten Betrieb voreingestellt Die Eingangsspannungsbereiche f r geregelten und ungeregelten Betrieb unterscheiden sich Es gelten die folgenden Eingangsspannungsbereiche f r Dreibein Controller Geregelter Betrieb der Kippachsen m X Input Y Input 5 bis 5 V m Z Offset 3 bis 3 V Ungeregelter Betrieb der Kippachsen m X Input Y Input 7 bis 7 V m Z Offset 3 bis 3 V Wenn Sie Spannungen au erhalb dieser Bereiche vorgeben leuchten die Overflow LEDs HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem K rzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SGS MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 51 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI 9 5 1 www pi ws Pinbelegung Piezoaktor und Sensoranschluss des E 616 550 Die 25 Pin D Sub Buchse zum Anschluss des E 616 SS0 Controller Moduls an die Kippspiegelplattform ist wie folgt belegt 1 intern belegt 2 nicht belegt 3 SGS2
7. 2 Seite 37 Kalibration Piezo Nano Positioning PI Reglermodul 1 X Kippachse a A 22 E 802 55 Spur x _ f r Reglermodul 2 f r Y Kippachse pI hnas P1 P2 P3 P6 P4 Abbildung 8 Zuordnung der Potentiometer der E 802 55 Reglermodule Zuordnung von Funktion und Potentiometer P1 Sollwertanstiegszeitbegrenzung P2 Regelverst rkung P Glied P3 Integrations Zeitkonstante l Glied P4 Sperrfrequenz des Notchfilters P5 ist werksseitig eingestellt soll nicht verstellt werden P6 ist werksseitig eingestellt soll nicht verstellt werden www pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 38 Systembeschreibung PI Piezo Nano Positioning Systembeschreibung WWW pi ws Der Controller E 616 SSOx Die Kippspiegel Controller E 616 SS0 und E 616 SS0G sind f r die Steuerung und Regelung von Kippspiegeln ausgelegt die einen differentiellen Piezoantrieb besitzen In den entsprechenden Kippspiegeln der Serien S 330 und S 334 sind vier Piezoaktoren paarweise verschaltet um eine Kippbewegung zu realisieren Die Aktoren jedes Paars sind elektronisch so geschaltet dass der eine Aktor expandiert w hrend der andere Aktor kontrahiert Aufgrund dieser Verschaltung ist eine gleichzeitige Hubbewegung in die Z Achse nicht m glich F r jedes Aktor Paar stehen jeweils ein Reglermodul E 802 55 sowie jeweils ein Sensor und ein Verst rkerkanal zur Verf gung Ein dritter
8. 22 Input Y und im Falle des Dreibein Controllers E 616 S0 auch an C 24 Z Offset angelegt E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 22 Piezo Nano Positioning PI Inbetriebnahme Die analogen Steuersignale k nnen auch mit Hilfe von D A Wandlern in einem PC erzeugt werden F r bestimmte D A Wandlerkarten von National Instruments bietet Pl einen vollst ndigen LabVIEW Treibersatz an Dieser ist kompatibel zum PI General Command Set GCS der f r alle neuen Controller von PI verf gbar ist Der Treibersatz beinhaltet als weitere Option die patentierte HyperBit Funktionalit t die die Aufl sung der D A Karte erh ht Anweisungen zum Herunterladen der Analog Treiber finden Sie in Herunterladen der GCS LabVIEW Analogtreiber S 27 HINWEIS EINGANGSSPANNUNGSBEREICH F R E 616 SSO UND E 616 SS0G Bei Auslieferung ist der E 616 Controller f r den geregelten Betrieb voreingestellt Die Eingangsspannungsbereiche f r geregelten und ungeregelten Betrieb unterscheiden sich Die Controller E 616 SSO und E 616 SS0G f r differentiellen Antrieb haben die folgenden Eingangsspannungsbereiche m X Input Y Input geregelt 0 bis 10 V m X Input Y Input ungeregelt 2 bis 12 V Wenn Sie Spannungen au erhalb dieser Bereiche vorgeben leuchten die Overflow LEDs HINWEIS EINGANGSSPANNUNGSBEREICH F R E 616 50 UND E 616 50G Um den maximalen Verkippungsbereich zu erhalten werden bei den Dreibein Controllern E 616 50 und E 616 50G di
9. B1 4 SGS Reference 5 SGS1 B1 6 SGS Reference 7 intern belegt 8 intern belegt 9 intern belegt 10 GND 11 PZT1 OUT 12 PZT2 OUT 13 PZT3 OUT 14 intern belegt 15 nicht belegt 16 SGS2 B2 17 SGS GND 18 SGS1 B2 19 SGS GND 20 intern belegt 21 intern belegt 22 intern belegt 23 PZT1 GND 24 PZT2 GND 25 PZT3 GND SGS1 B1 entspricht dem Signal der Sensorbr cke SGS1 welches an den positiven Eingang des Sensorverst rkers gelegt wird Das Signal SGS1 B2 wird auf den negativen Eingang des Sensorverst rkers gelegt Analoges gilt f r die weiteren SGS Sensorkan le E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 52 Technische Daten www pi ws HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem Kurzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SGS MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren Piezoaktor und Sensoranschluss des E 616 S0 Piezo Nano Positioning Der 25 Pin D Sub Anschluss des E 616 SO Controller Moduls f r die Kippspiegelplattform ist wie folgt belegt 1 SGS3 B1 2 nicht belegt 3 SGS2 B1 4 SGS Reference 5 SGS1 B1 6 SGS Reference 7 intern belegt 8 intern belegt 9 intern belegt 10 GND 11 PZT1 OUT 12 PZT2 OUT 13 PZT3 OUT 14 SGS3 B2 15 nicht belegt 16 SGS2 B2 17 SGS GND 18 SGS1 B2 19 SGS GND 20 intern belegt 21 intern belegt 22 intern belegt 23 PZT1 GND 24 PZT2 GND 25 PZT3 GN
10. Overflow LEDs an der Frontseite zeigen an ob ein Nullpunktabgleich durchgef hrt werden muss Zum Einstellen des Nullpunktes befinden sich drei Potentiometer Zero 1 bis Zero 3 auf der Frontseite siehe Abbildung 6 unten Diese Potentiometer verschieben die Signalspannungen der Sensorausg nge SGS MON und dadurch im geregelten Betrieb die Steuerausgangsspannung der beiden Reglermodule V MON X und V MON Y sowie die Verst rkerausgangsspannung V MON 1 V MON 2 und f r E 616 S0 V MON 3 F r den E 616 SS0 Controller f r differentiellen Kippspiegelantrieb ist das Potentiometer Zero 3 inaktiv da es hier keinen dritten Sensorkanal gibt E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 31 Piezo Nano Positioning PI Kalibration PIEZO contol e Power OFL 1 OFL 2 Zero 1 Zero 2 2003 Abbildung 6 Potentiometer Zero 1 bis Zero 3 f r den Nullpunktabgleich sowie OFL und Power LEDs VORSICHT V MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Monitorspannungen an den Ausg ngen V MON X Pin A 4 V MON Y Pin A 12 sowie V MON 1 bis V MON 3 Pins A 18 C 18 A 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand V MON X V MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 11 KQ V MON 1 bis V MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 1 KQ Anderenfalls kann Ihr Messger t besch digt werden Sie haben ein kalibriertes Ger t erhalten das f r den geregelten Betrieb voreingestellt wurde Die fol
11. gbar D ber dieses Dokument Zielgruppe dieses Handbuches Dieses Handbuch soll dem Leser bei der Installation und Inbetriebnahme des E 616 OEM Controller f r Piezo Mehrachsen Kippspiegel helfen Es wird vorausgesetzt dass der Leser ber grunds tzliches Wissen zu geregelten Systemen zu Konzepten der Bewegungssteuerung und zu geeigneten Sicherheitsma nahmen verf gt Das Handbuch beschreibt au erdem die Spezifikationen der E 616 OEM Controller f r Piezo Mehrachsen Kippspiegel Vereinbarungen Die in diesem Handbuch verwendeten Hinweise und Symbole haben folgende Bedeutungen WARNUNG Kennzeichnet eine m gliche Gef hrdung mit mittlerem Risiko die zu K rperverletzung oder Tod f hren kann GEFAHR Kennzeichnet das Vorhandensein von Hochspannung gt 50 V und damit eine unmittelbare Gef hrdung mit hohem Risiko die zu K rperverletzung oder Tod f hren kann VORSICHT Kennzeichnet eine Gef hrdung mit geringem Risiko die Sachschaden zur Folge haben k nnte HINWEIS Zus tzliche Informationen oder Anwendungshinweise Zugeh rige Dokumente Alle in dieser Dokumentation erw hnten Mechaniken Unterbaugruppen und Programme von PI werden in separaten Handb chern beschrieben S mtliche Dokumente stehen in ihrer aktuellsten Version auf der PI Website als PDF Dateien zum Herunterladen bereit http www pi ws Aktuelle Versionen erhalten Sie auch von Ihrem Physik Instrumente Vertriebsingenieur oder per E Ma
12. identisch mit SGS MON Y E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 54 Piezo Nano Positioning PI Technische Daten HINWEIS Zum W hlen zwischen ungeregeltem und geregeltem Betrieb Servo x OFF ON Pins Der E 616 Controller ist werksseitig ber einen internen DIP Schalter auf geregelten Betrieb eingestellt Ein Umschalten in den ungeregelten Betrieb erfordert das ffnen des Ger tes siehe Abschnitt Ungeregelter und geregelter Betrieb S 19 Ist der interne DIP Schalter auf ungeregelten Betrieb eingestellt dann kann ber Pin C 26 der r ckw rtigen 32 Pin Steckerleiste f r die X Achse Servo 1 OFF ON und Pin A 26 f r die Y Achse Servo 2 OFF ON zwischen ungeregeltem und geregeltem Betrieb gew hlt werden Schalten von z B Pin C 26 auf High f hrt zu ungeregeltem Betrieb f r die X Achse Schalten auf Low f hrt zu geregeltem Betrieb HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem K rzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SGS MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren 9 5 4 Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 6 16 50 Der r ckw rtige Anschluss des E 616 Controllers ist ein DIN 41612 Standard Stecker F r die vorliegende Version D dieses Standards sind nur die geradzahligen Pins ausgef hrt Sie sind in Reihe A und Reihe C gegliedert WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 55 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI
13. und f r E 616 50 SGS MON 3 Pins A 10 C 10 C 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand SGS ist die englische Abk rzung f r Dehnmessstreifen Sensoren SGS MON X SGS MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 500 SGS MON 1 bis SGS MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 10 kQ 10 nF Anderenfalls kann Ihr Messgerat beschadigt werden Monitor der Sensorsignale Die Sensorsignale werden zum einen kanalbezogen angezeigt SGS MON 1 SGS MON 2 und f r E 616 S0 SGS MON 3 und zum anderen achsenbezogen SGS MON X SGS MON Y Die entsprechenden Monitorkan le sind auf dem r ckw rtigen 32 Pin Stecker verf gbar Achten Sie beim Messen der Monitorspannungen darauf einen passenden Eingangswiderstand zu w hlen m E 616 SS0 WWW pi ws Die beiden Sensorkan le und die Kippachsen X und Y k nnen einander mit einem 1 1 Verh ltnis zugeordnet werden Daher ist hier SGS MON 1 mit SGS MON X identisch Entsprechendes gilt f r E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 29 Inbetriebnahme Www pi ws Piezo Nano Positioning PI SGS MON 2 und SGS MON Y Die Kan le SGS MON X Pin C 14 und SGS MON Y Pin A 14 geben die differentiellen Sensorsignale f r die X und die Y Kippachsen aus Jedes Sensorsignal beruht dabei auf zwei Sensoren die zu dem Aktorpaar der entsprechenden Kippachse geh ren E 616 S0 Zwischen die drei Sensorkan le und die beiden Kippachsen ist eine Transformations
14. zeigt den strukturellen Aufbau eines E 616 SS0x Controllers f r Kippspiegel mit differentiellem Antrieb 7 A eo x 2 lt c g 8 5 E w f ur eigen Sr u u i zeH J0138uu0J t uedivo sy u P gt ee sosues 9 Izd B a e 3 z o z 5 ne gt 3 c 3 REF 1 U o D 17 r u Anplitier Strain Gauge Strain Gauge Vo Yin CH a z a nee o or Den i Control Y 5 5 T 2 802 55 E 802 55 Ar mn V NON Y mm VON G U HON 2 G VON 3 G 565 NON X Dem S65 N0N Y Z 565 nON I o 65 10 2 G SOS NON 3 O EEE eas aun 5 z z zz 8 z 665 oc u gt Abbildung 10 Blockschaltbild des Controllers E 616 5S0x f r Kippspiegel der Serien S 330 und S 334 E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 48 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI V MON X gibt die Reglerausgangsspannung X Out wieder w hrend V MON Y die Reglerausgangsspannung Y Out anzeigt SGS MON X gibt X In aus SGS MON Y gibt Y In aus HINWEIS EINGANGSSPANNUNGSBEREICH F R E 616 SSO UND E 616 SS0G Bei Auslieferung ist der E 616 Controller f r den geregelten Betrieb voreingestellt Die Eingangsspannungsbereiche f r geregelten und ungeregelten Betrieb unterscheiden sich Die Controller E 616 5S0 und E 616 SS0G f r differentiellen Antrieb haben die folgenden Eingangsspannungsbereiche m X Input Y Input geregelt 0 bis 10 V m X Input Y I
15. Controller berpr fen Sie den Inhalt auf Sch den Bei Anzeichen von Besch digungen oder fehlenden Teilen wenden Sie sich bitte sofort an PI Bewahren Sie das komplette Verpackungsmaterial auf f r den Fall dass das Produkt zur ckgeschickt werden muss WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 10 Montage des E 616 Moduls Piezo Nano Positioning PI 2 Montage des E 616 Moduls VORSICHT BEL FTUNG Sorgen Sie f r eine ausreichende Bel ftung Unzureichende Luftzirkulation f hrt zu berhitzung und vorzeitigem Ausfall des Ger ts F r genauere Information zum berhitzungsschutz siehe Behebung von St rungen S 42 zweiter Abschnitt F r die Montage des Moduls E 616 Sx gehen Sie vor wie folgt 1 Bauen Sie das Modul in ein geeignetes Geh use ein Die r ckseitige 32 Pin Steckerleiste des E 616 Moduls kann ber die mitgelieferte Federleiste Artikelnr 588 mit einer passenden Spannungsversorgung 12 30 V 2 A sowie mit Steuersignalen verbunden werden Siehe dazu Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses fur E 616 SS0 S 54 bzw Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 S0 S 55 2 Sorgen Sie daf r dass die Pins A 32 und C 32 an den Schutzleiter angeschlossen sind 3 Fixieren Sie das Modul mittels der vier mitgelieferten Kreuzschlitzschrauben an der Frontseite siehe Abbildung 2 unten QHA S72 CONTRO NEF b x AN Abbildung 2 Frontplatte des E 616 die Pfeile zeige
16. D E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 53 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI www pi ws SGS1 B1 entspricht dem Signal der Sensorbr cke SGS1 welches an den positiven Eingang des Sensorverst rkers gelegt wird Das Signal SGS1 B2 wird auf den negativen Eingang des Sensorverst rkers gelegt Analoges gilt f r die weiteren SGS Sensorkan le HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem K rzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SGS MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 550 Der r ckw rtige Anschluss des E 616 Controllers ist ein DIN 41612 Standard Stecker F r die vorliegende Version D dieses Standards sind nur die geradzahligen Pins ausgef hrt Sie sind in Reihe A und Reihe C gegliedert 2 GND GND d a 4 V MON X intern belegt 6 DC_IN_ DC_IN_ 8 DC_IN_ DC_IN_ 10 SGS MON 1 SGS MON 2 12 V MON Y intern belegt 14 SGS MON Y SGS MON X 16 V MON 3 intern belegt 18 V MON 1 V MON 2 20 X Input intern belegt 22 intern belegt Y Input 24 SYNC 200 intern belegt 26 Servo 2 OFF ON Servo 1 OFF ON 28 OFL1 intern belegt 30 nicht belegt OFL2 32 GND GND V MON X und V MON Y entsprechen den Signalen X Out und Y Out auf dem Blockschaltbild siehe Blockschaltbild E 616 SS0x S 48 SGS MON 1 ist identisch mit SGS MON X SGS MON 2 ist
17. Piezo Nano Positioning PI PZ200D Benutzerhandbuch E 616 SSO E 616 50 OEM Controller f r Piezo Mehrachsen Kippspiegel Version 1 0 2 Datum 04 09 2009 Dieses Dokument beschreibt folgende Produkte m E 616 SSO Mehrkanalservocontroller modular f r Piezo Kippspiegel Plattformen mit DMS und differentiellem Antrieb m E 616 S0 Mehrkanalservocontroller modular f r Piezo Kippspiegel Plattformen mit DMS und Dreibein Antrieb Physik Instrumente Pl GmbH amp Co KG Auf der R merstr 1 76228 Karlsruhe Germany Moving the NanoWorld www pi ws Tel 49 721 4846 0 Fax 49 721 4846 299 a info pi ws www pi ws Declaration of Conformity according to DIN EN ISO IEC 17050 2005 01 Manufacturer Physik Instrumente PI GmbH amp Co KG Manufacturer s Auf der R merstrasse 1 Address D 76228 Karlsruhe Germany The manufacturer hereby declares that the product Product Name Controller for Piezo Multi Axis Tip Tilt Platforms Model Numbers E 616 Product Options all complies with the following European directives 2006 95 EC Low voltage directive LVD 2004 108 EC EMC Directive The applied standards certifying the conformity are listed below Electromagnetic Emission EN 61000 6 3 EN 55011 Electromagnetic Immunity EN 61000 6 1 Safety Low Voltage Directive EN 61010 1 Electrical equipment which is intended to be integrated in other electrical equipment onl
18. S MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 15 Piezo Nano Positioning PI Inbetriebnahme 3 2 3 Frontplatte des E 616 50 Controllers PIEZO conte ie ESG amp ER PZT amp Sensor 20V 120V Nee Power OFL 1 OFL 2 Zero 1 Zero 2 MB 2003 25 pin D Sub Buchse PZT zum Anschluss eines Kippspiegels amp Sensor basierend auf einem Dreibein Design mit Dehnmesstreifen Pinbelegung siehe Piezoaktor und Sensoranschluss des E 616 S0 S 53 Zero 1 bis Zero 3 zum Nullpunktabgleich der DMS Potentiometer Sensorkan le 1 2 und 3 OFL1 und OFL2 LED gr nes Licht bei bersteuerung der Verst rker Overflow siehe Nullpunktabgleich S 31 f r mehr Information POWER LED gr nes Dauerlicht solange Ger t an Versorgungsspannung angeschlossen ist WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 16 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI www pi ws HINWEIS Overflow auch in ungeregeltem Betrieb m glich Falls Sie vom geregelten in den ungeregelten Betrieb gewechselt sind und Sie den zul ssigen Eingangsspannungsbereich berschreiten l sen Sie damit einen Overflow des entsprechenden Verst rkerausgangs aus Die maximale Ausgangsspannung des Verst rkers wird dann erreicht und kann nicht berschritten werden F r weitere Information siehe die Abschnitte Analoges Steuersignal S 22 bzw Nullpunktabgl
19. an die jeweilige E 616 Controller Variante an Kippspiegel wie S 325 3SD drei Piezoaktoren an E 616 S0x SD Kippspiegelversionen der Serien S 330 sowie S 334 mit differentiellem Antrieb an E 616 SSOx VORSICHT V MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Monitorspannungen an den Ausg ngen V MON X Pin A 4 V MON Y Pin A 12 sowie V MON 1 bis V MON 3 Pins A 18 C 18 A 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand V MON X V MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 11 KQ V MON 1 bis V MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 1 KQ Anderenfalls kann Ihr Messger t besch digt werden VORSICHT SGS MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Sensor Monitorspannungen an den Ausg ngen SGS X Pin C 14 SGS MON Y Pin A 14 sowie SGS MON 1 SGS MON 2 und f r E 616 50 SGS MON 3 Pins A 10 C 10 C 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand SGS ist die englische Abk rzung f r Dehnmessstreifen Sensoren SGS MON X SGS MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 500 E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 25 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI SGS MON 1 bis SGS MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 10 kQ 10 nF Anderenfalls kann Ihr Messger t besch digt werden Beachten Sie Wenn Sie ein von PI kalibriertes System erhalten haben verbinden Sie den Controller nur mit dem Kippspiegel mit dem der Controller kalibriert wurde Control
20. arten von National Instruments und ist kompatibel zum PI General Command Set GCS LabVIEW Treibersatz der f r alle neuen Controller von PI verf gbar ist Insbesondere unterst tzen die LabVIEW Treiber von PI alle Karten von National Instruments die zu DAQmx 8 3 kompatibel sind Kompatibilit t zu LabVIEW ist ab Version 7 1 gegeben Der Treibersatz steht auch auf der Pl Website zum Herunterladen zur Verf gung E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 9 Einleitung Piezo Nano Positioning PI E 500 HCD Zugang zur HyperBit Funktionalit t zur Erh hung der Aufl sung Die patentierte Hyperbit Funktionalit t mit der eine Aufl sung h her als die der D A Karte erreicht werden kann ist im Treibersatz E 500 ACD bereits enthalten Zum Freischalten dieser kostenpflichtigen Option ist ein Passwort erforderlich das unter der Bestellnummer E 500 HCD bei PI angefordert werden kann 1 6 Auspacken Packen Sie den E 616 OEM Controller f r Piezo Mehrachsen Kippspiegel vorsichtig aus Vergleichen Sie die erhaltene Lieferung mit dem Inhalt laut Vertrag und mit der Packliste Die folgenden Komponenten sind enthalten E 616 Sx in der bestellten Konfiguration PZ200 Benutzerhandbuch f r E 616 S0 E 616 SS0 dieses Dokument PZ150E Benutzerhandbuch fur E 802 Regler Submodule 588 32 Pin Federleiste DIN 416123 E500T001 1 Technical Note enthalt Zugangsdaten zum Herunterladen der neuesten Version der GCS LabVIEW Treiber fur analoge
21. b Zum einen ist dies die interne Koordinatentransformation die eine direkte Vorgabe der Winkel ohne Rechenaufwand f r den Anwender erlaubt Zum anderen ist eine gleichzeitige Hubbewegung der drei Aktoren m glich HINWEIS Beachten Sie Mit dem E 616 Controller f r dreibeiniges Design ist die Hubbewegung Z Offset ist immer eine ungeregelte Bewegung unabh ngig von der Betriebsart f r die Verkippung um die Achsen X und Y Koordinatentransformation Der Controller E 616 S0x f r Kippspiegel der Serie S 325 deren Bewegung durch drei Piezoaktoren umgesetzt wird besitzt eine Elektronikbaugruppe zur Koordinatentransformation Dadurch k nnen direkt Kippwinkel vorgegeben werden f r die im E 616 S0x Controller intern die notwendige Bewegung der drei Einzelaktoren berechnet wird Diese wird durch entsprechende Verst rkersignale umgesetzt Eine aufw ndige externe Transformation von Winkeln in Einzelbewegung der Aktoren entf llt hiermit Aufgrund der internen Transformationseinheit gibt es f r den E 616 S0x keine 1 1 Zuordnung der Kippachsen zu Sensor und Verst rkerkan len Die Verkippung um eine Achse wird hier von mehr als einem Sensor gemessen und von mehr als einem Aktor ausgef hrt Umgekehrt bewirkt ein einzelner Aktor und misst ein einzelner Sensor die Auslenkung um mehr als eine Achse Daher werden die kanalbezogenen Sensorsignale SGS MON 1 bis SGS MON 3 umgerechnet in achsenbezogene Sensorsignale SGS MON X SGS MON Y D
22. e Aktoren bei der Kalibration mit einer Offset Spannung beaufschlagt Bei Auslieferung ist der E 616 Controller f r den geregelten Betrieb voreingestellt Die Eingangsspannungsbereiche f r geregelten und ungeregelten Betrieb unterscheiden sich Es gelten die folgenden Eingangsspannungsbereiche f r Dreibein Controller Geregelter Betrieb der Kippachsen m X Input Y Input 5 bis 5 V WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 23 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI m Z Offset 3 bis 3 V Ungeregelter Betrieb der Kippachsen m X Input Y Input 7 bis 7 V m Z Offset 3 bis 3 V Wenn Sie Spannungen au erhalb dieser Bereiche vorgeben leuchten die Overflow LEDs 3 5 Erste Inbetriebnahme GEFAHR HOCHSPANNUNG E 616 Leistungsverst rker geben SEHR HOHE SPANNUNGEN und HOHE STR ME ab die zu Tod oder schweren Verletzungen f hren k nnen Arbeiten mit diesen Ger ten d rfen nur von entsprechend qualifiziertem Personal vorgenommen werden Halten Sie sich an die Richtlinien zur Unfallvermeidung m Ber hren Sie keine Pins der D Sub Buchse die Piezo Ausgangsspannungen f hren Bei eingeschaltetem Controller k nnen die Verst rkerausg nge jederzeit Hochspannung f hren Es k nnen Spannungen zwischen 20 V und 120 V an dem D Sub Stecker anliegen m Sorgen Sie daf r dass die Pins A 32 und C 32 an den Schutzleiter angeschlossen sind VORSICHT ELEKTROSTATIK Das hier beschriebene Produkt ist e
23. eich S 31 R ckseite des E 616 SO Controllers Der 32 pin Anschluss beinhaltet Leitungen f r m Versorgungsspannung DC Input von 12 bis 30 V 2 A m Monitorkanale f r die Ausgangsspannungen der Verst rker PA1 bis PA3 V MON 1 bis V MON 3 die Anzeige entspricht einem Hundertstel der Verst rkerausgangsspannung siehe Blockschaltbild E 616 S0x S 50 kanalbezogen nicht achsenbezogen E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 17 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI Monitorkan le f r die Steuerspannung der X und Y Kippachsen V MON X V MON Y siehe Blockschaltbild E 616 S0 S 50 achsenbezogen Monitorkan le f r die Sensorsignale der drei DMS Sensoren SGS MON 1 bis SGS MON 3 direkt vor dem Transformationsboard siehe Blockschaltbild E 616 S0 S 50 kanalbezogen nicht achsenbezogen Monitorkan le der beiden durch das Transformationsboard umgewandelten Sensorsignale X In und Y In SGS MON X SGS MON Y siehe Blockschaltbild E 616 S0 S 50 achsenbezogen Steuerspannungen X Input und Y Input f r Verkippung um X und Y Achse sowie Z Offset f r eine Hubbewegung X Input Y Input Z Offset siehe Analoges Steuersignal S 22 Schalter f r Wahl zwischen geregeltem und ungeregeltem Betrieb f r X und Y Kippachse Servo 1 OFF ON Servo 2 OFF ON siehe Ungeregelter und geregelter Betrieb S 19 Overflow Signale siehe Nullpunktabgleich S 31 TTL Signal zur Synchronisierun
24. einheit geschaltet Die Kan le SGS MON 1 Pin A 10 SGS MON 2 Pin C 10 und SGS MON 3 Pin C 16 geben die Signale der an den Piezoaktoren angebrachten Sensoren aus Die Sensor Monitorsignale SGS MON X Pin C 14 und SGS MON Y Pin A 14 geben die ber die Transformationseinheit berechnete Position der Kippachsen wieder Die achsenbezogenen Sensorsignale SGS MON X und SGS MON Y berechnen sich aus den kanalbezogenen Sensorsignalen wie folgt SGS MON X 0 867 S2 S3 SGS MON Y S1 0 5 S2 S3 mit S1 SGS MON 1 Sensorsignal 1 S2 SGS MON 2 Sensorsignal 2 S3 SGS MON 3 Sensorsignal 3 E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 30 Kalibration Piezo Nano Positioning PI Kalibration 4 1 Nullpunktabgleich HINWEIS Www pi ws Nullpunktabgleich nur bei Overflow Das Durchf hren eines Nullpunktabgleichs ist nur dann n tig wenn eine der beiden Overflow LEDs OFL1 OFL2 leuchtet Eine vollst ndige Auslenkung der Piezoaktoren ber den maximal m glichen Bereich ohne berschreiten des gegebenen Ausgangsspannungsbereichs des Verst rkers setzt einen korrekten Nullpunktabgleich voraus Ein Nullpunktabgleich stellt sicher dass der Ausgangsspannungsbereich des Verst rkers nicht berschritten und somit ein Overflow des Verst rkers vermieden wird Aufgrund von Temperaturschwankungen zwischen Zeitpunkt der Kalibration und Einsatz des Controllers kann ein Nullpunktabgleich des Controllers notwendig sein Die gr nen
25. em 13 August 2005 in Verkehr gebracht wurde Falls Sie ein solches Altger t von PI besitzen k nnen Sie es versandkostenfrei an folgende Adresse senden Physik Instrumente Pl GmbH amp Co KG Auf der R merstr 1 D76228 Karlsruhe E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 44 PI Piezo Nano Positioning Technische Daten 9 Technische Daten Sensorkan le Externe Synchronisierbarkeit Verst rker Eingangsspannungsbereich Ausgangsspannung Verst rkerkan le Spitzenleistung Kanal Ausgangsleistung Dauerausgangsleistung Kanal Spitzenstrom Kanal Dauerausgangsstrom Kanal Strombegrenzung Spannungsverstarkung Bandbreite Kleinsignal Bandbreite Gro signal Welligkeit Rauschen 0 bis 100 KHz Verst rkeraufl sung 3 200 KHz TTL X Y Kippachse 7V bis 7 V Z Offset 3 V bis 3 V 20 V bis 120 V 3 10 W 5 W 100 mA 50 mA Kurzschlussfest X Y Kippachse 10 Z Offset 20 3 kHz siehe Frequenzdiagramm lt 20 mVpp lt 2 mVrms lt 1 mV E 616 PZ200D Version 1 0 2 9 1 Spezifikationen E 616 50 E 616 5S0 Funktion Controller f r Piezo Controller f r Piezo Parallelkinematik Parallelkinematik Kippspiegelsysteme mit Kippspiegelsysteme mit Dehnmessstreifen Dehnmessstreifen Sensoren Dreibeinantrieb Sensoren differentieller Antrieb Kippachsen 2 2 Sensor Reglertyp P I analog Notchfilter P I analog Notchfilter Sensortyp DMS DMS 2 200 KHz TTL 2 V bis
26. en Sie das Ber hren von Baugruppen Pins und Leiterbahnen Vor dem Ber hren einer elektronischen Baugruppe muss der eigene K rper entladen werden indem kurz ein leitender geerdeter Gegenstand ber hrt wird Legen Sie Leiterplatten nur auf leitende Oberfl chen wie z B EGB Transportcontainer Versandh llen Schaumstoff Elektronische Baugruppen m ssen immer in leitf higen Verpackungen aufbewahrt oder transportiert werden Eine dynamische Kalibration ist notwendig wenn sich z B die Ansprechzeit der Aktoren verl ngert wenn es zu berschwingen kommt oder auch wenn Ihr System in Resonanz geraten ist Die Ursache ist zumeist eine nderung der zu bewegenden Last Durch die dynamische Kalibration werden die Regelparameter wie P Term I Term und die Frequenz des Notchfilters des integrierten Reglermoduls E 802 55 angepasst F r eine Anpassung der Regelparameter gehen Sie vor wie folgt 1 Trennen Sie das Ger t von der Versorgungsspannung 2 Entfernen Sie das K hlblech siehe Abbildung 7Fehler Verweisquelle konnte nicht gefunden werden 3 Verstellen Sie die entsprechenden Potentiometer siehe Abbildung 8 Lesen Sie dazu im User Manual PZ150E des Reglermoduls Abschnitt 3 1 Equipment needed for Calibration und Abschnitt 4 Dynamic Calibration E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 36 Kalibration Piezo Nano Positioning PI a Abbildung 7 Befestigung des K hlblechs am E 616 Controller Modul www pi ws E 616 PZ200D Version 1 0
27. en gemeinsamen Punkt Bei positionsgeregelten Kippspiegeln der Serie S 330 xSD sowie S 334 2SD erm glicht die differentielle Auswertung der DMS Sensoren je Achse eine verbesserte Linearitat und Auflosung Optimal abgestimmt auf die von PI angebotenen Piezokippspiegel ist der E 616 Controller in zwei Standardversionen verf gbar m E 616 50 OEM Modul f r Kippspiegel mit dreibeinigem Design z B f r S 325 die Plattform wird von drei in 120 Abst nden angeordneten Piezoaktoren angetrieben m E 616 5S0 OEM Modul f r Kippspiegel mit differentiellem Design z B f r S 330 oder S 334 vier Aktoren arbeiten paarweise im Druck Zug Betrieb Interne Koordinatentransformation vereinfacht die Regelung Bei Parallelkinematiken ist eine Transformation des Kippwinkels auf die Bewegung der einzelnen Aktoren erforderlich F r Kippspiegel S 325 mit drei Aktoren wird die Transformation durch eine im E 616 S0 integrierte Elektronikbaugruppe bernommen Dar ber hinaus k nnen beim E 616 S0 ber eine Offset Spannung alle Aktoren gleichzeitig angesteuert werden Dieses hat eine Hubbewegung zur Folge z B zur Anpassung der optischen Wegl nge in einem Strahlengang 1 2 WWW pi ws Bestimmungsgem e Verwendung Entsprechend ihrem Aufbau sind die E 616 OEM Controller f r Piezo Mehrachsen Kippspiegel dazu vorgesehen kapazitive Lasten hier Piezoaktoren anzutreiben E 616 d rfen nur entsprechend ihrer Ger tespezifikation verwendet werden
28. erbahnen Vor dem Ber hren einer elektronischen Baugruppe muss der eigene K rper entladen werden indem kurz ein leitender geerdeter Gegenstand ber hrt wird Legen Sie Leiterplatten nur auf leitende Oberfl chen wie z B EGB Transportcontainer Versandh llen Schaumstoff Elektronische Baugruppen m ssen immer in leitf higen Verpackungen aufbewahrt oder transportiert werden Ungeregelter Betrieb Alle E 616 Versionen k nnen ungeregelt betrieben werden Dabei kommandiert der Benutzer die Ausgangsspannung f r die betreffenden Kippspiegelachsen X Input Y Input und f r E 616 S0 auch Z Offset Geregelter Betrieb Servobetrieb Positionsgeregelter Betrieb setzt das Vorhandensein von Positionssensoren und Reglermodulen voraus Dabei kommandiert der Benutzer die Position der betreffenden Kippspiegelachsen Die erforderliche Ausgangsspannung wird intern durch die Reglermodule berechnet und aufgrund der Einstellung und der R ckmeldung des Positionssensors korrigiert Im geregelten Betrieb werden Nichtlinearit ten und Drift kompensiert Pro Kippachse verf gt der E 616 ber je ein Reglermodul E 802 55 Eine Beschreibung des Reglermoduls finden Sie im E 802 Handbuch PZ150E E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 19 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI Wahl des ungeregelten und geregelten Betriebs Alle E 616 Controller werden werksseitig auf geregelten Betrieb eingestellt und kalibriert Um in den ungeregelten Betrieb zu wechseln mus
29. fset d h ohne jede Verkippung betr gt 3 bis 3 V Die Eingangsspannung Z Offset wird um das 20 fache verst rkt WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 41 Behebung von St rungen Piezo Nano Positioning PI Www pi ws Behebung von St rungen Der Versteller bewegt sich nicht Die Kabel sind nicht korrekt angeschlossen oder defekt m berpr fen Sie die Verbindungskabel berpr fen Sie ob der zul ssige Eingangsspannungsbereich eingehalten wurde m E 616 SSO0x f r differentiellen Antrieb X Input Y Input geregelt O bis 10 V X Input Y Input ungeregelt 2 bis 12 V m E 616 S0x f r Dreibein Antrieb Geregelter Betrieb der Kippachsen X Input Y Input 5 bis 5 V Z Offset 3 bis 3 V Ungeregelter Betrieb der Kippachsen X Input Y Input 7 bis 7 V Z Offset 3 bis 3 V Der Verstarkerausgang des E 616 ist deaktiviert Wenn die interne Temperatur 75 C 167 F Uberschreitet werden die Verstarkerausgange deaktiviert Der Kippspiegel bewegt sich dann nicht mehr Ist die Temperatur wieder unter 60 C 140 F gesunken wird der Verstarkerausgang wieder automatisch aktiviert Wie Sie Uberhitzung vermeiden m Halten Sie die Umgebungstemperatur m glichst gering Beachten Sie dass der Unterschied zwischen Umgebungstemperatur und der Temperatur im Ger teinneren des E 616 normalerweise ungef hr 20 Kelvin betr gt 1 Kelvin entspricht 1 C der Temperaturunterschied 20 Kelvin entspricht 36 F
30. g 200 KHz F r genaue Pinbelegung siehe Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 S0 S 55 HINWEIS Beachten Sie Mit dem E 616 Controller f r dreibeiniges Design ist die Hubbewegung Z Offset immer eine ungeregelte Bewegung unabh ngig von der Betriebsart f r die Verkippung um die Achsen X und Y HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem K rzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SGS MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 18 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI 3 3 WWW pi ws Ungeregelter und geregelter Betrieb GEFAHR Arbeiten die das ffnen des Ger tes erforderlich machen d rfen nur von autorisiertem qualifiziertem Personal durchgef hrt werden Trennen Sie das System vollst ndig von der Spannungsversorgung bevor Sie das Ger t ffnen und wenn Sie interne Schalter oder Jumper bedienen Wenn das E 616 bei offenem Geh use betrieben wird k nnen spannungsf hrende Gerateteile mit bis zu 120 V anliegender Spannung zug nglich sein Ber hren Sie keine elektronischen Baugruppen Pins und Leiterbahnen VORSICHT ELEKTROSTATIK Das hier beschriebene Produkt ist ein elektrostatisch gef hrdetes Bauteil EGB Bevor es in Betrieb genommen wird unbedingt alle Schutzma nahmen gegen elektrostatische Aufladung beachten Vermeiden Sie das Ber hren von Baugruppen Pins und Leit
31. gende Anweisung bezieht sich daher auf den Nullpunktabgleich bei aktivierter Regelung F r den Nullpunktabgleich gehen Sie vor wie folgt WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 32 Kalibration Piezo Nano Positioning PI m F r E 616 SS0 1 Zeigen Sie das Monitorsignal V MON f r den Verst rker Kanal an bei dem der Overflow auftritt V MON 1 V MON 2 2 Um einen Offset auf die Sensorsignale aufgrund von Hysterese zu vermeiden fuhren Sie eine vollstandige Verkippung um beide Kippachsen durch Legen Sie dazu Steuersignale an X Input und Y Input an und durchfahren Sie den zulassigen Eingangsspannungsbereich von 0 V bis 10 V 3 Geben Sie f r X Input und Y Input eine Eingangsspannung von 0 V vor der Spiegel befindet sich damit wieder in der Ausgangsposition 4 Drehen Sie das jeweils entsprechende Zero Potentiometer so dass Sie einen V MON Spannungswert von 0 V erhalten entspricht 0 V Verst rkerausgangsspannung 5 Andern Sie nun die Eingangsspannung f r X Input bzw Y Input in einem Bereich von 0 V bis 10 V Die Overflow LEDs sollten nun nicht mehr leuchten Falls sie weiterhin leuchten ist dies ein Hinweis auf einen Defekt m F r E 616 S0 1 Zeigen Sie das Monitorsignal V MON f r den Verstarker Kanal an bei dem der Overflow auftritt V MON 1 V MON 2 V MON 3 2 Um einen Offset auf die Sensorsignale aufgrund von Hysterese zu vermeiden durchfahren Sie f r alle Aktoren den maximalen Auslenkungsbereich indem S
32. ie eine Hubbewegung kommandieren Legen Sie dazu an Z Offset Pin C 24 ein Steuersignal von 3 V bis 3 V an 3 Geben Sie fur Z Offset eine Steuerspannung von 0 V vor 4 Geben Sie f r X Input und Y Input eine Eingangsspannung von 0 V vor der Spiegel befindet sich damit wieder in der Ausgangsposition 5 Drehen Sie das Zero Potentiometer das dem gew hlten V MON Kanal entspricht so dass Sie einen V MON Spannungswert von 0 5 V erhalten entspricht 50 V Verstarkerausgangsspannung f hren Sie dies f r jeden der drei V MON Kan le durch 6 ndern Sie nun die Eingangsspannung f r X Input und Y Input in einem Bereich von 5 V bis 5 V WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 33 Kalibration WWW pi ws Piezo Nano Positioning PI Die Overflow LEDs sollten nun nicht mehr leuchten Falls sie weiterhin leuchten ist dies ein Hinweis auf einen Defekt Nullpunktabgleich im ungeregelten Betrieb VORSICHT SGS MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Sensor Monitorspannungen an den Ausg ngen SGS X Pin C 14 SGS MON Y Pin A 14 sowie SGS MON 1 SGS MON 2 und f r E 616 50 SGS MON 3 Pins A 10 C 10 C 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand SGS ist die englische Abk rzung f r Dehnmessstreifen Sensoren SGS MON X SGS MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 500 SGS MON 1 bis SGS MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 10 kQ 10 nF Anderenfalls kann Ihr Messger t be
33. ieren Legen Sie dazu an Z Offset Pin C 24 ein Steuersignal von 3 bis 3 V an 3 Geben Sie fur Z Offset eine Steuerspannung von 0 V vor 4 Geben Sie f r X Input und Y Input eine Eingangsspannung von 0 V vor der Spiegel befindet sich damit wieder in der Ausgangsposition 5 Drehen Sie das Zero Potentiometer das dem gew hlten SGS MON Kanal entspricht so dass Sie einen SGS MON Spannungswert von ungef hr 5 V erhalten f hren Sie dies f r jeden der drei SGS MON Kan le durch Wenn Sie in den geregelten Betrieb wechseln sollten die OFL LEDS nun nicht mehr leuchten 42 Dynamische Kalibration GEFAHR Arbeiten die das ffnen des Ger tes erforderlich machen d rfen nur von autorisiertem qualifiziertem Personal durchgef hrt werden Trennen Sie das System vollst ndig von der Spannungsversorgung bevor Sie das Ger t ffnen und wenn Sie interne Schalter oder Jumper bedienen Wenn das E 616 bei offenem Geh use betrieben wird k nnen spannungsf hrende Gerateteile mit bis zu 120 V anliegender Spannung zug nglich sein Ber hren Sie keine elektronischen Baugruppen Pins und Leiterbahnen WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 35 Kalibration Www pi ws Piezo Nano Positioning PI VORSICHT ELEKTROSTATIK Das hier beschriebene Produkt ist ein elektrostatisch gef hrdetes Bauteil EGB Bevor es in Betrieb genommen wird unbedingt alle Schutzma nahmen gegen elektrostatische Aufladung beachten Vermeid
34. ies geschieht ber die folgenden Formeln SGS MON X 0 867 S2 S3 SGS MON Y S1 0 5 S2 S3 E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 40 Systembeschreibung Piezo Nano Positioning PI mit S1 SGS MON 1 Sensorsignal 1 S2 SGS MON 2 Sensorsignal 2 S3 SGS MON 3 Sensorsignal 3 Entsprechend werden die achsenbezogenen Steuerspannungen der Reglermodule V MON X V MON Y umgerechnet in die Monitorsignale der Verst rkerausgangsspannungen V MON 1 bis V MON 3 Die Umrechnung erfolgt ber die folgenden Formeln V MON 1 0 1 Y V MON 2 0 1 0 867 X 0 5 Y V MON 3 0 1 0 867 X 0 5 Y mit X V MON X X Out Y V MON Y Y Out Kommandieren einer Hubbew egung Die Hubbewegung von dreibeinigen Kippspiegelplattformen kann beim E 616 50x ber Z Offset Pin C 24 angesteuert werden Dies ist sowohl im geregelten wie im ungeregelten Betrieb der Kippachsen m glich Beachten Sie Verkippungswinkel und Hubbewegung beeinflussen einander gegenseitig Die Werte der nominalen Verkippung bzw einer nominalen Hubbewegung in der Datentabelle fur Dreibein Kippspiegel User Manual PZ148E f r S 325 Kippspiegel beziehen sich auf die reine nominale Verkippung bzw die reine Hubbewegung Um den Einfluss von Verkippung und Hubbewegung auf einander zu berechnen lesen Sie Abschnitt 5 Working Principle des User Manual PZ148E f r S 325 Kippspiegel Beachten Sie auch der maximale Bereich der Eingangssteuerspannung f r Z Of
35. ifferentiellem Design z B S 330 oder S 334 mit Dehnmessstreifen Pinbelegung siehe Piezoaktor und Sensoranschluss des E 616 SS0 S 52 Zero 1 und Zero 2 zum Nullpunktabgleich der DMS Potentiometer Sensorkan le 1 und 2 OFL1 und OFL2 LED gr nes Licht bei Ubersteuerung der Verst rker Overflow siehe Nullpunktabgleich S 31 f r mehr Information POWER LED gr nes Dauerlicht solange Ger t an Versorgungsspannung angeschlossen ist HINWEIS Beachten Sie dass f r den Controller E 616 f r differentiellen Antrieb der Sensorkanal 3 und das Potentiometer Zero 3 inaktiv sind WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 13 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI HINWEIS Overflow auch in ungeregeltem Betrieb m glich Falls Sie vom geregelten in den ungeregelten Betrieb gewechselt sind und Sie den zul ssigen Eingangsspannungsbereich berschreiten l sen Sie damit einen Overflow des entsprechenden Verst rkerausgangs aus Die maximale Ausgangsspannung des Verst rkers wird dann erreicht und kann nicht berschritten werden F r weitere Information siehe die Abschnitte Analoges Steuersignal S 22 bzw Nullpunktabgleich S 31 3 2 2 R ckseite des E 616 SSO Controllers Der 32 pin Anschluss beinhaltet Leitungen f r m Versorgungsspannung DC Input von 12 bis 30 V 2 A www pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 14 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI Monitorkan le f
36. il an info pi ws Inhaltsverzeichnis Einleitung 4 Er berblicke dee A a att ea 4 12 Bestimmungsgem e Verwendung ussrsssssssennnnnnnnenenn nennen nenn 4 13 _ Sicherheitshinweise nennssnnnennnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnn nenn 5 14 ModellUbersicht nnennnnnnnnnnnnnnn nn 8 15 _ Optionales Zubeh r zu E 616 sennennnnennnennnnnnnennnnnnnnn 9 1 6 Auspacken eigen 10 Montage des E 616 Moduls 11 Inbetriebnahme 12 3 1 Kalibriertes System ice se Mar adensaeceeianny ieee sang xing 12 32 Bedienelemente recien nre aa nme nenne 13 321 Frontplatte des E 616 SS0 Controllers 4 nenn 13 322 R ckseite des E 616 SSO Controllers 4 044 nennen 14 323 Frontplatte des E 616 S0 Controllers 24 nennen 16 324 R ckseite des E 616 S0 Controllers s4 nennen 17 33 Ungeregelter und geregelter Betrieb 2 2 4 19 34 Analoges Steuersigna l ren n ee ann 22 35 Erste Inbetriebnahme unnnnnnennnennnensne nenne nennen 24 36 Herunterladen der GCS LabVIEW Analogtreiber 27 37 gt MORIOLSIONA Se re dninueernemei nee 28 Kalibration 31 4 14 Nullpunktabgleich Hoss 31 42 Dynamische Kalibration nee 35 Systembeschreibung 39 51 Der Controller E 616 SS0x 00enennennnnnennnnnnnn nennen 39 52 De
37. in elektrostatisch gef hrdetes Bauteil EGB Bevor es in Betrieb genommen wird unbedingt alle Schutzma nahmen gegen elektrostatische Aufladung beachten Vermeiden Sie das Ber hren von Baugruppen Pins und Leiterbahnen Vor dem Ber hren einer elektronischen Baugruppe muss der eigene K rper entladen werden indem kurz ein leitender geerdeter Gegenstand ber hrt wird Legen Sie Leiterplatten nur auf leitende Oberfl chen wie z B EGB Transportcontainer Versandh llen Schaumstoff Elektronische Baugruppen m ssen immer in leitf higen Verpackungen aufbewahrt oder transportiert werden WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 24 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI WWW pi ws VORSICHT BEL FTUNG Sorgen Sie f r eine ausreichende Bel ftung Unzureichende Luftzirkulation f hrt zu berhitzung und vorzeitigem Ausfall des Ger ts F r genauere Information zum berhitzungsschutz siehe Behebung von St rungen S 42 zweiter Abschnitt VORSICHT RESONANZFREQUENZ Die meisten der an ein E 616 anzuschlie enden Piezoaktoren k nnen durch unkontrollierte Schwingung nahe ihrer mechanischen Resonanzfrequenz zerst rt werden Falls Sie beim Einrichten Ihres Systems Resonanzen beobachten unterbrechen Sie unverz glich die Spannungsversorgung der betreffenden Aktoren und befolgen Sie die Anweisungen im Abschnitt Dynamische Kalibration S 35 VORSICHT SYSTEMZUORDNUNG Schlie en Sie nur den passenden Kippspiegel
38. iner elektronischen Baugruppe muss der eigene K rper entladen werden indem kurz ein leitender geerdeter Gegenstand ber hrt wird Legen Sie Leiterplatten nur auf leitende Oberfl chen wie z B EGB Transportcontainer Versandh llen Schaumstoff Elektronische Baugruppen m ssen immer in leitf higen Verpackungen aufbewahrt oder transportiert werden VORSICHT BEL FTUNG Sorgen Sie f r eine ausreichende Bel ftung Unzureichende Luftzirkulation f hrt zu berhitzung und vorzeitigem Ausfall des Ger ts F r genauere Information zum berhitzungsschutz siehe Behebung von St rungen S 42 zweiter Abschnitt WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 6 Einleitung Piezo Nano Positioning PI VORSICHT RESONANZFREQUENZ Die meisten der an ein E 616 anzuschlie enden Piezoaktoren k nnen durch unkontrolliertte Schwingung nahe ihrer mechanischen Resonanzfrequenz zerst rt werden Falls Sie beim Einrichten Ihres Systems Resonanzen beobachten unterbrechen Sie unverz glich die Spannungsversorgung der betreffenden Aktoren und befolgen Sie die Anweisungen im Abschnitt Dynamische Kalibration S 35 VORSICHT KALIBRIERUNG Sofern Sie Pl ber Ihre Anwendung informieren wird Ihr E 616 vor der Auslieferung vollst ndig kalibriert F r ein kalibriertes System sind Kippspiegel und Controller auf einander abgestimmt Tauschen Sie keinesfalls Controller oder Kippspiegel eines kalibrierten Systems aus Die Seriennummern der einander e
39. insbesondere nicht zum Betrieb mit ohmschen oder induktiven Lasten Beachten Sie die Sicherheitshinweise in diesem Benutzerhandbuch E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 4 Einleitung Piezo Nano Positioning PI E 616 ist ein Laborger t im Sinne der DIN EN 61010 Ein sicherer Betrieb ist unter normalen Umgebungsbedingungen gew hrleistet m Verwendung nur in Innenr umen m H he bis zu 2000 m m Temperaturbereich von 5 C bis 40 C m H chste relative Luftfeuchte 80 f r Temperaturen bis 31 C linear abnehmend bis 50 relativer Luftfeuchte bei 40 C m Netzspannungsschwankungen nicht gr er als 10 der Nennspannung m Transiente berspannungen wie sie blicherweise im Versorgungsnetz auftreten ANMERKUNG Der Nenn Pegel der transienten berspannung ist die Stehstossspannung nach Uberspannungskategorie Il gem IEC 60364 4 443 m Verschmutzungsgrad 2 Jegliche weitergehenden Spezifikationen in der Datentabelle S 45 werden selbstverstandlich auch eingehalten 1 3 Sicherheitshinweise Lesen Sie auch alle weiteren fur die Verwendung des Produktes relevanten Anleitungen sorgfaltig durch wie z B zu den Mechaniken und zur Software Nichtbeachten der nachfolgenden Sicherheitshinweise kann zu einer gesundheitlichen Gef hrdung f r den Benutzer oder zu Sachsch den und zum Verlust der Ger tegarantie f hren GEFAHR HOCHSPANNUNG E 616 Leistungsverst rker geben SEHR HOHE SPANNUNGEN und HOHE STR ME ab die zu Tod
40. ionen der entsprechenden Handb cher 8 Klicken Sie unterhalb des neuesten CD Mirrors beinhaltet auch die Handb cher auf Download WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 27 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI 3 7 WWW pi ws Monitorsignale VORSICHT V MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Monitorspannungen an den Ausg ngen V MON X Pin A 4 V MON Y Pin A 12 sowie V MON 1 bis V MON 3 Pins A 18 C 18 A 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand V MON X V MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 11 KQ V MON 1 bis V MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 1 KQ Anderenfalls kann Ihr Messger t besch digt werden Monitor der Ausgangsspannung Auf dem r ckw rtigen Stecker kann ber die Monitorkan le die Ausgangsspannung der Reglermodule sowie die Ausgangsspannung der Verst rkerkan le berwacht werden Achten Sie beim Messen der Monitorspannungen darauf einen passenden Eingangswiderstand zu w hlen Die Ausgangsspannung der beiden Reglermodule ist sowohl f r den E 616 SS0 als auch f r den E 616 S0 achsenbezogen Die entsprechenden Monitorspannungen werden angezeigt ber die Pins A 4 V MON X und A 12 V MON Y der 32 Pin Steckerleiste Die Verst rker geben das 10 fache der Reglerausgangsspannungen aus F r den E 616 S0 wird die achsenbezogene V MON Spannung zuvor durch die Transformationseinheit zu einer kanalbezogenen Spannung umgewandelt
41. ler und Kippspiegel die miteinander kalibriert wurden sind nicht austauschbar Die Seriennummer des entsprechenden Kippspiegels ist auf dem Kalibrationslabel des E 616 eingetragen Das Ger t ist bei Auslieferung auf geregelten Betrieb voreingestellt Erste Schritte 1 Verbinden Sie den Controller ber die r ckw rtige 32 Pin Steckerleiste mit Ihrem Geh use ber die mitgelieferte 32 Pin Federleiste Artikelnr 588 Beachten Sie hierbei die Pinbelegung siehe Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 SS0 S 54 bzw Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 S0 S 55 und verbinden Sie die Pins A 32 und C 32 mit dem Schutzleiter Verbinden Sie den Kippspiegel mit dem E 616 ber die 25 Pin D Sub Buchse auf der Frontplatte Zur Spannungsversorgung verbinden Sie die Federleiste mit einem externen Netzteil ber die Pins A 6 und A 8 bzw C 6 und C 8 Schalten Sie das Netzteil ein Die gr ne Power LED zeigt dann die Betriebsbereitschaft an Versorgen Sie die Pins A 20 X Input bzw C 22 Y Input mit folgenden Steuerspannungen um eine Kippbewegung um die X bzw Y Achse zu erzeugen f r E 616 SSO von 0 V bis 10 V f r E 616 S0 von 5 V bis 5 V Leuchtet mindestens eine der beiden grunen Overflow LEDs ist ein Nullpunktabgleich erforderlich Befolgen Sie die Anleitung zum Nullpunktabgleich siehe Nullpunktabgleich im Servobetrieb des E 616 Controllers S 31 WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1
42. lische Abk rzung f r Dehnmessstreifen Sensoren SGS MON X SGS MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 500 SGS MON 1 bis SGS MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 10 kQ 10 nF Anderenfalls kann Ihr Messger t besch digt werden 1 4 Www pi ws Modellubersicht Die Controller Module E 616 sind in folgenden Standardkonfigurationen erhaltlich E 616 SS0 Mehrkanalservocontroller fur Piezo Kippspiegel Plattformen mit DMS f r Kippachsen mit differentiellem Antrieb E 616 S0 Mehrkanalservocontroller fur Piezo Kippspiegel Plattformen mit DMS und Dreibein Antrieb E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 8 Einleitung Piezo Nano Positioning PI Beide Versionen gibt es auch mit Geh use als freistehendes Tischger t E 616 5S0G E 616 50G siehe Abbildung 1 unten We Abbildung 1 Vorderansicht des Tischger ts E 616 SxG Die Tischger te werden in einem separaten Handbuch PZ219D beschrieben welches von der PI Website heruntergeladen werden kann In die E 616 Controller ist f r die beiden Kippachsen je ein Reglermodul E 802 55 integriert Informationen zu diesen Reglermodulen finden Sie in einem separaten Handbuch PZ150E im Lieferumfang enthalten 1 5 www pi ws Optionales Zubeh r zu E 616 E 500 ACD LabVIEW Treibersatz f r analoge Controller auf Anfrage kostenlos erh ltlich Dieser LabVIEW Treibersatz erm glicht die analoge Steuerung vom PC aus ber bestimmte D A Wandlerk
43. n C 26 auf High f hrt zu WWW pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 56 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI ungeregeltem Betrieb f r die X Achse Schalten auf Low f hrt zu geregeltem Betrieb HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem K rzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SGS MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 57
44. n Piezo Last entnehmen Sie der jeweiligen Kurve in Abbildung 9 unten E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 46 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI WWW pi ws u sc DJ so of Freeeencyttz Abbildung 9 Aussteuergrenzen des E 616 Controllers ungeregelt mit verschiedenen Piezolasten Kapazitatswerte in uF Beachten Sie dass die Aussteuergrenzen eines gegebenen Piezoverstarkers abhangen von der Verstarkerleistung dem Verst rkerdesign und nat rlich von der Kapazit t des Piezoaktors Die Kapazitat von Piezokeramiken andert sich deutlich mit der Amplitude der Temperatur und der Last auf bis zu 200 der unbelasteten Kleinsignal Kapazitat bei Zimmertemperatur Die folgenden Gleichungen beschreiben die Beziehung zwischen erforderlicher Blindleistung des Verstarkers Kapazitat des Aktors Arbeitsfrequenz und Spannung am Piezoaktor Die durchschnittliche Leistung die ein Piezoverstarker bei Sinusbetrieb aufbringen muss ergibt sich aus Pa C Umax Up p f F r Spitzenleistung im Sinusbetrieb gilt Pmax T C Umax Up p f Mit Pa durchschnittliche Leistung W Pmax Spitzenleistung W C Aktor Kapazitat Farad As v f Arbeitsfrequenz Hz Umax Nominalspannung des Verstarkers V Up p Spannung am Piezo Spitze Spitze V E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 47 Technische Daten PI Piezo Nano Positioning 9 3 www pi ws Blockschaltbild E 616 SSOx Das Blockschaltbild
45. n an wo die Frontplatte an ein passendes Geh use angeschraubt wird www pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 11 Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI Inbetriebnahme Www pi ws Kalibriertes System Falls Sie einen E 616 Controller zusammen mit einem Kippspiegel bestellt haben wird das System bei PI nach Ihren Vorgaben kalibriert und mit einer entsprechenden Information ausgeliefert VORSICHT KALIBRIERUNG Sofern Sie Pl ber Ihre Anwendung informieren wird Ihr E 616 vor der Auslieferung vollst ndig kalibriert F r ein kalibriertes System sind Kippspiegel und Controller auf einander abgestimmt Tauschen Sie keinesfalls Controller oder Kippspiegel eines kalibrierten Systems aus Die Seriennummern der einander entsprechenden Komponenten sind auf dem Kalibrations Label eingetragen Eine Neukalibrierung sollte nur von entsprechend ausgebildeten Personen und nach R cksprache mit PI durchgef hrt werden andernfalls gehen voreingestellte Daten verloren Eine Nullpunkteinstellung ist nur dann notwendig wenn eine der Overflow LEDs OFL1 OFL2 leuchtet E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 12 Piezo Nano Positioning PI Inbetriebnahme 3 2 Bedienelemente 3 2 1 Frontplatte des E 616 SSO Controllers PIEZO contol PZT amp Sensor e 20V 120V G Power OFL 1 OFL 2 Zero I Zero2 3 MB 2003 25 Pin D Sub Buchse PZT zum Anschluss von Kippspiegeln amp Sensor basierend auf d
46. nput ungeregelt 2 bis 12 V Wenn Sie Spannungen au erhalb dieser Bereiche vorgeben leuchten die Overflow LEDs Der Verst rkerausgangsspannungsbereich liegt zwischen 20 V und 120 V HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem K rzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SGS MON bezeichnet Kan le f r die DMS Sensoren WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 49 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI 9 4 Blockschaltbild E 616 S0Ox Das Blockschaltbild zeigt den strukturellen Aufbau eines Dreibein Controllers E 616 S0x F i i J zn 20u gt OU ero ij 9 Zero dj 2 Zero Adj i 3 2 1 b F f D H 6 8 dL it Tr anstarmatian sR SSe ES LILLLLILII DC IN OC Sync Abbildung 11 Blockschaltbild des Dreibein Controllers E 616 S0x z B f r Kippspiegel S 325 3D www pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 50 Technische Daten Piezo Nano Positioning PI V MON X gibt die Reglerausgangsspannung X Out wieder w hrend V MON Y die Reglerausgangsspannung Y Out anzeigt SGS MON X gibt X In aus SGS MON Y gibt Y In aus Die Formeln zur Berechnung der Achsenpositionen SGS MON X SGS MON Y aus den drei Sensorsignalen SGS MON 1 bis SGS MON 3 finden Sie unter Der Controller E 616 S0x S 40 ebenso die Umrechnung der achsenbezogenen Signale V MON X und V MON Y in die kanalbezogenen Signale V MON
47. ntsprechenden Komponenten sind auf dem Kalibrations Label eingetragen Eine Neukalibrierung sollte nur von entsprechend ausgebildeten Personen und nach R cksprache mit PI durchgef hrt werden andernfalls gehen voreingestellte Daten verloren Eine Nullpunkteinstellung ist nur dann notwendig wenn eine der Overflow LEDs OFL1 OFL2 leuchtet VORSICHT SYSTEMZUORDNUNG Schlie en Sie nur den passenden Kippspiegel an die jeweilige E 616 Controller Variante an Kippspiegel wie S 325 3SD drei Piezoaktoren an E 616 S0x SD Kippspiegelversionen der Serien S 330 sowie S 334 mit differentiellem Antrieb an E 616 SSOx VORSICHT V MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Monitorspannungen an den Ausg ngen V MON X Pin A 4 V MON Y Pin A 12 sowie V MON 1 bis V MON 3 Pins A 18 C 18 A 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand V MON X V MON Y Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 11 KQ V MON 1 bis V MON 3 Die Ausgangsimpedanz betr gt jeweils 1 KQ Anderenfalls kann Ihr Messger t besch digt werden WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 7 Einleitung Piezo Nano Positioning PI VORSICHT SGS MON ANZEIGE Achten Sie beim Messen der Sensor Monitorspannungen an den Ausg ngen SGS X Pin C 14 SGS MON Y Pin A 14 sowie SGS MON 1 SGS MON 2 und f r E 616 50 SGS MON 3 Pins A 10 C 10 C 16 des r ckw rtigen 32 Pin Anschlusses auf einen passenden Eingangswiderstand SGS ist die eng
48. oder schweren Verletzungen f hren k nnen Arbeiten mit diesen Ger ten d rfen nur von entsprechend qualifiziertem Personal vorgenommen werden Halten Sie sich an die Richtlinien zur Unfallvermeidung WWW pi ws E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 5 Einleitung Piezo Nano Positioning PI m Ber hren Sie keine Pins der D Sub Buchse die Piezo Ausgangsspannungen f hren Bei eingeschaltetem Controller k nnen die Verst rkerausg nge jederzeit Hochspannung f hren Es k nnen Spannungen zwischen 20 V und 120 V an dem D Sub Stecker anliegen m Sorgen Sie daf r dass die Pins A 32 und C 32 an den Schutzleiter angeschlossen sind GEFAHR Arbeiten die das ffnen des Ger tes erforderlich machen d rfen nur von autorisiertem qualifiziertem Personal durchgef hrt werden Trennen Sie das System vollst ndig von der Spannungsversorgung bevor Sie das Ger t ffnen und wenn Sie interne Schalter oder Jumper bedienen Wenn das E 616 bei offenem Geh use betrieben wird k nnen spannungsf hrende Gerateteile mit bis zu 120 V anliegender Spannung zug nglich sein Ber hren Sie keine elektronischen Baugruppen Pins und Leiterbahnen VORSICHT ELEKTROSTATIK Das hier beschriebene Produkt ist ein elektrostatisch gef hrdetes Bauteil EGB Bevor es in Betrieb genommen wird unbedingt alle Schutzma nahmen gegen elektrostatische Aufladung beachten Vermeiden Sie das Ber hren von Baugruppen Pins und Leiterbahnen Vor dem Ber hren e
49. r Controller E 616 S0x eennnnnnnnnnnennnnnnnnnnnn nn 40 Behebung von St rungen 42 Kundendienst 43 Altger ter ckgabe 44 Technische Daten 45 9 1 92 9 3 94 95 Spezifikationen 22220200000220nnnnnnnnnneseennnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnenne nennen 45 Aussteuergrenzen au near een 46 Blockschaltbild E 616 SSOX usss000snnnnneneesennnnnnnnnnnenennnnnenennnnnnnnn 48 Blockschaltbild E 616 S0x uussss002snsnnneneesennnnnnnnnnneneennnnnnenannnnnnn 50 PID SISO UN ee samen erregt 52 951 Piezoaktor und Sensoranschluss des E 616 SS0 52 952 Piezoaktor und Sensoranschluss des E 616 S0 53 953 Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 SSO0 54 954 Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 S0 55 Einleitung Piezo Nano Positioning PI Einleitung berblick Der E 616 ist ein OEM Controller Modul f r piezobasierte Kippspiegel und Kippplattformen mit hochaufl senden DMS Positionssensoren Die hohe Spitzenausgangsleistung von 10 W pro Kanal erlaubt einen dynamischen Betrieb der Kippspiegel f r Anwendungen wie Laser Strahlf hrung oder Stabilisierung die Dauerausgangsleistung liegt bei 5 Watt Alle mehrachsigen Piezokippspiegel von PI sind parallelkinematisch aufgebaut Die einzelnen Piezoaktoren wirken auf dieselbe bewegte Plattform Zwei orthogonale Achsen drehen dabei um ein
50. r die Verst rkerausgangsspannung der X und Y Kippachsen V MON 1 V MON 2 die Anzeige entspricht einem Hundertstel der Verst rkerausgangsspannung PA1 PA2 Blockschaltbild E 616 SS0x S 48 Monitorkanal f r die fixe Ausgangsspannung des Verst rkers PA3 V MON 3 die Anzeige entspricht einem Hundertstel der Verst rkerausgangsspannung siehe Blockschaltbild E 616 5S0x S 48 Monitorkan le f r die Steuerspannung der X und Y Kippachsen V MON X V MON Y siehe Blockschaltbild E 616 5S0x S 48 Monitorkan le f r die Sensorsignale der beiden DMS Sensorbr cken SGS MON 1 SGS MON 2 siehe Blockschaltbild E 616 5S0x S 48 Monitorkan le f r die differentiellen Sensorsignale der X und Y Kippachsen SGS MON X SGS MON Y entspricht genau den Signalen SGS MON 1 und SGS MON 2 Steuerspannungen X Input und Y Input f r Verkippung der X und Y Achsen X Input Y Input siehe Analoges Steuersignal S 22 Schalter f r Wahl zwischen geregeltem und ungeregeltem Betrieb f r X und Y Kippachse Servo 1 OFF ON Servo 2 OFF ON siehe Ungeregelter und geregelter Betrieb S 19 Overflow Signale siehe Nullpunktabgleich S 31 TTL Signal zur Synchronisierung 200 KHz F r genaue Pinbelegung siehe Pinbelegung des r ckw rtigen Anschlusses f r E 616 SS0 S 54 HINWEIS Die Dehnmessstreifen Sensoren DMS werden hier mit dem K rzel SGS f r den englischen Begriff Strain Gauge Sensor bezeichnet SG
51. s das Ger t ge ffnet werden und intern ber DIP Schalter umgestellt werden Wenn diese Schalter umgestellt sind ist auch ein externes Umschalten ber den r ckw rtigen 32 Pin Anschluss m glich Zum ffnen des Ger tes gehen Sie vor wie folgt m Trennen Sie das Ger t von der Versorgungsspannung indem Sie das externe Netzteil von der Netzspannung trennen m Entfernen Sie das K hlblech des E 616 Controllermoduls durch Aufschrauben der sechs markierten Kreuzschlitzschrauben seitlich siehe Abbildung 3 unten m L sen Sie dazu auch die beiden markierten Kreuzschlitzschrauben an der Front siehe Abbildung 4 unten Re Q Abbildung 3 Seitliche Befestigung des K hlblechs am E 616 Controller Modul www pi ws E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 20 PI Piezo Nano Positioning Inbetriebnahme PIEZO sonmi Power OFL 1 OFL2 Zero 1 Zero 2 20103 Abbildung 4 Befestigung des K hlblechs an Frontplatte des E 616 Controller Moduls Sie haben nun Zugang zum internen DIP Schalter zum Ein Ausschalten der Regelung siehe Abbildung 5 unten DIP Schalter in Off Position Reglermodul 1 f r X Kippachse I Sam ayy Eq i A j Reglermodul 2 f r Y Kippachse tt Abbildung 5 DIP Schalter und Reglermodule E 802 55 im E 616 Controller Modul E 616 PZ200D Version 1 0 2 Seite 21 www pi ws Inbetriebnahme Piezo Nano Positioning PI m Um von geregel
52. sch digt werden HINWEIS Vermeiden Sie im ungeregelten Betrieb die berschreitung der zul ssigen Eingangssteuerbereiche um ein Leuchten der Overflow LEDs auszuschlie en Ein Nullpunktabgleich kann auch im ungeregelten Betrieb durchgef hrt werden Dazu gehen Sie vor wie folgt m F r E 616 SS0 1 Zeigen Sie das Sensormonitorsignal SGS MON f r den jeweils abzugleichenden Sensor Kanal an SGS MON 1 SGS MON 2 2 Um einen Offset auf die Sensorsignale aufgrund von Hysterese zu vermeiden f hren Sie eine vollst ndige Verkippung um beide Kippachsen durch Legen Sie dazu Steuersignale an X Input bzw Y Input an und durchfahren Sie den zul ssigen Eingangsspannungsbereich von 2 bis 12 V 3 Geben Sie f r X Input und Y Input eine Eingangsspannung von 0 V vor der Spiegel befindet sich damit wieder in der Ausgangsposition E 616 PZ200D Release 1 0 2 Page 34 Kalibration Piezo Nano Positioning PI 4 Drehen Sie das jeweils entsprechende Zero Potentiometer so dass Sie einen SGS MON Spannungswert von 0 V erhalten Wenn Sie in den geregelten Betrieb wechseln sollten die OFL LEDS nun nicht mehr leuchten m F r E 616 S0 1 Zeigen Sie das Sensormonitorsignal SGS MON f r den jeweils abzugleichenden Sensor Kanal an SGS MON 1 SGS MON 2 SGS MON 3 2 Um einen Offset auf die Sensorsignale aufgrund von Hysterese zu vermeiden durchfahren Sie fur alle Aktoren den maximalen Auslenkungsbereich indem Sie eine Hubbewegung kommand
53. tem Betrieb in ungeregelten Betrieb zu wechseln benutzen Sie DIP Schalter 1 f r das Reglermodul 1 und DIP Schalter 2 f r das Reglermodul 2 Reglermodul 1 ist der X Achse zugeordnet Reglermodul 2 ist der Y Achse zugeordnet Sie schalten die Regelung f r eine Achse grunds tzlich aus indem Sie den DIP Schalter f r das entsprechende Reglermodul von On auf Off stellen HINWEIS Separate Regelung der Kippachsen F r beide Varianten des E 616 ist eine separate Regelung der beiden Kippachsen m glich d h Kippachse X kann in Regelung sein w hrend Kippachse Y ungeregelt ist HINWEIS Umschalten der Betriebsart ber r ckw rtige 32 Pin Steckerleiste Wenn die DIP Schalter 1 und 2 in OFF Position stehen kann die Regelung durch die Pins C 26 Reglermodul 1 und A 26 Reglermodul 2 auf der r ckw rtigen 32 Pin Steckerleiste ein und ausgeschaltet werden Legen Sie an diese Pins TTL Signale an 0 V bis 0 5 V LOW geregelter Betrieb 3 bis 5 V HIGH ungeregelter Betrieb HINWEIS Beachten Sie Mit dem E 616 Controller f r dreibeiniges Design ist die Hubbewegung Z Offset immer eine ungeregelte Bewegung unabh ngig von der Betriebsart f r die Verkippung um die Achsen X und Y WWW pi ws Analoges Steuersignal Bei allen E 616 Modellen wird die Verkippung der Kippspiegelplattform durch Analogsignale gesteuert Diese von einer externen Spannungsquelle generierten Steuersignale werden an die Pins A 20 Input X C
54. vorhandener Verst rkerkanal liefert eine konstante Ausgangsspannung von 100 Volt mit der die Achsen in die Startposition gebracht werden F r den E 616 SS0x Controller gilt folgende Zuordnung m Kippachse X Eingangsspannung Sensormonitorsignal Interne Steuerspannung Monitor der Verst rker ausgangsspannung Reglermodul Overflow Anzeige Nullpunktabgleich m Kippachse Y Eingangsspannung Sensormonitorsignal Interne Steuerspannung Monitor der Verst rker ausgangsspannung Reglermodul Overflow Anzeige Nullpunktabgleich E 616 PZ200D Version 1 0 2 X Input SGS MON 1 identisch mit SGS MON X V MON X V MON 1 Reglermodul 1 OFL 1 Potentiometer Zero 1 Y Input SGS MON 2 identisch mit SGS MON Y V MON Y V MON 2 Reglermodul 2 OFL 2 Potentiometer Zero 2 Seite 39 Systembeschreibung Piezo Nano Positioning PI WWW pi ws Der Controller E 616 S0Ox Die Controller E 616 S0 und E 616 S0G sind ausgelegt f r die Steuerung und Regelung der Kippspiegel der Serie S 325 Diese Kippspiegel werden durch drei Piezoaktoren bewegt die symmetrisch um den Mittelpunkt der Spiegel Plattform angeordnet sind Der Controller besitzt zwei Reglermodule f r die beiden Kippachsen sowie jeweils einen Sensor und einen Verst rkerkanal f r jeden der drei Aktoren Die Kombination dieser Controller Variante mit einem S 325 bietet Vorteile gegen ber Kippspiegelsystemen mit differentiellem Piezoantrie
55. y conforms to the cited EMC Standards and normative documents if the user ensures a compliant connection when implementing the total system Possible necessary measures are installation of the component in a suitable shielded enclosure and usage of suitable connectors March 24 2009 Karlsruhe Germany Vie Dr Karl Spanner President Physik Instrumente Pl GmbH amp Co KG ist Inhaberin der nachfolgend aufgef hrten Firmennamen Marken PI PIC PICMA PlLine PIFOC PiezoWalk NEXACT NEXLINE NanoCube NanoAutomation Bei den nachfolgend aufgef hrten Bezeichnungen handelt es sich um gesch tzte Firmennamen bzw eingetragene Marken fremder Inhaber LabVIEW Die in diesem Handbuch beschriebenen Produkte fallen teilweise unter den Schutz der folgenden erteilten Patente US Patent No 6 950 050 2009 Physik Instrumente Pl GmbH amp Co KG Karlsruhe Deutschland Die Texte Bilder und Zeichnungen dieses Handbuches sind urheberrechtlich gesch tzt Physik Instrumente Pl GmbH amp Co KG beh lt insoweit s mtliche Rechte vor Die Verwendung dieser Texte Bilder und Zeichnungen ist nur auszugsweise und nur unter Angabe der Quelle erlaubt Erstdruck 04 09 2009 Dokumentnummer PZ200D KSch Version 1 0 2 E 616_User_PZ200D102 doc nderungen vorbehalten Dieses Handbuch verliert seine G ltigkeit mit Erscheinen einer neuen Revision Die jeweils aktuelle Revision ist unter www pi ws zum Herunterladen verf
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