# Gantry Synchronbetrieb (Portal)

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<figure><img src="/files/f9zdrP86MQMZLvVqpAWt" alt=""><figcaption></figcaption></figure>
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Im Gantry-Synchronbetrieb sind zwei Linearachsen parallel in gleicher Fahrtrichtung angeordnet und mechanisch gekoppelt. Beide Achsen müssen positionssynchron verfahren werden, um Verspannungen zu vermeiden und die gewünschte Genauigkeit zu erreichen.

Jede Achse wird von einem eigenen XENAX® Servocontroller gesteuert. Die Synchronisation erfolgt in einer MAIN-/SUB-Konfiguration. Beide Controller sind zur Synchronisation über eine I²C-Verbindung gekoppelt.

Ein Gantry bietet durch die beidseitige Führung eine hohe Steifigkeit und Tragfähigkeit, wodurch auch große Spannweiten stabil realisiert werden können. Die synchrone Bewegung ermöglicht eine hohe Positioniergenauigkeit bei konstanten Kraft- und Momentverhältnissen und reduziert Schwingungen.

Zudem sind höhere Beschleunigungen bei größeren Lasten möglich, bei gleichzeitig stabilem Verhalten. Das System ist damit zuverlässig für präzise Anwendungen und lässt sich gut auf größere Anforderungen skalieren.

Die Steuerung des Gantry-Systems kann nach dem Setup entweder intern über den XENAX® Servocontroller (Programmablauf im MAIN-Kontroller), über den ASCII-Befehlssatz oder extern über eine übergeordnete Steuerung via Buskommunikation erfolgen.
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### Grundsätzliches Gantry Synchronbetrieb

MAIN- und SUB-Servocontroller sind identische Geräte und werden ausschliesslich über die Einstellung des Card Identifier definiert.

Der Programmablauf sowie die Fahrsätze werden ausschließlich im MAIN-Servocontroller erstellt und ausgeführt.&#x20;

Safety-Funktionen sind sowohl im MAIN- als auch im SUB-Kontroller zu konfigurieren und zu verdrahten.
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### Konfiguration

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#### I<sup>2</sup>C-Kommunikationsverbindung

Verbinden Sie die beiden XENAX®-Servocontroller über die START-UP-Schnittstelle mittels der mitgelieferten kurzen USB-A-Kabel (I²C-Verbindung). Die beiden USB-A-Buchsen sind zum Durchschleifen ausgelegt; eine Unterscheidung der Anschlüsse ist nicht erforderlich.

<figure><img src="/files/IsSBJK5TPut5VPUvs3Yh" alt="" width="188"><figcaption></figcaption></figure>
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#### Card-Identifier vergeben

Vergebe die Identifikation über das WebMotion® unter dem Menü [connectivity](/control_system/de/xenax/xenax-xvi-75v8s/webmotion/operation/connectivity.md).

| MAIN/SUB      | Card-Identifier | ASCII           |
| ------------- | --------------- | --------------- |
| **MAIN**      | **0 (Default)** | **`CI0`**       |
| SUB           | 1-3             | `CIn` / n = 1-3 |
| {% endstep %} |                 |                 |

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#### Referenz-Settings im MAIN

Im MAIN-Kontroller ist die Referencemethode Gantry auszuwählen sowie die Card-Identifier der angeschlossenen SUB-Achse unter SUB ID einzustellen.

Je nach mechanischem Aufbau zählen die Encoder beider Achsen bei einer Portalbewegung gleich- oder gegensinnig. Stellen Sie hier die Zählrichtung ein:

`Same direction` - Gleichsinnige Zählrichtung / Encoderwerte beider Achsen steigen bei gleicher Bewegungsrichtung identisch an

`Reverse direction` - Gegensinnige Zählrichtung / Encoderwerte steigen bei gleicher Bewegungsrichtung in entgegengesetzte Richtungen an

<figure><img src="/files/6HnsJPpuZAPwONtcPU9R" alt="" width="375"><figcaption></figcaption></figure>
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#### Gantry-Offset Ermittlung im MAIN

Der Offset definiert die Positionsdifferenz zwischen beiden Achsen und stellt die mechanisch rechtwinklige Ausrichtung des Portals sicher. Wählen Sie den zum Aufbau passenden Offset-Ermittlungstyp.

* **Automatic-detection:** Offset wird während der Referenzfahrt automatisch ermittelt und übernommen
* **User defined:** Offset wird manuell vorgegeben und zur gezielten Ausrichtung feinjustiert

Bei flexibel gelagerten Gantry-Aufbauten ist die Option **User Defined** zu wählen, da in diesem Fall keine zuverlässige automatische Offset-Ermittlung möglich ist.
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#### Neustart

Führen Sie einen gemeinsamen Neustart der beiden Servocontroller durch.
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#### Inbetriebnahme des Zustandsreglers im MAIN

Nach der im MAIN-Kontroller durchgeführten Referenzfahrt kann der Zustandsregler wie üblich durch Anpassung von Payload und Gain Position eingestellt werden ([Inbetriebnahme in 4 Schritten](/control_system/de/xenax/xenax-xvi-75v8s/webmotion/operation/state-controller.md#inbetriebnahme-in-4-schritten)). Die Parametrierung erfolgt ausschließlich im MAIN-Kontroller. Lediglich ggf. erforderliche Frequenzfilter sind pro Achse individuell einzustellen.
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### Gantry-Offset

Der Offset-Wert beschreibt die Positionsdifferenz zwischen beiden Achsen bei ideal ausgerichtetem Portal. Er stellt sicher, dass beide Seiten des Gantry mechanisch gerade (rechtwinklig) ausgerichtet sind. Mit dieser Einstellung wird festgelegt, wie der Positionsoffset im Gantry-Verbund bestimmt wird.

`Automatic detection` - Offset wird automatisch während der Referenzfahrt ermittelt. Der berechnete Wert basiert auf der erkannten Position beider Achsen und wird anschließend übernommen. Der bei der letzten Referenzfahrt ermittelte Offset wird angezeigt.

`User defined` - Der Offset wird manuell vorgegeben. Diese Einstellung wird verwendet, um des Gantry gezielt auszurichten wenn das Portal flexibel gelagert ist (z. B. zur Korrektur der Rechtwinkligkeit). Der Offset-Wert kann direkt eingegeben und feinjustiert werden.

Änderungen im manuellen Modus wirken sich unmittelbar auf die relative Position der SUB-Achse zur MAIN-Achse aus. Die korrekte Ausrichtung kann anschließend z. B. mit einer Messuhr überprüft werden.
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#### Offseteinstellung bei flexibel gelagertem Aufbau

Bei flexibel gelagerten Gantry-Systemen (z. B. mit Dreh- und Lineargelenken von Jenny Science AG) ist der Offset im Modus **User defined** fest vorzugeben. Zur Ausrichtung der Gantry-Achsen rechtwinklig zur Brückenachse werden ein präziser Messwinkel (idealerweise aus Granit) sowie eine Messuhr benötigt.
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<figure><img src="/files/e1jxdxB0yxYBEq2EgJVk" alt="" width="375"><figcaption></figcaption></figure>
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#### Ausrichtung vom Messwinkel zum Gantry

Platzieren Sie den Messwinkel im Arbeitsbereich des Gantry-Systems. Im ersten Schritt wird der Messwinkel parallel zur Main-Achse ausgerichtet. Fixieren Sie dazu die Brückenachse (bestromen) und verfahren Sie das Gantry mit einer Messuhr entlang des Messwinkels. Richten Sie den Messwinkel so aus, dass die Parallelität innerhalb weniger Mikrometer liegt.
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<figure><img src="/files/leuY3PodvoYw2qyDu2yi" alt="" width="375"><figcaption></figcaption></figure>
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#### Rechtwinkligkeit justieren

Nun setzen Sie die Messuhr auf die andere Seite des Messwinkels. Achten Sie darauf den Messwinkel dabei nicht zu verschieben.

Verfahren Sie die Brückenachse über WebMotion® vor und zurück.\
Stellen Sie dabei den Parameter GANTRY OFFSET im MAIN-Controller so ein, dass über den gesamten Verfahrweg nur minimale Abweichungen (im Bereich weniger Mikrometer) auftreten. Die Anpassung wirkt direkt auf die Position der SUB-Achse. Je nach Auflösung des Messsystems kann die Einstellung mit einer Genauigkeit von ±1 µm bis ±100 nm erfolgen.
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#### Offseteinstellung bei starr gelagertem Aufbau

Bei starr gekoppelten Gantry-Systemen kann der Offset während der Referenzfahrt automatisch ermittelt werden (Type: Automatic detection). Zu beachten ist, dass der ermittelte Offset je nach Referenzfahrt leicht variieren kann. Dadurch kann sich die absolute Position des Systems bei nachfolgenden Positionieraufgaben geringfügig verschieben.

Es empfiehlt sich daher, den Offset einmal zu ermitteln und anschließend fest (Type: User defined) einzutragen, damit stets derselbe Versatz zwischen MAIN- und SUB-Achse verwendet wird.

Dabei ist darauf zu achten, dass der gewählte Offset keine Verspannung verursacht und die beiden Achsen nicht gegeneinander arbeiten.
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#### Bestimmung des Offsets durch gemittelte Referenzfahrten

Führe die Referenzfahrt des Gantrys mehrmals, verteilt über den gesamten Hub, mit dem Gantry Offset Type Automatic detection durch. Notiere jeweils die unter Detected ausgegebenen Referenzoffset-Werte.

Berechne anschließend den Mittelwert aller ermittelten Referenzoffsets und trage diesen beim Type User defined ein.
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#### Korrekturfahrt vom Offset

Beim Aktivieren des Gantry-Systems über Power Enable werden beide Achsen automatisch ausgerichtet. Dabei verfährt die SUB-Achse um den eingestellten Offset relativ zur Position der MAIN-Achse.

Ist als Gantry Offset Type die Option Automatic detection gewählt, wird der Offset bei der Referenzierung des Gantry-Systems durch eine Bewegung der MAIN-Achse ermittelt. Diese Korrektur wird anschließend ebenfalls beim Aktivieren des Gantry-Systems über Power Enable berücksichtigt.
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### SPS-Ansteuerung des Gantry-Systems

Im Gantry Coupled Mode kann das Portal über eine einzelne virtuelle Achse in der SPS gesteuert werden. Dabei wird der MAIN-Controller wie eine Einzelachse in die Steuerung eingebunden. Die Sollposition (Target Position) der virtuellen Achse ist zusätzlich mit der SUB-Achse zu verknüpfen. Dies gilt unabhängig von der Bewegungsrichtung relativ zur MAIN-Achse. Die SUB-Achse bleibt als eigener Teilnehmer im Bussystem vorhanden, erhält jedoch ausschließlich die verknüpfte Sollposition.&#x20;

Bei Ansteuerung im Profile Position Mode (ohne virtuelle Achse) wird ausschließlich die MAIN-Achse angesteuert; das Gantry verhält sich in diesem Fall wie eine Einzelachse.
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#### Einschränkungen&#x20;

Im Gantry-Synchronbetrieb können keine Forceteq®-Funktionalitäten ausgeführt werden.

Rotative Motoren können nicht als Gantry konfiguriert werden.
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