jak przyspieszyc prace grawerki

Mach i inne zabawkowe systemy sterowania są tylko symulatorami prawdziwego sterowania na PC. Ich największa wadą jest to że mogą one tylko zadawać pozycję i to w dodatku za pomocą windowsa, który nie jest maszyną czasu rzeczywistego i nigdy nie będzie. Mają oczywiście zaletę że kosztuje to 100 dolarów więc każdy pobawić się może.

Prawdziwe systemy sterowania nie zadają pozycji ponieważ takie sterowanie ma bardzo ogranioczoną rozdzielczość zadawania ruchu.

Fanuc, Siemens Heidenhain itp. zadają prędkość a nie pozycję.
Kontrola pozycji jest w systemie sterowania a wartością wyjściową dla serwonapędów jest zadana prędkość i nie ma znaczenia czy jest ona zadawana przez port cyfrowy czy dawniej analogowy. Sterowanie prędkościowe jest znacznie dynamiczniejsze niż sterowanie pozycją ponieważ operujemy ruchem za pomoca zmiennej o jedną pochodną wyżej co pozwala szybciej reagować na uchyb lub zmianę wartości zadanej, a tym samym zapewnia lepsze dokładności dynamiczne przy większej prędkości.

Konieczność zadawania pozycji ogranicza zastosowanie takich systemów do bardzo prostych aplikacji, od których zbyt wiele się nie wymaga.
Czas szybko leci i kto się nie rozwija ten się cofa, więc stanąć nie można. Aktualnie maszyny Kimla rozwijają prędkości 1.5m/s przy przyspieszeniach do 2g i analizują nie 20 czy 40 bloków programu do przodu tylko... 15.000 tak aby maszyna wiedziała co ją czeka na co najmniej następnym metrze ścieżki wygenerowanej z odcinków 0.1mm. Tego już pecet nie policzy.

cnc3d pisze:Tego już pecet nie policzy.

A to mnie rozbawiłeś

...Nie policzy w czasie rzeczywistym i nie prześle do serwonapędów z zachowaniem precyzyjnych zależności czasowych.

Nikt nie powiedział że należy korzystać TYLKO I WYŁĄCZNIE z OS Microsoftu. Jest na forum wątek o linuxie, gdzie z kolegą Markiem dyskutowaliśmy na temat linux'a. Po zaimplementowaniu jajka RT, otrzymujemy całkiem niezłe możliwości bez nakładu ogromnych kwot.

Niestety jest to rozwiązanie tylko części problemu ponieważ dalej zadajemy tylko pozycję, a to z punktu widzenia jakości sterowania jest kluczowe.

Dlaczego tak jest?

Silnik porusza się z jakąś prędkością, frez zagłębia się w materiał zwiększając opór dla serwonapędu. Najpierw zwiększa się moment na silniku, przyrost momentu powoduje zmniejszenie prędkości. Dalej zmniejszenie prędkości powoduje uchyb pozycji. Wtedy dopiero regulator pozycji reaguje na przyrost obciążenia. Wystawia więc nową wartość zadaną dla regulatora prędkości, który to wystawia nową wartość zadaną dla regulatora prądu i dopiero wtedy silnik dostaje większego momentu. To wszystko trwa, a rozpędzona maszyna brnąc w materiał uwidacznia błędy dynamiczne. Oczywiście po chwili "dociągnie" do pozycji, ale ten moment może zostawić ślad na interpolowanym odcinku.
Prawa fizyki nie pozwalają na skokowe zmiany tych wielkości ze względu na inercję. W związku z tym wykrycie uchybu na wyższej pochodnej pozwala szybciej zareagować na zmianę obciążenia.

Stosując więc zadawanie i kontrolowanie większej ilości parametrów ruchu tzn. pozycji , prędkości, momentu i zrywu, znacznie poprawiamy dynamiczne dokładności całego układu.
Problemem jest oczywiście wyliczenie tego i przesłania do serwonapędów ponieważ są to ogromne ilości danych i nawet ethernet czasu rzeczywistego ze specjalnie odchudzonym protokołem i sprzętowyym przetwarzaniem ramek w locie wcale nie łatwo się wyrabia.

Ma to oczywiście dopiero znaczenia przy większych wymaganiach wydajnościowo jakościowych ale obróbka z prędkością np. 1m/s stawia wyższe wymagania systemowi sterowania. Jakoś nie widziałem maszyny sterowanej Machem itp. która by obrabiała materiał trójwymiarową ścieżką narzędzia z prędkością 1m/s.

http://kimla.pl/index.php?mid=8&vid=210

cnc3d pisze:Mach i inne zabawkowe systemy sterowania są tylko symulatorami prawdziwego sterowania na PC. Ich największa wadą jest to że mogą one tylko zadawać pozycję i to w dodatku za pomocą windowsa, który nie jest maszyną czasu rzeczywistego i nigdy nie będzie. Mają oczywiście zaletę że kosztuje to 100 dolarów więc każdy pobawić się może.

Jeśli krytykuje się konkurencyjne systemy, to warto by opierać się na faktach, a te są takie, że w programie Mach, interpolator przekazuje do sterowania bardzo dokładne (64bit) informacje o prędkości.
Rozgraniczyć należy pewne kwestie. Mach jest systemem w dużym stopniu otwartym i porównując pracę tego programu z użyciem różnych rodzajów elektroniki sterującej uzyskuje się bardzo odmienne wyniki. Przy sterowaniu poprzez port LPT zadawanie impulsów STEP jest bardzo niestabilne z uwagi na wspomniane przez kolegę Cnc3d, wady systemu Windows i faktycznie powoduje to np. duże problemy przy określaniu prędkości w serwo-napędach.

Zupełnie inaczej wygląda sytuacja jeśli Mach'a sprzęgniemy z bardziej zaawansowanym kontrolerem ruchu. Na przykład w systemie CSMIO-IP-S wykorzystywane są zarówno dane pozycji jak i prędkości - następnie przekazywane są do serwo-napędów poprzez precyzyjnie generowane sygnały sterujące STEP/DIR. Ilość impulsów STEP to pozycja, a ich częstotliwość to nic innego jak prędkość. Wspomnieć należy też, że system Windows nie bierze już żadnego udziału na tym etapie. Wszystko odbywa się sprzętowo w systemie sterowania.

cnc3d pisze:Jakoś nie widziałem maszyny sterowanej Machem itp. która by obrabiała materiał trójwymiarową ścieżką narzędzia z prędkością 1m/s.

Ponownie problemem nie jest program Mach. Przyspieszenia i prędkości to dla interpolatora tylko suche liczby i nie stanowi najmniejszego problemu wygenerowanie trajektorii o przyspieszeniu nawet 10g i 50 m/s. Jedynymi problemami przy takich parametrach są napędy, mechanika i .. zdrowy rozsądek. Nawet demonstrowana przez kolegę prędkość 1m/s ma sens jedynie chyba przy obróbce pianki modelarskiej. W większości przypadków na takich maszynach obrabia się "nieco" twardsze materiały. Poza tym inne parametry dobiera się do nagrania filmu reklamowego, a inne przy profesjonalnej obróbce, gdzie liczy się też żywotność(koszt) narzędzi, wrzeciona i elementów mechanicznych obrabiarki.

cnc3d pisze:Aktualnie maszyny Kimla rozwijają prędkości 1.5m/s przy przyspieszeniach do 2g i analizują nie 20 czy 40 bloków programu do przodu tylko... 15.000

W Mach'u parametr LookAhead można nastawić do 1000. To faktycznie 15 razy mniej... Podczas testów przy wspomnianym parametrze ustawionym na 20 występowało szarpanie na szybkiej (30m/min) obróbce 3D skomplikowanych ścieżek. Na wartości ustawionej na 40 jak na razie nie odnotowałem takiej sytuacji. Może przy bardzo sztywnej mechanice i mocnych serwach na ścieżce o jeszcze większej ilości detali będzie trzeba ten parametr zwiększyć, ale do 1000 jednak ciągle daleko

Reasumując, chciałbym odpowiedzieć koledze sgrucha4, że problem zwalniania wynika z konfiguracji programu. Tak jak wspominał wood carver przyczyną może być albo mała prędkość maksymalna osi Z, ustawienie zbyt niskich wartości przyspieszeń, albo włączony tryb "exact stop", powodujący, że maszyna zatrzymuje się na każdym odcinku ścieżki.
Można przesłać do mnie ścieżkę narzędzia pokazywaną w filmiku - sprawdzę u siebie jak jest wykonywana oraz pomogę dobrać prawidłowe ustawienia.

witam.
sciezki z filmiku nie posiadam bo jest to przykladowy filmik z sieci .chodzilo mi tylko o to zeby pokazac przyklad,a moja maszyna wlasnie tak sie zachowuje.
moje ustawienia macha
http://yfrog.com/7emachmj
http://yfrog.com/0smach3j
cv mode mam wlaczone, przyspieszenie silnikow ze 100 na inna wartosc np;200 tylko pogarszalo sytuacje nie wiem na jaka wartosc mam ustawic step pulse moze to ma jakies znaczenie.
pozdrawiam.

cnc3d pisze:. Tam bardzo liczy się stabilny posuw i takie sterowanie dynamiką maszyny, aby prędkość w miarę fizycznych możliwości była jak najbardziej zbliżona do prędkości zadanej w ścieżce..

Dla wszystkich małych maszyn ( lasery, plotery do cięcia) gdzie głowice są lekkie sterowanie położeniowe w zupełności wystarczy. Nie wszyscy używają kilkutonowych frezarek do kamienia.

sgrucha4 pisze:przyspieszenie silnikow ze 100 na inna wartosc np;200 tylko pogarszalo sytuacje

Jeśli dla uproszczenia przyjmiemy 1g = 10m/s2 to kolega przy wartości 100mm/s2 podanej w konfiguracji, określa przyspieszenie na poziomie 0,01g. Stąd tak wolna praca maszyny.
U nas standardowo ustawiamy (przy serwach) na poziomie 3500-4500mm/s2.
Jeśli przy wartości 200 u kolegi występują problemy, oznaczać to może problemy z napędami.
Jeszcze jedno pytanie: jakiej wersji Mach'a kolega używa?

Sellen -po co się rejestrujesz jako nowy użytkownik??? Czyżby to prikaz z góry???
Widzę że kol. Piotr wystawił bardziej merytoryczne siły

Dobra ale na poważnie.

1. Szanowny kolega napisał: "interpolator przekazuje do sterowania bardzo dokładne (64bit) informacje o prędkości."

Jak Mach jest interpolatorem to: co, jak i do jakiego sterowania przekazuje?
Interpolator to część systemu CNC który właśnie zadaje parametry ruchu dla serwonapędów więc o jakim "sterowaniu kolega pisze?"

2 i 3. Największa wadą amatorskich systemów sterowania jest właśnie to zadawanie do serwonapędu impulsów. Taki sposób sterowania serwonapędów powoduje duże błędy dynamiczne i w rezultacie bardzo małe prędkości i wydajności wyposażonych w nie maszyn. W tej sytuacji zawsze trzeba stosować kompromis pomiędzy dokładnością odwzorowania ścieżki a prędkością i przyspieszeniami. Jeśli mamy duże błędy dymamiczne to musimy stosować dużą przekładnię w napędach co wpływa na zmniejszenie prędkości, jeśli z kolei chcemy mieć dużą prędkość posuwu to musimy się pogodzić z kiepskimi dokładnościami.

Jak w waszym systemie odbywa się przekazywanie danych z macha do tego co jest dalej? I w zasadzie co ten Mach wysyła? Jeśli Mach nie jest już interpolatorem tylko zadawaczem kolejnych przemieszczeń to co się stanie jak na rozpędzonej maszynie nagle utknie transmisja?

W piance modelarskiej to jest normalna prędkość i na pewno frez ani wrzeciono na tym nie ucierpi, poza tym to stary film, najnowsze modele są jeszcze szybsze.
Maszyny są zaprojektowane tak, aby przy takich parametrach mogły być eksploatowane bez przerwy. Te maszyny pracują na liniach produkcyjnych 24h i czasami klienci pytają czy dało by się jeszcze trochę szybciej. Oczywiście piszę o maszynach przemysłowych które ważą kilka ton i mają wektorowe napędy synchroniczne po kilka kW na oś.

Ilość analizowanych wektorów do przodu mocno zależy od prędkości które chcemy uzyskać. Jeśli jest to 100mm/s to przy skomplikowanej ścieżce wygenerowanej z dokładnością 0.1mm wystarczy i 50 wektorów w przód, jednak gdy chcemy rozpędzić na tej ścieżce maszynę do 1000mm/s i wygenerujemy ją z dokładnością np. 0.005mm to analizowanie kilku tysięcy wektorów może być niewystarczające. Poza tym oprucz ilości liczy się również jakość tej analizy oraz jej parametryczność.

Jeszcze raz podkreślam, że do zastosowań amatorskich to nawet te 100mm/s jest czasem bardzo dużo, jednak jeśli ktoś chce zarabiać na swojej maszynie, musi brać pod uwagę, że konkurencja może mieć dużo wydajniejszą obrabiarkę i próba wykorzystania programu stworzonego dla amatorów do sterowania maszyną mającą zarabiać pieniądze może zakończyć się fiaskiem przedsięwzięcia.

Podsumowując, chciałbym zapytać która ze znanych firm produkujących systemy sterowania do obrabiarek korzysta z systemów step/dir?

W sterowaniach Heidenhain, Siemens, Fanuc, etc. które są montowane w większości przypadków nikt nie używa interfejsu step/dir.