Morfing kroków

Witam,

natrafiłem kilka razy na taką tajemniczo brzmiącą nazwę jest to podobno opcja w niektórych sterownikach do silników krokowych. Przy większych częstotliwościach sygnału STEP sterownik sam dąży do pełnego kroku (podobno)
Teraz pytanie: Czy to prawda i gdzie to znajduje zastosowanie?

sokmarcin pisze:Czy to prawda i gdzie to znajduje zastosowanie?

morfing kroku ma zastosowanie w sterownikach pozwalających na osiąganie większych prędkości obrotowych silnika... (większość sterowników bardziej zaawansowanych z jedno układowcem - m542, m880 itd)

Taka jest teoria, ale teraz pytam gdzie to ma zastosowanie? W maszynach cnc? Jak na moje oko to tylko tam gdzie nie jest istotne aktualne położenie lub silnik jest połączony z enkoderem. Jednak w wymienionych sytuacjach można, a nawet należało by zrezygnować z silnika krokowego.
Generalnie to zastanawiam się tylko jaki sens ma ta opcja w sterowniku i czy faktycznie ktoś możne z niej korzystać?

sokmarcin pisze:Taka jest teoria, ale teraz pytam gdzie to ma zastosowanie?

Oczywiście, że ma zastosowanie w maszynach CNC. Morfing jest uruchamiany tylko czasowo, po wzroście prędkości obrotowej. Maszyna nie straci ani jednego mikrokroku, gdyż podczas zwalniania morfing jest wyłączany.
Kiedy maszyna porusza się wolno morfing nie pracuje.
Procesor sterownika stale czuwa nad prędkością nadchodzenia impulsów STEP i w zależności od nastawy podziału mikrokroku (kiedy jest 1/1 morfingu nie ma) i od tego czy częstotliwość wzrasta - załącza morfing, a kiedy spada - wyłącza.
Nie znam częstotliwości granicznej dla konkretnych sterowników ale przeciętny silnik krokowy pracujący w podziale 1/1 zaczyna obracać się płynnie od ok. 1kHz, co daje prędkość obrotową 300/min i można zakładać, że jest to przybliżona prędkość graniczna. Częstotliwość na wejściu STEP będzie wyższa i np. dla podziału 1/10 wyniesie 10kHz.
Taka jest praktyka.

Ja to rozumiem tak: program sterujący ma zdefiniowane z jakim podziałem kroku pracuje silnik i tak np. chcąc przesunąć 100 mm oblicza, że potrzebuje zrobić 10000 kroków (podział kroku 1/2, skok śruby 4 mm). Rusza i jedzie, wtedy sterownik zmienia tryb pracy z pół kroku na pełny (żeby było szybciej) następnie staje, ale nie po 100 mm, a niestety powiedzmy po 170mm.
Żeby tak się nie stało potrzeba zdefiniować w programie sterującym podział kroku w zależności od częstotliwości.
Czy tak się da w popularnych programach? Czy producenci sterowników dostarczają takie informacje?

sterownik z morfingiem - to czarna skrzynka, która sama wie co robić...
program w komputerze ustawia się zgodnie z nastawą na sterowniku i przełożeniami...

program w sterowniku analizuje wartość chwilową - i dokonuje decyzji o przejściu na pełny krok... lub powrocie na podział krokowy
operacje są tak robione aby nie powstawał błąd przesunięcia...

mechanizm morfingu kroków sprzyja pełniejszej magnetyzacji silnika przy wyższych prędkościach - a dzięki temu rośnie maksymalna prędkość...

[ Dodano: 2009-09-08, 16:44 ]

sokmarcin pisze:Czy tak się da w popularnych programach?

program nie musi nic wiedzieć na temat morfingu
sterownik sam sobie daje radę z tym...

sokmarcin pisze:Czy producenci sterowników dostarczają takie informacje?

nie
poco mają informować konkurencję o mechanizmach działania
a dla klienta ważne jest to, że sterownik jakimś dziwnym "cudem" rozkręca silnik do większych prędkości...

kto wie ? - może te "cuda" polegają na jeszcze paru innych sztuczkach

Dobra już zaczynam rozumieć. Sterownik pomija sobie co n-ty impuls i w ten sposób nie powstają błędy przesunięcia. Teraz to się trzyma kupy

Dzięki z rozjaśnienie tematu

Jedynymi znanymi mi sterownikami z funkcja morfingu (z tych tańszych) sa produkty firmy Gecko.
Jeżeli rozumiemy pojęcie morfingu tak jak wspomniana wyżej firma, takiej funkcji nie ma żaden ze sterowników dostępnych na naszym rynku.
W skrócie:
Polega to na płynnej zmianie kształtu przebiegów referencyjnych w pewnym zakresie prędkości obrotowej od przebiegu sinusoidalnego do napięcia stałego. Przebiegi referencyjne to te generowane przez DAC (przetworniki cyfrowo-analogowe), porównywane przez komparatory z sygnałami proporcjonalnymi do prądów uzwojeń silnika.
W sterownikach wspomnianej wyżej firmy proces zmiany kształtu zaczyna się przy prędkości obrotowej około 3 obr/s a kończy przy około 5 obr/s.
Efekt jest taki, że przy 3 obr/s sterownik jest jeszcze klasycznym sterownikiem mikrokrokowym a przy wzroście prędkości do 5 obr/s płynnie przechodzi do pracy pełnokrokowej.
Te sterowniki mają stały podział mikrokrokowy 2000 kroków/obrót i nalezy tu zaznaczyć że od strony sterowania sterownik przy prędkości silnika powyżej 5 obr/s jest dalej widziany jako sterownik potrzebujący 2000 impulsów step do wykonania 1 obrotu silnika.
Ta funkcja nie jest żadnym absolutnym zabezpieczeniem przed utratą kroków, przy kształcie przebiegow referencyjnych jak w sterowniku pełnokrokowym (jak już wyżej wspomniałem jest to napięcie stałe) uzyskiwany moment jest istotnie większy (interpretacja geometryczna: pole powierzchni pod krzywą obrazujacą kształt prądu jest znacznie większe).
Do realizacji tej funkcji Gecko używa opatentowanej koncepcji tzw. analogowej bramki OR.

zelrp pisze:W sterownikach wspomnianej wyżej firmy proces zmiany kształtu zaczyna się przy prędkości obrotowej około 3 obr/s a kończy przy około 5 obr/s.

Czy wiadomo jak wygląda przebieg napięcia odniesienia dla 4 obr/s?

zelrp pisze:Efekt jest taki, że przy 3 obr/s sterownik jest jeszcze klasycznym sterownikiem mikrokrokowym a przy wzroście prędkości do 5 obr/s płynnie przechodzi do pracy pełnokrokowej.

Czy poza zastosowaniem patentu jest inna zaleta płynnego wyjścia z mikrokroku?
Jakoś nie słychać, by Gecko zrobiło furrorę sterownikiem bez możliwości podziału mikrokroku.

Oczywiście wiadomo jak wygląda kształt przebiegów referencyjnych dla 4 obr/s.
Poniżej 3 obr/s mamy przebieg podobny do dwupołówkowo wyprostowanego napięcia sieci, oczywiście o zmiennej częstotliwości (wszystkie połówki snusoidy "brzuszkami" do góry).
Powyżej 3 obr/s te miejsca gdzie przebieg schodzi w okolice 0V (0 stopni, 180 stopni, 360 stopni, itd.) są stopniowo wraz ze wzrostem prędkości wyciągane do góry. Jednocześnie zaczyna się "spłaszczanie" wierzchołków. Przy 5 obr/s robi się z tego linia prosta (czyli napięcie stałe) na tym poziomie gdzie przy nizszych obrotach były wierzchołki sinusoidy. Na www.geckodrive.com można znaleźć artykuł w pdf na ten temat.
To że dla zrealizowania tego efektu użyta jest tam opatentowana metoda analogowa ma znaczenie drugorzędne. Równie dobrze mozna sobie wyobrazić zrealizowanie tego zadania na drodze czysto cyfrowej (obliczeniowej).
Przeglądam czasem posty jakie pisze na forum amerykańskim Mariss Freimanis (szef Gecko) i osobiście uważam że jest to mistrz jeżeli chodzi o zrealizowanie czegoś w maksymalnie prosty sposób i wynikający z tej prostoty znakomity efekt końcowy.
Dlaczego morfing a nie np. przełączanie przy jakiejś ustalowej prędkości obrotowej z mikrokroku na pełny krok. Nie da się z góry okreslić gdzie taki sterownik zostanie zastosowany. Może będzie to urządzenie gdzie co chwilę prędkość przechodzi przez taką wartość progową. Przy przełączaniu można się spodziewać jeżeli nie niestabilności to co najmniej jakiś efektów akustycznych.
Gecko jest bardzo znane i uznane na rynku amerykańskim i kanadyjskim (na nasze warunki te sterowniki są dość drogie). Nie wszyscy potrzebują podziału mikrokrokowego ustawianego na jedną z 15 wartości. Ale jesli porównać np. zachowanie silnika podłączonego do M542 (ustawionego na podział 2000kr/obr) oraz podłączonego do G203V (oba sterowniki ustawione oczywiście na taki sam prąd, takie samo napięcie zasilania) przy prędkości powiedzmy 1000 czy 1300 obr/min ten drugi sterownik pokaże co jest możliwe do uzyskania.