Piko + miniserwo = ...

[mc2kwacz]

Zamontowałem sobie miniserwa na osiach X i Y. Świetna sprawa. Kontrola błędów, możliwość samoczynnego zatrzymania maszyny gdy coś się "spasteryzuje" ponad zaprogramowany próg błędu. 100% pewności że z pracy nie wyjdzie kicha.
Ale minisrewa niestety wykazały, że w kwestii sterowania silnikami w piko jest jeszcze dużo do zrobienia.
Zacznę od tego, że po przejściu z megaplota na piko, oprócz oczywistych zalet i korzyści, zauważyłem niekorzystną zmianę w kwestii kultury pracy silników. Nic o tym nie wspominałem, ponieważ uznałem to za subiektywne odczucie, nie dające się podeprzeć żadnym racjonalnym dowodem. Wiele sobie obiecywałem przy przejściu na piko, więc ten mały zgrzyt mógł być spowodowany nadmiernym wyczuleniem na niekorzystne niuanse. Ale po założeniu miniserw okazało się, że moje odczucia były głęboko uzasadnione.

W pierwszej kolejności spróbowałem przeprowadzić strojenie regulatorów miniserw w programie konfiguracyjnym serw. Serwa mają port szeregowy łączony bezpośrednio do peceta. Podczas strojenia i testowania, serwa są sterowane bezpośrednio z peceta, sterownik jakikolwiek nie ma tu nic do rzeczy. Okazało się, że na mojej mechanice serwa pracują pewnie (z marginesem bezpieczeństwa 75%) do przyspieszeń na poziomie 500r/s2 czyli przy moich śrubach do 2,5m/s2. Błąd dynamiczny wynosi wtedy około 0,004 obrotu do maksymalnej zadeklarowanej prędkości 8cm/s (tyle było wcześniej i tyle postanowiłem pozostawić). Przyspieszanie, hamowanie i zwroty przy 2,5ms2 były zaskakująco ciche i płynne choć oczywiście bardzo dynamiczne. Trochę mnie to zdziwiło, bo na "zwykłych krokowcach" przyzwoitą kulturę pracy na piko osiągnąłem dopiero przy zjechaniu do 0,5m/s2. Czyżbym się pomylił w obliczeniach, a może to miniserwa i ich silniki dają takie małe rezonanse?
Niestety nie. Po poruszeniu osiami z piko, czar prysł. Ten sam basowy terkot na starcie i hamowaniu, co wcześniej. Na wszelki wypadek, aby upewnić się, że nie robię błędu, ustawiłem program miniserwa na 100r/s2 (czyli przeliczeniowo 0,5m/s2) i uzyskałem tę samą dynamikę. Zarówno wizualnie jak i na ekranie pomiarowym miniserwa. Z tym, że podczas ruchów oscylacyjnych wysterowanych przez program konfiguracyjny ruch był niemalże bezgłośny, a przy sterowaniu z piko to samo nieprzyjemne dudnienie. Okazuje się, że mógłbym na mojej maszynie spokojnie ustawić 2,5m/s2, gdyby nie marna jakość rampy przyspieszania w piko. Próba wytłumienia dudnienia parametrami minieserwa jest skazana na porażkę, ponieważ, owszem, można scałkować regulatorem ziarnistość przyspieszania, ale odbędzie się to kosztem precyzji nadążania. Czyli wylanie dziecka z kąpielą.
Przy okazji potwierdziłem, przypuszczenia, bo wyszło to natychmiast w postaci błędów miniserwa, że podczas najazdu na krańcówki home piko nie stosuje zadeklarowanych przyspieszeń. Maszyna albo staje dęba albo przyspieszenie hamujące jest bardzo duże. Na tyle duże, że błąd pozycjonowania w tym momencie oscyluje wokół 100 jednostek (5000/obrót). Podczas dy w normalnej pracy, gdy przyspieszenie nie przekracza 2,5m/s2, wynosi około 20 jednostek. To spowodowało, że musiałem zwiększyć próg alarmowy z 50um do 150um, żeby maszyna nie resetowała się podczas pozycjonowania (alarmy miniserw uruchamiają e-stop).

Znam przyczynę problemu z niską kulturą pracy silników. Wynika ona z małej częstotliwości regulacji prędkości podczas przyspieszeń. Zdecydowanie zbyt małej. Nawet można by ją łatwo ustalić bez przyrządów, bo dźwięk tym spowodowany ma konkretną częstotliwość.
Niestety niska częstotliwość korekcji prędkości powoduje po pierwsze przykry efekt akustyczny, po drugie pogarsza jakość posuwów (powierzchni cięcia na krzywiznach), po trzecie de facto generuje bardzo duże przyspieszenia cząstkowe i w przyspieszonym tempie niszczy maszynę.

Ciekawe czy da się temu zaradzić w samej aktualizacji software, czy trzeba będzie zmienić firmware. I czy w ogóle ten mikrokontroler jest w stanie sobie poradzić z bardziej złożoną kontrolą dynamiki niż jest.

Co na to autor? Czy coś da się zrobić?
Jak trzeba, mogę to sfilmować. Różnica jest drastyczna.

[markcomp77]

czy aby zmiana prędkości nie oznacza kolejnej ramki w transmisji? (62 ramki/s)

[cosimo]

Zamontowałem sobie miniserwa ….

Jakie masz firmware? W aktualnej wersji (2.0.4) częstotliwość rampy jest kontrolowana 1000 razy/s
i więcej nie będzie. Prędkość rozruchową jaką masz? Nie wiem co masz za buczenia na rampie, u mnie nawet na krokowcach tego nie ma.

Przy okazji potwierdziłem, przypuszczenia, bo wyszło to natychmiast w postaci błędów miniserwa, że podczas najazdu na krańcówki home piko nie stosuje zadeklarowanych przyspieszeń

Podczas najazdu oczywiście, że nie.

Markomp77 w sąsiednim wątku bawi się serwami może podzieli się wrażeniami...

[mc2kwacz]

Firmware mam 2.02 i nie widzę na stronie informacji o nowym albo skąd pobrać. Nie pamiętam też żadnego info na forum. Na stronie jest tylko informacja, że soft wymaga 2.02.
Pamiętam że ludzie coś niedawno pisali o problemach z 2.04, ale nie wiedziałem że o firmware chodzi, bo system numerowania softu jest TAKI SAM, żeby było czytelniej
Ustawienia:
kroków/obr 5000
posuw na obr 5,00
prędkość max 4000 (bezpiecznie)
przyspieszenie 0,40 (żeby zanadto nie rzęziło)
prędkość rozruchowa 100
kąt hamowania 30,00
Próbowałem z prędkością rozruchową 20 (minimum) i 200, i nie zauważyłem różnicy.
Test wygląda następująco: trzymam reset i naciskam raz lewo raz prawo (albo przód tył) jogiem z krótkim interwałem. Tak samo jak robi to program testowy serwa.
Przy przyspieszaniu i hamowaniu po maszynie niesie się charakterystyczne dudnienie, którego WCALE nie ma przy sterowaniu programem miniserwa. Wiem co piszę. I to jest znacznie mniej niż kiloherc. A ile jest w moim firmware 2.02?

Kiedy obserwuję na ekranie wykres błędu pozycjonowania serwa (jest taka opcja w oprogramowaniu), wtedy przy sterowaniu firmowym błąd narasta dość ładnie liniowo aby ustabilizować się przy stałej prędkości, podczas gdy w sterowaniu z piko na zboczach są bardzo silne oscylacje. Oznaczają one szybkie skokowe wymuszenia zmiany prędkości. Parametry regulacyjne miniserwa są optymalne fabryczne. Dają one najmniejsze błędy, jakie daje się uzyskać, przy założeniu szerokiego zakresu regulacji, sprawdziłem.

Zaraz poszukam informacji o 2.04...

[cosimo]

Firmware mam 2.02 i nie widzę na stronie informacji o nowym albo skąd pobrać.

W 2.02 rampa kontrolowana była jeszcze z częstotliwością 100Hz i faktycznie była "kanciasta"
w 2.04 jest już 1000Hz (i to jest jedyna zmiana w stosunku do poprzednich wersji). Przypomnij mi się na maila to zaraz wyślę (nie mogę odszukać Twojego adresu).

[mc2kwacz]

No tak, to by wiele tłumaczyło... Uff, a już się zacząłem martwić
Wysyłam mejla na mejla

[ Dodano: 2013-10-02, 16:06 ]
Noooo, panie, teraz to jest inna rozmowa, jak powiedziałby Kobuszewski
Potem się tym pobawię bardziej, ale od razu widać, że to jest to co być powinno...
Ustawiłem akcelerację 2m/s2 i śrubki się same nie wykręcają, jak dopiero co wcześniej Przy 100Hz to można śmiało rzecz nazwać po imieniu, że nie było przyspieszania tylko start z kopyta i hamowanie jak na ścianie. Okres próbkowania na poziomie czasu przyspieszania

Należałoby nabywców przymusić do wymiany firmware, bo nie wiedzą co czynią używając 2.02. A przynajmniej poinformować porządnie na stronie, że jest nowy firmware, ZALECANY.

[cosimo]

Należałoby nabywców przymusić do wymiany firmware, bo nie wiedzą co czynią używając 2.02.

Firmware jest rozsyłane mailowo do wszystkich, choć czasami ktoś się nie załapie na listę...
Ponieważ są pytania jak sprawdzić wersję - jeszcze obrazek pokazujący gdzie szukać informacji o aktualnie zainstalowanym firmware.

[251mz]

Ponieważ są pytania jak sprawdzić wersję - jeszcze obrazek pokazujący gdzie szukać informacji o aktualnie zainstalowanym firmware.

Ha , a ja nie dostałem nic

Kupiłem piko na początku roku i właśnie je będę chciał odpalić na dniach
Czy to tyczy się też wersji plazmowej?

[mc2kwacz]

Firmware jest rozsyłane mailowo do wszystkich, choć czasami ktoś się nie załapie na listę...

No niestety masz pewne zapędy masochistyczne Info powinno być rozesłane ale nie jest, bo nie masz porządnej bazy nabywców. Do tego (lub jak kto woli - zamiast tego) zero informacji na stronie, żeby ci którzy nie dostali mogli się połapać, że nie dostali czegoś co powinni lub mogliby. Nawet na tym forum brakuje informacji o firmware, co przecież kosztowałoby Cię maksymalnie 5 minut, z wyjaśnieniem co, po co, gdzie, jak i dlaczego.
Świeczką na gipsie jest ciągły brak aktualnego i aktualizowalnego manuala z wynalazkiem o nazwie "spis treści"
Pomyśl sobie, ile czasu byś zaoszczędził na czytanie głupich pretensji lub jeszcze głupszych pytań o to co powinno być czytalne w manualu...
Drugi objaw masochizmu to wystawianie wersji niesprawdzonej (bo nie łudź się, nie jesteś w stanie sprawdzić całego softu za każdym razem, mimo najszczerszych chęci) jako końcowej a nie "beta".

--

Maszyna z serwami przetestowana.
Więc tak.
Wszystko nabrało wreszcie sensu Maszyna pracuje płynnie, silniki szeleszczą. Jedynym skutkiem poruszania się masywnej bramy z dużymi przyspieszeniami jest wibracja całej konstrukcji (brak kratownicy na bokach). Chyba z tego powodu zmniejszę akcelarację do 1,5m/s2. Ustawiłem G0 na 100mm/s i można dać więcej ale nie dam z powodów bezpieczeństwa pracy. Podobnie ręczne szybkie posuwy ograniczyłem do 60mm/s z tego samego powodu.
Ale ogólnie rewelacja: piko+ miniserwa + moje precyzyjne krańcówki.
Zwiększenie przyspieszenia praktycznie rozwiązało problem z bezpiecznym hamowaniem na softlimitach. Co nie znaczy że nie należałoby tego jednak dopisać w sofcie, bo przecież nikt nie musi ustawiać przyspieszenia 2m/s2. Przy kilkakrotnie mniejszym (prace bardzo precyzyjne) problem pozostanie. I nie wszystkie maszyny zniosą duże przyspieszenia.

Na obecną chwilę mam niedosyt, w kwestii współdziałania softu i mechaniki, tylko w jednym miejscu. Ciągle to nieszczęsne bazowanie home jest niedorobione. O co chodzi.

Przy okazji potwierdziłem, przypuszczenia, bo wyszło to natychmiast w postaci błędów miniserwa, że podczas najazdu na krańcówki home piko nie stosuje zadeklarowanych przyspieszeń

Podczas najazdu oczywiście, że nie.

No właśnie, a dlaczego "oczywiście"? Po co aż tak nadwyrężać drogie śruby kulowe, nakrętki i łożyska oporowe podczas zwykłego bazowania? Które na dodatek, jeśli nie poprzedzone dzwonem, jest w przewidywalnym miejscu?
W miniserwach programuje się między innymi maksymalną ilość kroków błędu chwilowego. Błąd wyrażony w krokach bezpośrednio przekłada się na błąd posuwu. A więc na przykład przy 5000 krokach na obrót i śrubie 5mm, 1 krok odpowiada 1um.
Przy dynamice takiej jak sobie ustawiłem, czyli prędkość maksymalna 100mm/s i przyspieszenie 2m/s, błąd serwa w ruchu oscyluje wokół +/-15um, w szczycie (przy gwałtownych przyspieszeniach) osiągając +/-25um, jak wynika z pomiarów monitorem serwa. Czyli można by ustawić sobie 50 impulsów (um) i mieć pewność że żaden punkt pracy nie będzie "zajechany" bardziej niż 0.05mm. Czyli tyle ile jest w stanie zmierzyć suwmiarka elektroniczna za 50zł. Nieźle jak na szybkie cięcia.
W momencie gdy serwo którekolwiek wyliczy większy błąd, w tym momencie zatrzymuje cały system. U mnie bez utraty pozycji, bo nie używam wejść enable.
I tu pojawia się zgrzyt. Ponieważ na etapie bazowania home, przyspieszenia na osiach są dużo większe niż te ustawione w konfiguracji (przypuszczam że sprowadzone to jest do kąta hamowania), i w efekcie serwo ma znacznie większy błąd TYLKO W TYM MOMENCIE UŻYTKOWANIA MASZYNY. U mnie oscyluje wokół 100um i upgrade firmware nic tu nie zmieniło, problem tkwi w software. Tak więc, żeby błąd się nie zdarzał, musiałem ustawić błąd maksymalny z zapasem, na 150um. I teraz już jest ok, ale niestety w pracy zostanie również zgłoszony błąd dopiero powyżej 150um. 3-4x większy, niż mógłby być Nie da się tego ominąć, bo skasowanie błędu serwa wymaga wyłączenia zasilania maszyny. Poza tym nawet to nic nie da, bo przecież maszyna ciągle nie jest zbazowana. Tak więc w cosimo cała nadzieja, że poprawi, "zmiękczy" charakterystykę hamowania na krańcówkach home oraz to samo z dziwnie bardzo agresywnym mechanicznie zjazdem do czujnika (bo spodziewam się i tu kłopotów, choć nie zaobserwowałem na obecną chwilę). Wtedy można by wykorzystać pełnię możliwości miniserw sterowanych z piko.

Ale, trzeba przyznać, wszystko powoli zmierza w dobrym kierunku. Parę drobiazgów do poprawienia i piko może rządzić.

Przy okazji zauważyłem błąd w sofcie: dopóki maszyna nie zjedzie z obydwu krańcówek, dopóty żadna pozycja krańcowa się nie zaktualizuje. Drobiazg, ale jednak... Powiedzmy że jedna oś nawaliła. Piko cały czas próbuje z niej zjechać, ale pozycje pozostałych osi są niezmienione i niewłaściwe, choć maszyna już z nich wcześniej poprawnie zjechała (sekwencja).

[markcomp77]

Markomp77 w sąsiednim wątku bawi się serwami może podzieli się wrażeniami...

ja zaktualizowałem do 2.04... bo firmware który był na płytce, keidy do mnie trafiła, nie komunikował się wcale z programem ze strony

testowałem krokowca z enkoderem... serwokrokowca... czy też jak czasem go nazywają hybryda

ustawiłem 8000 podziału na obrót i przymusiłem do przyśpieszenia 1m/(s*s)
testowałem luźne silniki - ładnie brzmiały i skakały jak pchełki po stole
sterowanie trafiło dziś do maszynotwórcy - on będzie badał brzmienie w realu...





wersja 2.04 firmware miała poprawiać jakość rampy - i chyba się udało...

pytanko do autora -->> czy jest gdzieś w programie oscylator do testowania nowo tworzonej konfiguracji...
oscylator - to takie kręcenie silnikiem przód/tył z możliwością zmiany: amplitudy, przyśpieszenia i prędkości max (coś takiego jest w kreatorze stepgen - znakomite do strojenia serw)