Serwo-enkodery sposobem na wady pracy silników krokowych

[Andrzej .N123]

Wartość wspomnianego zwolnienia prędkości będzie zależeć głównie od silników i masy urządzenia , bo serwo-enkoder może realizować korektę z szybkością nawet 8uS. Na chwilę obecną nie wiem jakie to będzie zwolnienie (do 25% ,a może nawet do 10% ) – jednak była by to obróbka końcowa , która przy ploterach raczej nie może odbyć się z dużym posuwem .Można wprowadzić przełączanie błędu zależnie od podprogramu , więc jest jakaś możliwość aby tylko w pewnych miejscach prowadzić zwolnioną obróbkę. Żeby mechanika plotera przeniosła zlinearyzowane (względem kroków )ruchy silnika to i tak musi odbywać się nie szybko.
Jednak jest to sposób na poprawę dokładności .
mc2kwacz :sterując tylko sterownikiem , który ma wiedzę o kierunkach i prędkości przybliżysz się tylko do dokładności silnika . Musiałbyś zawrzeć w sterowniku informacje o skoku silnika w funkcji mikrokroku , obciążenia, prędkości , bezwładności maszyny i możliwych rezonansów mechanicznych konstrukcji maszyny , rodzaju freza, materiału obrabianego …. I modlitwę żeby się to udało.
Zresztą to chyba i tak akademicka dyskusja , bo ile jest ploterów o takiej dokładności , nie deklarowanej. Nie wiem .
Na koniec tylko dodam , że podłączając liniowe enkodery mierzące położenie narzędzia mogę osiągnąć podobny skutek nawet na nie najsztywniejszej maszynce stosując kompensator.

[ezbig]

mc2kwacz, nie miałem wielkiego wpływu na parametry napięcia i egzekwowanie tego z energetyki. W moim własnym lokalu byłoby to nie do pomyślenia. Takie sytuacje zdarzają się często na wsi. Bezpieczniki też są w różnych klasach przeciążalności i jak pół wsi coś tam miele w stodołach to niestety tąpnięcia mogą się zdarzać. Ale nie rozwijajmy tego tematu, bo zaraz będziemy o cos fi dywagować

[mc2kwacz]

Andrzej, Twoje urządzenie w zaproponowanym kształcie ma sens istnienia wyłącznie przy szybkiej obróbce. O ile oczywiście nie będzie jej bezsensownie spowalniać naprawianiem nieistniejących błędów, z potencjalnym zupełnie zbędnym zmienianiem kierunku.
Przy powolnej obróbce wykańczającej maszyna za grzyba nie zgubi kroków, chyba że jest partacko wykonana lub całkowicie partacko sterowana. I wtedy Twoje urządzenie może co najwyżej popsuć pracę i na dodatek ją wydłużyć.
Takie wnioski się rysują z dostępnych danych i prostej analizy właściwości sterowania krokowego.
Gdybym był na Twoim miejscu, to w tym momencie zastanowiłbym się nad bardziej rozbudowanym rozwiązaniem, eliminującym przynajmniej część istotnych wad obecnego pomysłu. Czyli co najmniej kompletny driver silnika z wejściem na enkoder. I żadna modlitwa ani szczęście nie byłyby potrzebne. Tyle że oczywiście stopień trudności projektu jest nieporównanie większy niż enkoder + najprostszy i najmniejszy jednoukładowiec z 6-ma nogami.

[ezbig]

Gdybym był na Twoim miejscu, to w tym momencie zastanowiłbym się nad bardziej rozbudowanym rozwiązaniem, eliminującym przynajmniej część istotnych wad obecnego pomysłu. Czyli co najmniej kompletny driver silnika z wejściem na enkoder.

I powstanie nam Easy Servo. Driver mamy ze sterowania, co najwyżej można dopracować logikę sprzężenia zwrotnego.

[mc2kwacz]

To jest jedyna metoda żeby nie próbować popędzać silnika który wypadł z synchronizmu, i zaraz nieuchronnie obróci się do tyłu, zamiast cały czas kontrolowanie naciskać do przodu. Nie ma innej metody utrzymania synchronizmu, jak logiczne połączenie drivera silnika z enkoderem.

Dalej, łącząc sterowniki silników odpowiednią magistralą danych, można też zapewnić dokładne odtworzenie trajektorii ruchu w spowolnieniu, w momencie gdy sterownik systemu czeka sobie grzecznie na możliwość wznowienia pracy.

Urządzenie zdziebko się komplikuje, ale bez przesady.
Easy Servo ES-D508 kosztuje raptem nieco ponad 400zł netto bez enkodera. Z tym nie da się konkurować. Ale to co napisałem - system sprzężenia takich serw (poza sterownikiem systemu), to jest coś czego chyba jeszcze nie ma.

[tuxcnc]

I powstanie nam Easy Servo. Driver mamy ze sterowania, co najwyżej można dopracować logikę sprzężenia zwrotnego.

Chciałbym Wam przypomnieć, że w LinuxCNC takie rzeczy robi się standardowymi narzędziami.
Krokowiec steruje się w trybie stałej prędkości, a enkoder daje informacje o położeniu.
Resztę liczy HAL.
Taki układ ma chyba nawet mniej wad od proponowanej protezy, a bez wątpienia jest tańszy o 200 zł na oś.
Ale problem leży zupełnie gdzie indziej.
Otóż robiąc z krokowca serwo pozbywamy się jego wszystkich zalet, a problemem zaczynają być wszystkie jego wady.
Jednak postęp technologiczny w zakresie silników krokowych i ich sterowników jest ogromny, tak że dzisiaj za rozsądne pieniądze można mieć coś co wczoraj albo było niemożliwe, albo kosztowało majątek.
Czytając ten wątek odnoszę czasem wrażenie, że cofnęliśmy się do czasów gdy dostępne były wyłącznie silniczki ze stacji dyskietek 5¼" .

.

[mc2kwacz]

Właśnie doczytałem w sieci, że silnik 2Nm z enkoderem, w sam raz dla mojej maszynki, kosztuje kolejne nieco ponad 400zł. Łącznie za 900zł netto na oś (driver, kabel, silnik z enkoderem) mamy problem gubienia kroków i linearyzacji mikrokroków i kultury pracy silników rozwiązany ZASADNICZO. A jeśli ktoś ma linuxCNC to może sobie kupić same takie gotowe silniczki (z enkoderem 1000 imp/obr) i ma problem rozwiązany CAŁKOWICIE.

Jak dla mnie, to zupełnie zamyka temat jakichkolwiek przystawek.
I zaczynam się poważnie zastanawiać czy sobie czegoś takiego nie sprawić. Przynajmniej dla osi X i Y. Jeśli pojawią się jakiekolwiek kłopoty z maszyną, to tak zrobię bez mrugnięcia okiem. A M542 i stare gołe silniki przydadzą się do czegoś innego.

[Andrzej .N123]

Właściwe to drivera się zaczęło. W firmie pracuję w dziale B&R . Dostałem zadanie zbudowania taniego sterownika do silników krokowych , który reagowałby zmianą prędkości na wiele czynników zewnętrznych. Powstało coś co zawierana jednej płytce Atmęgę8 , L297 i dwa L298 . Proste urządzenie , nie powala rewolucyjnością rozwiązań . Ale cel firmy został osiągnięty .Oczywiście poprzez odpowiednie zaprogramowanie mikrokontrolera i dodanie enkodera uzyskałem możliwość testowania sposobów korekcji kroków . Enkodery są stosunkowo drogie - więc próba zbadania rynku i oczekiwań środowiska serwo-enkoderami .
A co dalej to czas pokaże. Właśnie zastanawiam się nad bez-enkoderowym wykrywaniem utraty kroków . Takie rozwiązania są znane w technice , jednak prędkość obrotowa silnika musi mieć swoje minimum (indukcyjność ).Wtedy driver , kompensator i układ wykrywający utratę kroków mógłby być na jednej płytce ( wejścia i wyjścia jak w klasycznym sterowniku ) .Dla przeciętnego amatora byłby to „taki sterownik co może nie gubić i kroków ”.

[tuxcnc]

Właśnie doczytałem w sieci, że silnik 2Nm z enkoderem, w sam raz dla mojej maszynki, kosztuje kolejne nieco ponad 400zł.

Spojrzałem na stronę naszego sponsora i tam jest silniczek 8 Nm za 598,51 zł.
Co prawda jego parametry nie bardzo mi się podobają, ale to nie jest jakaś wariacka cena i odpada problem sprzężenia enkodera z silnikiem, co w pewnych sytuacjach może być bardzo utrudnione.
W tej sytuacji jest już sprawą drugorzędną czy kupimy dedykowany sterownik, czy zwykły skonfigurujemy w LinuxCNC, ważne że poniżej tysiąca złotych mamy sprawę załatwioną i to nie jakimś gównem wykręconym z drukarki.
Zdarza się czasem, że materiał położony na maszynę kosztuje tysiąc złotych, więc wszelkie "oszczędności" mogą się "zwrócić" w ciągu kilku sekund ...

.

[mc2kwacz]

Ne musi być prędkości wcale. W silnikach w których realizowany jest wektorowy pomiar kąta, robi się to tylko w ruchu bo tylko w ruchu jest dostępny sygnał analityczny. Ale w sterowaniu krokowym i mikrokrokowym masz elektryczne pobudzanie uzwojeń tak samo w ruchu jak i w bezruchu. Więc nic nie stoi na przeszkodzie, żeby taki układ zrobić. Pisałem o tym wcześniej.
Nie jest to oczywiste, ale nic co nowe lub skomplikowane nie jest oczywiste. Jakieś specjalnie trudne tez raczej nie powinno być. Za to zalety takiego rozwiązania byłyby aż nadto oczywiste. Wolałbym kupić sam nowy sterownik osi, niż dokupować do niego nowy silnik z enkoderem. Oczywiście gdyby sam driver z pomiarem wektorowym był droższy, to raczej wolałbym i driver i silnik... naturalne.