Kaufberatung: Erste eigene Fräse

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django013
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Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von django013 » 08.11.2017, 15:38

Moin moin,
Nun, alleine von der Tatsache, dass der Treiber 1000er Schrittweiten anbietet.
Bei der "normalen" Mikroschritt-Teilung wird ja immer durch 2 geteilt
Kann Dir nicht folgen. Zitat: 800,1600,3200,6400,12800 ...
Ich habe nur Zweipoler mit diesem Treiber:
Treiber-2Poler.jpg
Ich hatte vermutet, dass die rot-markierten Einstellungen für den Stepper-Betrieb sind und die blau-markierten für den CL-Betrieb.
Falls ich mit der Vermutung richtig liege, ist es doch so, dass keine der blauen Auflösungen durch die roten Einstellungen erreicht werden kann. Weiterhin vermute ich, dass die roten Einstellungen die "magnetischen" Rastpositionen sind (schätze aber, dass schon die 1600 nicht mehr rastbar sind).
Für mich gibt es keine Mikroschritt-Einstellung aus dem roten Bereich, mit denen ich die blauen Positionen erreichen kann.
Deshalb gehe ich davon aus, dass es eine Regelung für den Encoder geben muss.
Die Regelung ist doch die gleiche, wie bei einem Servo
Das bezweifle ich grundsätzlich - die Encoder sind tlw. die Gleichen...
Yo, dann sind wir hier unterschiedlicher Meinung.

Es erschließt sich mir nicht, welchen Sinn ein 1000er Encoder an einem Stepper macht, der nur die roten Auflösungen erreichen kann. Wenn ich den Schalter am Treiber von Stepper-Betrieb auf CL-Betrieb umlege, ändere ich doch nichts an der Physik des Motors. Also müssen die CL-Positionen durch ungerade Bestromung der Spulen erfolgen.

Geklärt werden kann das nur durch ausgiebige Testreihen mit Messprotokoll (oder Quellcode der Treiberfirmware)

Gruß Reinhard

KarlG
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Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von KarlG » 08.11.2017, 17:07

django013 hat geschrieben:
08.11.2017, 15:38
Ich hatte vermutet, dass die rot-markierten Einstellungen für den Stepper-Betrieb sind und die blau-markierten für den CL-Betrieb.
Nö! Diese Auflösungen hast Du heutzutage bei jedem digitalen Treiber (zumindest die meisten davon). Die kannst Du auch alle einstellen und die funktionieren auch. Wie gesagt: Vergiss die "Raststellungen in Hardware" - das ist Geschichte.
Es erschließt sich mir nicht, welchen Sinn ein 1000er Encoder an einem Stepper macht
Ist mir auch nicht klar, wozu der gebraucht wird. EIn 250er würde es gut tun - vielleicht ist der gar teuerer, weil ein 1000er halt Massenprodukt ist. Ausserdem (Vermutung) ist es während der Fahrt von Vorteil, die Nach- (bzw. Vor-) eilung des Rotors zum Magnetfeld möglichst genau zu messen, damit man die Fehler nicht korrigieren muss, sondern rechtzeitig gegensteuern kann (boost). DIe ganze Geschichte ist ja nicht statisch, in dem Sinne: "Ziel nicht erreicht, mach ich halt noch einen Satz." Das wäre ja fatal.
Das passiert alles dynamisch und unmerklich.
Wenn ich den Schalter am Treiber von Stepper-Betrieb auf CL-Betrieb umlege, ändere ich doch nichts an der Physik des Motors.
Eben. Der läuft ohne CL als Stepper und mit auch. Nimmt man den Loop raus, fehlt die Rückmeldung, damit der boost und er verreckt früher.
Also müssen die CL-Positionen durch ungerade Bestromung der Spulen erfolgen.
Auch die "Bestromung" ist alter Kram - das passiert ja heutzutage alles getaktet per DSP oder microcontroller.

Gruss
Karl

Manu
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Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von Manu » 12.11.2017, 20:51

Guten Abend,

sorry das ich immer so lange brauche um mal hier wieder was zu schreiben. Aber ich bin immer so lange damit beschäftigt mich mit den neuen Infos, die ich hier lese, auseinander zu setzten und die verfügbare Zeit für mein Hobby ist auch begrenzt durch den alltäglichen Arbeitswahnsinn.
Auf https://www.cncdrive.com/UCCNC.html kann man die Software runterladen und auch installieren. Sie startet ohne Lizenzdatei automatisch in einem Demo-Modus. Was brauchst du noch?
Vielen Dank Robert, wer lesen kann ist klar im Vorteil.
Ein Auszug von der Hersteller Homepage "- Runs in demo (simulation mode) without a software license key."

Um meine Motoren jetzt einfach mal drehen zu lassen und mich damit etwas zu spielen habe ich mir aber auch noch eine Arduino Nano vom Chinamann bestellt (sollte aber noch etwas dauern bis der da ist)
Die LiChuan-Stepper und viele anderen Stepper aus dem fernen Osten sind ja Hybrid-Stepper - im Video ab 25:28 zu sehen. Bei solchen Steppern sind sehr wohl Einzelschrittverluste möglich.
Ahh ok darüber habe ich auch schon gerätselt zu welchem Stepper-Typ die Lichuan Motoren gehören. Gut zu wissen das es Hyprid-Stepper sind.
Ein Zacken vom Rotor kann weiter rutschen, das sind dann aber 3 Schritte.
OK das hab ich jetzt auch verstanden.
Wenn die Motorbestromung gleich bleibt und ich den Rotor verdrehe dann Springe ich einen Zacken weiter was 3 Schritte entspricht. Wenn man das Bild unten anschaut ... An der Position wo aktuell Zacken 1 steht rutscht nach verdrehen per Hand nun Zacken 2 hin und rastet ein. Um diesen Weg im normalen Betrieb zurückzulegen müssen drei Bestromungsmuster abgelaufen werden (siehe Tabelle) und das entspricht drei Schritte. Man kann es auch sehr schon im Video nachvollziehen wenn man einen Statorzahn beobachtet und zählt wie viel Schritte vergehen bis wieder ein Rotorzahn gegenüber steht.
Hybrid_Schrittmotor_Modell.jpeg
Ausserdem (Vermutung) ist es während der Fahrt von Vorteil, die Nach- (bzw. Vor-) eilung des Rotors zum Magnetfeld möglichst genau zu messen, damit man die Fehler nicht korrigieren muss, sondern rechtzeitig gegensteuern kann (boost).
Ich würde schon sagen das eine möglichst hohe Auflösung des Encoders sinnvoll ist. Denn wie du schon schreibst im laufenden Betrieb will ich ja so früh wie möglich wissen ob mein Rotor den Magnetfeld hinterherhinkt. Je früher ich das weis, desto eher kann ich auch eingreifen.


Zu dem ganzen Thema möchte ich auch noch einen kleinen Ausschnitt aus einem Artikel hier Zitieren. Ich finde der bringt es sehr kurz und knapp auf den Punkt ...
"Je feiner die Schrittteilung, desto ruhiger läuft der Motor. Anderseits sind bei feineren Auflösungen pro Vollschritt mehrere Takte am Eingang der Schrittmotor-Steuerung erforderlich. Daher
muss die Auflösung abhängig von der angestrebten Motordrehzahl und der maximalen Frequenz des Steuersignals gewählt werden. Zu beachten ist, dass der Einsatz von Mikroschritt Ansteuerung nur die Auflösung des Systems steigert, die Positioniergenauigkeit jedoch nicht verbessert wird"
Visualisierung_MicroStepping.jpeg
Quelle: http://www.mechapro.de/pdf/Schrittmotor-Steuerungen.pdf

Ich hab auch mal eine kleine Rechnung gemacht für die Lichuan 3-Phasen Stepper an der Karla. Ich bin mal von einer max. Geschwindigkeit von 9m/min ausgegangen (Obergrenze was die Stepper an der Karla schaffe klick) und bei einer eingestellten Treiberauflösung von 4000. Wenn meine Rechnung stimmt komme ich auf 120kHz ? Das müsste ich jetzt aber noch mal 3 nehmen weil das ja für alle 3 Stepper gilt ...
=> 360kHz müsste mein ControllerBoard schaffen. Das klingt irgendwie etwas zu hoch, wenn ich mir ESS anschaue 200kHz, Estlecam (Arduino) ca. 30kHz ... UC300ETH ist die Ausnahme mit 400kHz.
Habe ich mich verrechnet oder ist die Annahme der Verfahrgeschwindigkeiten von 9m/min einfach nicht Praxis gerecht ?
AnsteuerFrequenz_Berechnen.jpeg
Schönen Abend
Manuel

KarlG
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Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von KarlG » 12.11.2017, 21:25

Manu hat geschrieben:
12.11.2017, 20:51
Zu dem ganzen Thema möchte ich auch noch einen kleinen Ausschnitt aus einem Artikel hier Zitieren. Ich finde der bringt es sehr kurz und knapp auf den Punkt ...
"Je feiner die Schrittteilung, desto ruhiger läuft der Motor. Anderseits sind bei feineren Auflösungen pro Vollschritt mehrere Takte am Eingang der Schrittmotor-Steuerung erforderlich. Daher
muss die Auflösung abhängig von der angestrebten Motordrehzahl und der maximalen Frequenz des Steuersignals gewählt werden. Zu beachten ist, dass der Einsatz von Mikroschritt Ansteuerung nur die Auflösung des Systems steigert, die Positioniergenauigkeit jedoch nicht verbessert wird"
Ja - das ist bekannt. Möglichst feine Auflösung für die Laufruhe und die leichten Schrägen steht im Widerspruch zum Eilgang und da muss man einen Kompromiss wählen. Der setzt spätestens bei der maximalen Schrittfrequenz der Treiber ein: das sind 200kHz - d.h. die 400kHz des UC300/400 nützen Dir gar nix. Der ESS kann übrigens 1Mhz (oder sogar 2?).
Ich hab auch mal eine kleine Rechnung gemacht für die Lichuan 3-Phasen Stepper an der Karla. Ich bin mal von einer max. Geschwindigkeit von 9m/min ausgegangen


Davon würde ich abraten, weil er für 9m/Min schon in der Korrektur läuft. Das wäre ungefähr so, als wenn man mit ABS/ESP schneller fährt, als ohne und damit die Sicherheitsreserven wieder verbraucht. Ohne Korrektur schaffen die 2Nm-Lichuans an der Karla sicher ca. 8m/Min und die Spezifikation sagt 7,5. Da würde ich mich dann auch bewegen.

Also: 7,5m/Min @ 4000/U = 100kHz
oder: 7,5m/Min @ 5000/U = 125kHz <- das macht Eding standardmäßig und man hat eine Einzelschrittauflösung (nicht Genauigkeit) von 1µm
oder: 7,5m/Min @ 8000/U = 200kHz
..dann ist Ende.
Wenn meine Rechnung stimmt komme ich auf 120kHz ? Das müsste ich jetzt aber noch mal 3 nehmen weil das ja für alle 3 Stepper gilt ...
=> 360kHz müsste mein ControllerBoard schaffen.


Nö! Die Schrittfrequenz wird in aller Regel pro Port angegeben und nicht etwa über alle Ports summiert. Das gilt nicht unbeding bei Parallelportsteuerung und Schritterzeugung in Software (Mach3) - da gibt es diese Abhängigkeit durchaus.
Habe ich mich verrechnet oder ist die Annahme der Verfahrgeschwindigkeiten von 9m/min einfach nicht Praxis gerecht ?
Auf einer 1m-Maschine sind 9m/Min schon ganz nett (ich fahre 8,5); bei der Karla braucht man das mMn. nicht.

Gruss
Karl

Manu
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Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von Manu » 19.11.2017, 15:22

Hallo Karl,
Der ESS kann übrigens 1Mhz (oder sogar 2?).
Ja stimmt der ESS bewegt sich im MHz bereich, das hatte ich Falsch im Kopf ... sorry

Bei Estlecam muss ich mich aber auch noch mal Korrigieren. Laut Christian Knüll kann Estlecam ab Version 9 ca. 160 kHz pro Achse (klick)
7,5m/Min @ 5000/U = 125kHz <- das macht Eding standardmäßig und man hat eine Einzelschrittauflösung (nicht Genauigkeit) von 1µm
Das klingt doch mal ganz gut, das werde ich mal zu beginn ausprobieren.
Nö! Die Schrittfrequenz wird in aller Regel pro Port angegeben und nicht etwa über alle Ports summiert. Das gilt nicht unbeding bei Parallelportsteuerung und Schritterzeugung in Software (Mach3) - da gibt es diese Abhängigkeit durchaus.
OK danke, das ist eine wichtige Erkenntnis. Jetzt kommen mir auch meine errechneten Schritt-Frequenzen nicht mehr zu hoch vor.
Auf einer 1m-Maschine sind 9m/Min schon ganz nett (ich fahre 8,5); bei der Karla braucht man das mMn. nicht.
Um das einschätzen zu können fehlt mir momentan noch die Praxiserfahrung. Aber wenn du 8,5 fährst, in deinen Videos schaut das alles ja schon immer recht schnell aus, dann werde ich sicherlich mit 7,5 oder etwas weniger auch Glücklich :D

Beste Grüße
Manuel

Manu
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Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von Manu » 03.12.2017, 17:52

Hallo und allen einen schönen ersten Advent :D

die letzten Wochen sind mit Geschenke shoppen und CyberMonday-Deals Schnäppchen ergattern an mir vorbei gezogen ...

Aber als ich Freitag den Postkasten ausgelehrt habe, konnte ich mich freuen. Der China-man hat mir meinen Arduiono Nano und passendes Schraubklemmen-Board gebracht.
ArduionoNanoChina.jpg
Arduino Nano China Clon (CH340)
Ausgepackt am PC angeschlossen (Win10). Treiber wurden sofort installiert. Estlcam hat auch den Clone erkannt und die Software aufgespielt.
Dann hab ich mal mit FreeCAD einen Quader mit einer runden Tasche gezeichnet. Als .dxf Datei gespeichert und in Estlcam Importiert ... Fräsprogramm erzeugt und mal ohne Motoren laufen lassen. Ging alles Problemlos ...

Ich hab leider noch kein 48V Netzteil für die Motoren deshalb konnte ich alles nur Theoretisch ausprobieren :roll:
Aber ich hab mir schon eins gefunden von MeanWell klick. Mit den Netzteilen von denen bin ich bisher immer ganz zu frieden gewesen. Wenns halt jetzt noch einen kleinen Weihnachtsbonus von Reichelt geben würde ... z.B. kostenloser Versand ;) ... dann würde ich sofort zuschlagen. Naja mal schauen, wenns nachm Nikolaus immer noch nichts angekündigt haben dann Bestell ich einfach so.

Grüße
Manuel

KarlG
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Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von KarlG » 03.12.2017, 19:02

Manu hat geschrieben:
03.12.2017, 17:52
Aber ich hab mir schon eins gefunden von MeanWell klick. Mit den Netzteilen von denen bin ich bisher immer ganz zu frieden gewesen.
Gegen Meanwell ist nix zu sagen, wenn Dir "Marke" den Aufpreis wert ist, aber 10A brauchst Du nicht. 6 sind für Deine Konfiguration gut ausreichend...
..meist haben die feste Abstufungen - bspw. 320W = 48V, 6,7A.

Gruss
Karl

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