Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Hier geht's um Karla!
django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von django013 » 06.11.2017, 14:35

Moin Marc,
... da in dem Beamicon Board für 579€ drei digitale Endstufen integriert sind.
Ok, also das wäre für mich definitiv schon ein KO-Punkt, denn damit gehen CL oder Servos schon nicht mehr.
Reinhard, meinst du das CNC760 Board? Ja, man muss sich genau überlegen ob die 125 kHz reichen.
Ja und ja! - Genauso sehe ich das auch!

Der Punkt ist ja, dass sich bei der Gesamtmaschine alle (!) Fehler addieren. Es reicht also nicht, sich die superfetten Linearschienen in extraschwerer Vorspannung dran zu schrauben und denken, dass man dann damit schon die genaueste Maschine bekommt. Es gibt Ungenauigkeiten in den Linearschienen, in der mechanischen Ausführung, der Montage, im Motor, in der Steuerung, der Endstufe, durch äußere Einflüsse (Temperaturdrift o.ä.) ...

Deshalb sage ich nicht, dass ich eine bestimmte Genauigkeit erreichen will, sondern schau danach, dass ich die einzelnen Fehler so klein bekomme, wie es mein Budget ermöglicht. Die meisten Punkte sind vom Budget limitiert. Die Genauigkeit der Stepper kostet nix extra.
Die CL-Stepper (und auch die Servos) haben jeweils einen Encoder mit 1000 Linien. Per Quadratur sind somit 4000 Positionen eindeutig bestimmt. Mehr macht keinen Sinn (weil nicht messbar) und bei weniger verschenke ich Genauigkeit. Also will ich die Endstufen mit 4000 Mikroschritt-Einstellung fahren.
Die angetriebenen Muttern lassen sich ja nicht direkt treiben. Also egal wie sie angetrieben werden, es kostet auch nix extra, hier noch eine Getriebestufe mit einzubringen. Ich habe bei mir die Steigung durch das Getriebe auf 4mm reduziert. Dadurch bekomme ich ne gerade Größe bei der Auflösung, benötige aber mehr Pulse pro Zeiteinheit. Deshalb ist mir 100kHz oder 125kHz zu wenig. Mit den üblichen 200kHz kann ich dagegen gut leben.

Gruß Reinhard

Lars
Beiträge: 633
Registriert: 07.09.2016, 12:33

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von Lars » 06.11.2017, 18:50

Ich finde, die Frage nach der richtigen Steuerung und dem Support dazu ist gar nicht so gravierend, wie es hier z.T. dargestellt wird. Die Geschmäcker und Anforderungen sind dazu viel zu verschieden, als dass es da eine eindeutige Antwort geben könnte.

Mal angenommen, ich entscheide mich für irgendeine Steuerung, mache vielleicht ein Jahr lang meine Erfahrungen, und stelle dann fest, daß sich meine Wünsche und Randbedingungen geändert haben und ich eine andere Steuerung will oder brauche. Dann geht auch nicht die Welt unter, dann kaufe ich mir eine andere und gebe dafür vielleicht 10% dessen aus, was ich vorher schon für die Fräse ausgegeben habe. Und verkaufe die alte Steuerung.

Und noch ein Wort zum Support: Am schönsten ist es doch, wenn es funktioniert und man keinen Support braucht. In diesem Sinne bin ich mit der Beamicon zufrieden. Und zu den bisher zwei kleinen offenen Fragen habe ich auch schnell eine Antwort bekommen. Vielleicht liegt es aber auch daran, dass ich so ein typischer 80/20-Nutzer bin: 80% der Nutzer kommen mit 20% der Funktionen aus, und das funktioniert dann auch selbsterklärend.

django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von django013 » 07.11.2017, 06:09

Moin moin,
... und dem Support dazu ist gar nicht so gravierend
Naja - ist wie bei gutem Werkzeug: haben ist besser als brauchen.

Kein Mensch ist scharf darauf, Support zu brauchen. Aber wenn's mal nicht funzt, ist man doch froh, wenn man jemand hat, den man auf die Nerven gehen darf und der sich dann auch die Zeit nehmen muss :)
Vielleicht liegt es aber auch daran, dass ich so ein typischer 80/20-Nutzer bin: 80% der Nutzer kommen mit 20% der Funktionen aus, und das funktioniert dann auch selbsterklärend.
Naja - für ne 80/20 Daseinsberechtigung ist beamicon definitiv zu teuer!
Für diesen Nutzerkreis tut es auch ein grbl mit Arduino. Bobs gibt's diverse und wer nicht ganz ungeschickt ist, macht sich sein Bob selber :)

Gruß Reinhard

Marc P.
Beiträge: 738
Registriert: 10.01.2016, 19:26

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von Marc P. » 07.11.2017, 06:26

django013 hat geschrieben:
06.11.2017, 14:35
Also will ich die Endstufen mit 4000 Mikroschritt-Einstellung fahren.
Moin,
das sind dann bei 125 kHz 9,35 m/min Maxgeschwindigkeit Pro Achse.
Je nach Spindellänge (kritischer Drehzahl) und Maschinengröße (Masse) besteht doch die Wahrscheinlichkeit, dass die Physik bereits garkeine deutlich höheren Geschwindigkeiten zulassen!?

Gruß Marc
Karla #9 "Standard" mit TBI
- 2,2kW HF-Spindel, Powtran PI9130, WaKü
- 3x 1,9Nm Stepper, TripleBeast, ESS, C2D PC
- Zyklonabsaugung + Siemens, Vakuumtisch + Elmo-G SKV
- Win7Pro, Mach3 + SchmidtScreen
- Inventor+HSM, Autocad, Condacam

django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von django013 » 07.11.2017, 06:56

Moin Marc,
das sind dann bei 125 kHz 9,35 m/min Maxgeschwindigkeit Pro Achse.
Lies nochmal meinen Beitrag. Bin jetzt nicht sicher, wer sich da verrechnet hat.
Jedenfalls komme ich auf 7,5m/min
Je nach Spindellänge (kritischer Drehzahl) ...
Bei mir dreht sich nur die Spindel für die Z-Achse - und die darf auch gemütlicher zu Werke gehen ;)

... aber mit Deinem Tenor hast Du trotzdem Recht: das reicht für den Anfang locker aus.
Der Punkt ist, dass ich eigentlich™ nicht mehrere Steuerungen kaufen wollte. Aber über den Punkt bin ich schon lange raus :(

Gruß Reinhard

KarlG
Site Admin
Beiträge: 3950
Registriert: 22.12.2015, 22:17

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von KarlG » 07.11.2017, 08:56

django013 hat geschrieben:
07.11.2017, 06:56
das sind dann bei 125 kHz 9,35 m/min Maxgeschwindigkeit Pro Achse.
Lies nochmal meinen Beitrag. Bin jetzt nicht sicher, wer sich da verrechnet hat.
Jedenfalls komme ich auf 7,5m/min
Bei 4000/u und 5mm Steigung schafft man mit 100kHz 7,5m/Min und mit 125kHz knapp 9,4m/Min.

Gruss
Karl

Marc P.
Beiträge: 738
Registriert: 10.01.2016, 19:26

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von Marc P. » 07.11.2017, 09:28

Moin Karl,

kann man die 125 kHz zu 100% ausnutzen, oder sollte man Reserve einplanen?

Gruß Marc

Edit:
@ Reinhard
Ich hatte mir zu dem Thema neulich auch erstmal Nachhilfe von Karl geholt... Kann es sein, dass du durch deine Untersetzung mit 4 mm "Steigung" gerechnet hast? Die 5 mm Steigung bleibt aber ja erhalten.

So habe ich es verstanden:
4000 1 pro u / 5 = 800 Schritte pro mm.
125000 Hz / 800 = 156,25 mm/s * 60 = 9375 mm/s

Wenn man die Untersetzung nun mal außen vor lässt frage ich mich was sinnvoller ist:
4000 1/u um die (quadrierte) Encoderauflösung auszunutzen.
5000 1/u um bei 5 mm Steigung ein Schritt pro mü zu erreichen.
Karla #9 "Standard" mit TBI
- 2,2kW HF-Spindel, Powtran PI9130, WaKü
- 3x 1,9Nm Stepper, TripleBeast, ESS, C2D PC
- Zyklonabsaugung + Siemens, Vakuumtisch + Elmo-G SKV
- Win7Pro, Mach3 + SchmidtScreen
- Inventor+HSM, Autocad, Condacam

KarlG
Site Admin
Beiträge: 3950
Registriert: 22.12.2015, 22:17

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von KarlG » 07.11.2017, 10:31

Marc P. hat geschrieben:
07.11.2017, 09:28
kann man die 125 kHz zu 100% ausnutzen
Ja.
Wenn man die Untersetzung nun mal außen vor lässt frage ich mich was sinnvoller ist:
4000 1/u um die (quadrierte) Encoderauflösung auszunutzen.
5000 1/u um bei 5 mm Steigung ein Schritt pro mü zu erreichen.
Das kann bei Steppern und Servos durchaus unterschiedlich sein. "Kann" deshalb, weil ich nicht reinschauen kann, was im Controller intern passiert.

Die Überlegung: Servos brauchen den Encoder um ihre Position zu finden und das wird mMn. immer ungenauer sein (müssen) als die Encoderauflösung hergibt.
Stepper benutzen den Encoder um die Abweichungen zur Sollposition festzustellen und regeln erst dann nach (eingestellte Schwelle).
D.h.: Stepper sind normalerweise so genau/ungenau, wie sich die Schrittwinkelfehler auswirken und die Genauigkeit der Encoderauflösung schlägt erst zu, wenn die Abweichungsschwelle erreicht ist.

Weiterhin: Die absolute (Schritt-)Genauigkeit ist für uns eher uninteressant. Das ist ja meist nur <1µm. Interessant ist aber die "Linearität", also Gleichmäßigkeit der Mikroschritte - was sich gerade bei leichten Schrägen auswirkt und auch einen deutlichen EInfluss auf die Resonanzen hat.

Soll heißen: Ich GLAUBE, dass es von Vorteil ist, CL-Stepper mit einer höheren Einzelschrittauflösung zu fahren, als die Encoderauflösung hergibt; bei Servos ist das vermutlich nicht so. Sebastian wollte das ja mal messen.

Gruss
Karl

Marc P.
Beiträge: 738
Registriert: 10.01.2016, 19:26

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von Marc P. » 07.11.2017, 13:42

Danke für die Infos Karl. Es wäre wirklich hochgradig Aufschlussreich ein CL System per Laserpointertest mal gegen Servos antreten zu lassen. Da könnte man das oben geschriebene dann super in der Praxis Nachstellen und die Unterschiede verifizieren.

Gruß Marc
Karla #9 "Standard" mit TBI
- 2,2kW HF-Spindel, Powtran PI9130, WaKü
- 3x 1,9Nm Stepper, TripleBeast, ESS, C2D PC
- Zyklonabsaugung + Siemens, Vakuumtisch + Elmo-G SKV
- Win7Pro, Mach3 + SchmidtScreen
- Inventor+HSM, Autocad, Condacam

django013
Beiträge: 1706
Registriert: 18.01.2016, 17:12

Re: Kaufberatung: Erste eigene Fräse

Beitrag von django013 » 07.11.2017, 14:44

Moin moin,
Bei 4000/u und 5mm Steigung schafft man ...
Nun, ich schrieb doch, dass ich mittels Getriebe die Steigung auf 4mm reduziert habe.
Letzlich ist es egal, ob ich die Schritte pro Spindelumdrehung nehme, oder die Steigung pro Stepper-Umdrehung ...
Der Stepper hat 1,25 Umdrehung zu machen, damit die Spindel sich einmal dreht und damit die Steigungsstrecke von 5mm zurücklegt.
Anders herum werden bei einer Stepper-Umdrehung bzw. 4000 Schritten 4mm Wegstrecke zurück gelegt.
Wenn man die Untersetzung nun mal außen vor lässt frage ich mich was sinnvoller ist:
4000 1/u um die (quadrierte) Encoderauflösung auszunutzen.
5000 1/u um bei 5 mm Steigung ein Schritt pro mü zu erreichen.
Für mich ist die Regelung eines CL-Steppers nicht anders, als die Regelung eines Servos, auch wenn der Motor völlig anders angesteuert werden muss.
Die Regelung basiert auf der Rückmeldung des Encoders. Ein Encoderstrich kann mit 4 Flanken ausgewertet werden. Die Regelung kann aber nur bei einer Flanke aktiv werden, die Strecke zwischen zwei Flanken ist unbestimmt. Ein Stepper hat von sich aus nur 100 Positionen pro Phase (200 für die zweiphasigen und 300 für die 3phasigen), die fest stehen. Sobald also mit Mikroschritten gefahren wird, ist die Stellung der Motorwelle vom Zufall, dem Wetter und dem aktuellen Dax-Index abhängig.

Die Regelung über Encoderflanken funktioniert so, dass der Stepper den Befehl bekommt, eine Anzahl Flanken zu fahren. Ist das ausgeführt, dann hat der Motor eine "Flanke" die der richtigen Position entspricht. Wird nun die Motorwelle durch äußere Einflüsse bewegt, so kann die Regelung erst wieder aktiv werden, wenn eine neue Flanke auftritt.
Es gibt also einen Positionierungsfehler von ±einer Flanke, oder anders ausgedrückt, bei wechselnden Belastungen kann der Motor im schlimmsten Falle zwischen 3 Flanken oszillieren.

Nimmt man nun Mikroschritte, die keiner Encoderflanke mehr entspricht, gibt es keine Triggerpunkte für die Regelung. Man könnte auch sagen, die Schaltung rät die Zwischenstellungen, kann diese aber unter Last nicht halten, da sie nicht mitbekommt, wenn die Zwischenstellung nicht mehr stimmt.

Ich bin überzeugt, dass man bei CL-Steppern mit 1000er, 2000er und 4000er Auflösung gleichmäßige Schrittabstände bekommt. Gleichmäßiger als es ohne CL möglich wäre. Höhere Auflösungen als 4000 können wieder zu ungleichmäßigen Abständen führen.

Gruß Reinhard

Antworten

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 2 Gäste