Encoder CNC Drehbank

Motioncontroller, Endstufen, mechanische/induktive Endschalter etc.
nachtfalke0126
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von nachtfalke0126 » 17.08.2018, 08:38

Auf noch eine Frage möchte ich noch eingehen.

Meine Drehmaschine hat ja keinen FU sondern nur den originalen Bürstenmotor den ich mittels Poti händisch in der Drehzahl regeln kann. Die Maschine wurde orginal mit diesem Motor ausgeliefert und nachdem ich die Riemenspannung etwas überarbeitet habe erwies er sich als vollkommen ausreichend.

Wenn ich einen Gewindezyklus schreibe muss ich ja im Programm die Drehzahl eingeben. Diese Eingabe ist jedoch vollkommen irrelevant für das Gewinde schneiden an sich da Mach 3 Drehzahlabweichungen selbstständig korrigiert!
Wenn ich z.B. ein M20x1.5 Gewinde drehen will und ich im Programm 300 Umdrehungen programmier, mein Programm jedoch in Wirklichkeit mit 400 Umdrehungen läuft wird es durch den Encoder in Mach 3 logischerweise angezeigt und der Vorschub selbstständig korrigiert Sodas am Ende trotz der höheren Drehzahl wieder ein M20x1.5 Gewinde rauskommt.
Diese Korrektur beschränkt sich natürlich in der Hinsicht das ich jetzt nicht ein M20 Gewinde mit 2000 Umdrehungen drehen kann da die Motoren hier von der Vorschub Geschwindigkeit nicht mehr mitkommen.
Diese Korrektur funktioniert auch während des Gewindeschneidens, jedoch immer mit einer kurzen Verzögerung...

nachtfalke0126
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von nachtfalke0126 » 17.08.2018, 08:48

Wieso sollte Mach denn die Pos. nicht finden? Wenn du mit ner Fräsmaschine einmal Referenz fährst, findet die auch jeden Punkt im Raum. Macht die Drehe auch nicht anders.
Verdrehst du händisch die Leitspinden und sorgst so für Schrittverluste, ist auch dein nächstes Gewinde kaputt. :)
Das ist richtig. Ich meinte auch die Anfangsposition der Antriebsspindel. Wenn man sich das Backenfutter mit einer Gradanzeige vorstellt und der Sicherheitsabstand identisch ist wird der Anfangspunkt, also wo die erste Flanke des Gewindes beginnt, immer bei FIKTIV 0 Grad sein.
Wenn ich bei den Schrittmotoren, warum auch immer, Schrittverlust erzeuge versetzt sich die Anfangsposition der Flanken und ich schneide quasi die Flanken breiter. Ergo Gewinde ist Schrott.
Aber dazu müsste ich einen Crash fahren...

Stud54
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von Stud54 » 17.08.2018, 08:51

nachtfalke0126 hat geschrieben:
17.08.2018, 08:48
Wieso sollte Mach denn die Pos. nicht finden? Wenn du mit ner Fräsmaschine einmal Referenz fährst, findet die auch jeden Punkt im Raum. Macht die Drehe auch nicht anders.
Verdrehst du händisch die Leitspinden und sorgst so für Schrittverluste, ist auch dein nächstes Gewinde kaputt. :)
Das ist richtig. Ich meinte auch die Anfangsposition der Antriebsspindel. Wenn man sich das Backenfutter mit einer Gradanzeige vorstellt und der Sicherheitsabstand identisch ist wird der Anfangspunkt, also wo die erste Flanke des Gewindes beginnt, immer bei FIKTIV 0 Grad sein.
Wenn ich bei den Schrittmotoren, warum auch immer, Schrittverlust erzeuge versetzt sich die Anfangsposition der Flanken und ich schneide quasi die Flanken breiter. Ergo Gewinde ist Schrott.
Aber dazu müsste ich einen Crash fahren...
Ja klar...es geht ja nur darum, dass es nix besonderes ist, das Mach das macht. :)

nachtfalke0126
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von nachtfalke0126 » 17.08.2018, 08:59

Ich hoffe das ich das so halbwegs verständlich erklärt habe :wf

Es ist auch egal ob ich die Antriebsspindel händisch verdrehe da diese Positionsveränderung natürlich auch in Mach 3 erkannt wird. Es ist somit egal ob ich beim Prüfen des Gewindes mit einer Mutter die Antriebsspindel verdrehe, beim nachschneiden findet das Messer trotzdem wieder die richtige Anfangsposition.

So ist es auch möglich Innengewinde mittels Gewindebohrer im Schnellwechselfutter zu schneiden da bei Änderung der Drehrichtung und absenken bzw. hochfahren der Drehzahl der Vorschub automatisch korrigiert wird.
Ist ja das gleiche Problem wenn ich bei einer Fräsmaschine mittels Gewindebohrer die Gewinde schneide. Da muss das Umschalten des Motors ja auch wieder korrigiert werden.

fliegerkind
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von fliegerkind » 17.08.2018, 11:18

So kann ich damit schon mal leben, und ich fasse für mich selbst und für andere Einsteiger, die eventuell hier mitlesen, zusammen:

Das Indexsignal, welches Mach3 erkennen kann, ist nur eines pro Umdrehung, doch die Wegstrecke im Vollkreis ist berechenbar und genau das macht Mach3. Diese Information deckt sich für mich auch mit Reinhards Ausführungen. Solange keine Drehzahlverluste durch Überlast (ich habe einen 0,75kW Drehstrommotor) passieren, kommt es zu keinen Falschpositionierungen und die Gewinde gelingen.

Was habe ich sonst noch an Informationen zusammengetragen:

Man liest in den diversen Themen im Internet, daß das Indexsignal eindeutig sein muss. Immer wieder wird beschrieben, dass es dann zu Fehlern kommt, wenn die Signalflanke unsauber ist, oder gar zu kurz ausfällt. Auch im Mach3-Handbuch steht, wie man diese Mindestlänge berechnen muss. Auch soll man nur eine einzige Flanke im Vollkreis machen, die diversen Bilder und Videos im Internet, wo man beispielsweise 4 Flanken auf selbstgebastelten Indexscheiben sieht, sollen eher kontraproduktiv sein.

Inzwischen neige ich nach vielen Recherchen zu diesem Thema mehr und mehr dazu, dass das Signal einer Gabellichtschranke mit einer selbsterzeugten Scheibe auf der Hauptspindel (in den ich einen Signalbereich reinfräse) die optimale Lösung sein wird. Induktive Näherungsschalter werden dafür generell eher nicht geliebt, das entstehende Signal soll zu unsauber sein. Ich habe auch schon gesehen, dass manche mit auf der Hauptspindel aufgeklebten Magneten arbeiten, das soll auch erfolgreich funktionieren, wenn der Magnet lange genug ist. So ein Profi-Encoder mit Preisen von => 100 Ocken ist mir vorerst zu teuer, wenn die vielen Impulse bei Mach3 ohnehin nichts nützen. Ich kann das dann notfalls noch immer nachrüsten. Ein interessanter Ansatz kommt von einem meiner persönlichen Freunde, der ein Arduinofreak ist, er würde mir das Signal mit einem Arduino verbessern bzw. so anpassen, dass es für Mach3 optimal ist.

Abschließend großen Dank an alle Beteiligten, insbesondere Michael, und natürlich an Reinhard, der vom ersten Tag in diesem Thema sein Fachwissen einbrachte. Ich weiß jetzt mehr, als ich vorher erwartet hatte.

Heini

Stud54
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von Stud54 » 17.08.2018, 12:14

Es gibt auch Leute, die nehmen nen Hall Endstop aus dem 3D Druck Bereich, wie den vom Angelo.
https://youprintin3d.de/hardware/endsto ... 5volt.html

Mit dem und nem Magnet Duchmesser 1mm, 0.5mm dick, hab ich schon ne digitale Zündung aufgebaut. Drehzahlen bis 8000 werden sauber erkannt und die Flanke steht wie ne eins.

https://m.facebook.com/story.php?story_ ... 0563501799

django013
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von django013 » 17.08.2018, 15:45

Moin moin,
Man liest in den diversen Themen im Internet, daß das Indexsignal eindeutig sein muss. Immer wieder wird beschrieben, dass es dann zu Fehlern kommt, wenn die Signalflanke unsauber ist, oder gar zu kurz ausfällt.
Yepp - aber um das zu verstehen, muss man sich etwas Gedanken drüber machen.
Wann kann denn ein Indexsignal uneindeutig werden, oder gar einen Puls verlieren?
Ich behaupte mal, dass beides nur dann entstehen kann, wenn man eine zu geringe Schaltspannung und/oder schlechte Verkabelung einsetzt.
Bei den induktiven Schaltern ist es gut, möglichst die erlaubte Schaltspannung auszureizen. Wenn so ein induktiver Näherungsschalter mit 4-32V betrieben werden kann, dann geht das mit 5V - und es ist scheinbar die sinnvollste Lösung, weil man kein extra Netzteil braucht.
Wenn man sich allerdings anschaut, wie sich mögliche Störeinflüsse auswirken, dann leuchtet es schnell ein, dass eine externe Störung von 1V bei 5V viel höheren Anteil hat, als bei 30V. Wer also sowieso seine Motoren mit 24V betreibt, sollte diese Spannung verwenden und wer die Motoren mit 48V betreibt, kann die 30V über einen Widerstandsteiler erzeugen. Die induktiven Schalter brauchen nicht viel Strom, somit dürfte ein Widerstandsteiler gut genug als Spannungsquelle sein.

Was die unsaubere Schaltflanke anbelangt, so kann dies bei einer zu schwach ausgelegten Spannungsquelle passieren. Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt alle Motoren gleichzeitig Dampf brauchen, könnte die Spannung am NT einbrechen. Auch hier zeigt sich, dass das Betreiben der induktiven Schalter mit 5V die schlechteste Variante ist.
So ein Mikrocontroller hat feste Spannungsgrenzen, über die ein Pegel erkannt wird. Bei einem Atmega der mit 5V betrieben wird, sind das vielleicht 3,7V - alles was darunter liegt, wird als 0 angesehen. Erst wenn die Spannung am Pin über die 3,7V geht, dann wird es als 1 angesehen.
Wenn jetzt ne lange Leitung, ein schwaches NT und eine externe Störung ungünstig zusammen kommen, kann ein Schaltungssignal schon mal nicht erkannt werden.
Wer also in EMV-verseuchter Umgebung die Schalter nur mit 5V betreiben kann / will, sollte unbedingt Logikbausteine mit Schmitt-Trigger zwischen Schalter und Mikrocontroller schalten. Besser ist es jedoch, die Schalter mit 30V oder so zu betreiben. Damit ist eine Störung fast unmöglich.

Wie man in einem Video von Michael sehen kann, läuft die originale Drehzahlerfassung über einen induktiven Näherungsschalter. Wer keine Angst vor elektronischen Basteleien hat, kann sich also die Anschaffung eines teuren Encoders sparen. Bustreiber oder Spannungsfolger ermöglichen eine Signalverteilung ohne Nebenwirkung auf zwei Abnehmer.

Bei manchen induktiven Schaltern liest man, dass die max. mit 500-700 Hz betrieben werden können.
Hobbydrehen drehen meist bis 2500 U/min. Nehmen wir mal 3000 U/min - das sind umgerechnet 50 Hz - also Faktor 10 als Sicherheit bei den induktiven Schaltern. Gibt also keinen Grund, sich in Unkosten zu stürzen ;)
In einer Umgebung, wo Ölnebel und Staub auftreten können, halte ich die induktiven Schalter für robuster, als optische.

Gruß Reinhard

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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von nachtfalke0126 » 17.08.2018, 17:16

Freut mich das hier fleißig diskutiert wird.
So lerne ich auch noch etwas dazu :dh

Wie ich schon gesagt habe ist meine Lösung sicher nicht die beste...

Da ich früher in einem anderen Thema schon fleißig diskutiert habe hier noch der Beweis das Mach 3 die Drehzahl zum Vorschub selber korrigiert (Natürlich falsch, der Vorschub ändert sich wenn ich die Drehzahl händisch ändere :D ). Für viele von euch ist das natürlich e klar aber wie gesagt zeige ich es eher für Einsteiger so wie ich einer bin :D


https://youtu.be/-N5RHg5Rpzk

:popcorn:
Zuletzt geändert von nachtfalke0126 am 17.08.2018, 18:12, insgesamt 1-mal geändert.

django013
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von django013 » 17.08.2018, 18:06

Moin Michael,
hier noch der Beweis das Mach 3 die Drehzahl zum Vorschub selber korrigiert.
Das ist leider nicht wahr.
Wenn wir Dein Video anschauen, dann zeigt es, dass mach3 den Vorschub der Z-Achse an die Drehzahl anpasst. Die Drehzahl selbst wird von mach3 nicht verändert. Wenn mach eine Drehzahl-Regelung hätte, könntest Du am Poti während des Gewindeschneidens die Drehzahl nicht reduzieren :)

... und das ist genau der Punkt, über den sowohl hier, als auch im mach-Supportforum diskutiert wurde und wird.

mach hat keine PID-Regelung für die Spindel (Drehzahl). mach kann die Drehzahl auswerten (im Rahmen seiner Kommunikationsfrequenz, also 10 Hz für mach3 und 40 Hz für mach4) und den Vorschub der Z-Achse daran anpassen.
Diese Funktionalität steht außer Frage.
Was aber nicht geht, ist die Drehzahl oder auch den Vorschub an Drehzahlabweichungen anzupassen, die schneller als die Kommunikationsfrequenz sind, also wenn beim Stahl ein hartes Korn getroffen wird und somit die Drehzahl kurzfristig einbricht. Ähnliches könnte bei Holz viel häufiger auftreten.
... aber wer schneidet schon ein Gewinde in Holz :D

Gruß Reinhard

nachtfalke0126
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Re: Encoder CNC Drehbank

Beitrag von nachtfalke0126 » 17.08.2018, 18:10

Ach sorry, da habe ich mich vertippt :D

Ich meine natürlich genau umgekehrt, wenn ich die Drehzahl händisch ändere korrigiert sich natürlich der Vorschub...

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