AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Motioncontroller, Endstufen, mechanische/induktive Endschalter etc.
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Bobe
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AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Bobe » 07.12.2018, 21:06

Hallo Leute,
bin neu hier im Forum und möchte mich deshalb kurz vorstellen.
Mein Name ist Robert Steigerwald alias Bobe ich bin 42 Jahre, komme aus Wertingen in Bayern und bin von Beruf Maschinenbauingenieur.
Mein Hobby ist der RC-Modellbau und alles was mit Zerspanung einher geht.
Wie die meisten hier habe ich eine Alu-"Käsefräse" gesteuert über Mach3,Smoothstepper und Schrittmotoren.
Weil meine Fräse bei Alu hustet und bei Stahl kollabiert habe ich mir für kleines Geld eine Hermle PF 1000 zugelegt.
Die Steuerung ist komplett defekt und muss somit neu gemacht werden.
Serienmäßig lief die Maschine mit DC-Servos und Glasmaßstäben als Wegrückführung.
Die Maschine hat leider keine Kugelumlaufspindeln und die Motoren sind über Kegelräder angeflanscht.
Deshalb ist eine Wegrückführung über Glasmaßstäbe unbedingt notwendig.
Ich möchte die Maschine auf AC Servos umrüsten. z.B. diese hier.
https://de.aliexpress.com/store/product ... 2ce1OO3Enh
Ich habe schon ein paar Beiträge gelesen wo das Ganze mit Linux CNC und jede menge Elektronik realisiert wurde.
Ich bin aber mehr so der Windows Typ und von Elektronik hab eher wenig Ahnung.
Gibt es eine Möglichkeit das mit Mach 3 und Smoothstepper zu realisieren?

Meine Idee hierfür ist, an die oben genannten AC Servoendstufe anstelle des Drehencoders des Motors eine Glasmaßstab anzuschließen.

Das hätte den Vorteil, dass die ganze Regelung in der Endstufe statt findet und man wie gewohnt nur Schritt/Richtungs-Signale einspeisen muss.
Das Tuning der Endstufe wird sicher etwas aufwendiger sollte bei derart großem Leistungsüberschuss aber funktionieren.
Was meint ihr könnte das funktionieren.

Danke für eure Hilfe
Gruß Bobe

Stud54
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Stud54 » 07.12.2018, 21:14

Juhu....

Also du bist ja jetzt nicht weit weg von mir, gute 45 min Autofahrt.

Linuxcnc schreckt am Anfang ab, ist aber hinten raus wirklich eine gute Lösung.
Dein Plan wird so nicht aufgehen, du brauchst die Auswertung der Glasmaßstäbe direkt in der Steuerung, nicht in den Endstufen.
Die können nur die Lageregelung, mehr nicht.

Gruß

Tilman
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Tilman » 07.12.2018, 22:27

Ich würde in LinuxCNC auch kein Hindernis sehen. Ich habe damals erst mit Mach 3 herumprobiert und fand es unterirdisch. LinuxCNC ließ sich wesentlich komfortabler einrichten und setzt kaum Grenzen. Sämtliche Konfiguration steht in Quasi-Klartext in einer Handvoll Dateien. Das Wiki bietet massenweise Grundwissen und was dort nicht steht, weiß irgend jemand im Forum mit Sicherheit.

Viele Grüße
Tilman

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Bobe
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Bobe » 09.12.2018, 21:35

Stud54 hat geschrieben:
07.12.2018, 21:14
Dein Plan wird so nicht aufgehen, du brauchst die Auswertung der Glasmaßstäbe direkt in der Steuerung, nicht in den Endstufen.
Die können nur die Lageregelung, mehr nicht.
Dass das zu einfach wäre um zu funktionieren war mir fast klar, aber wo genau ist mein Denkfehler?

Bekommt die Servomotorendstufe bzw. Servo-Regeleinheit als Steuersignal X-Schritte so wird sich der Motor so lange drehen bis die Regeleinheit vom Drehencoder Y Encodersignale empfangen hat wobei X direkt proportional zu Y seien sollte.
Ist der Drehencoder des Motors ein ganz gewöhnlicher Inkrementalencoder so sollte er doch genau die gleichen Signale wie ein handelsüblicher inkrementeller Glasmaßstab erzeugen.
Da die mechanische Kopplung über Maschinentisch, Spindel, Ritzel bis zur Motorwelle natürlich viel weicher und somit indirekter ist als die direkte Verbindung zur Motorwelle wird die Programmierung des integrierten PID-Regler natürlich sehr viel schwieriger vielleicht sogar unmöglich.
:roll: :roll: :roll:

Stud54
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Stud54 » 09.12.2018, 22:12

Ok. Dann ein paar Dinge, an die du vielleicht nicht gedacht hast.

Das Homing z.B. Das wird bei GMS über deren Indexsignal gemacht. Jeder GMS hat min. 1 Indexsignal, lange GMS 2 oder 3.
Das muss zur Steuerung, wird über ne Interfacekarte erledigt. In Linuxcnc kein Thema.

Normales Homing wie bei deiner Käsefräse kannst du bei der vergessen, zu ungenau.

Dann mal zurück zu deiner Idee. Dazu musst du mehr über Servos lernen und auch über deren Regelung.

Du denkst jetzt erstmal an Takt/Richtung. Das nennt sich Positionsregelung. Hier schickst du Takt/Richtung zum Servoregler, der macht diese Schritte und gut. Kann der Motor diese nicht ausführen, warum auch immer, geht der auf Störung. Die Steuerung bekommt davon nix mit.


Für einen Verbund aus GMS und Servo macht aber nur eine Geschwindigkeitsregelung wirklich Sinn.
Hier wird der GMS direkt in die Steuerung eingebunden und die Anzeige, dein DRO der Achse, zeigt dem tatsächlichen Wert, den die Achse fährt.
Der Servo bekommt jetzt zwar auch Takt/Richtung, aber die Steps bestimmen hier nur die Geschwindigkeit. Viele Steps=hohe Drehzahl, wenige Steps=niedrige Drehzahl.
Wann diese aufhören, wie viele gesendet werden usw. bestimmt jetzt die Steuerung (Linuxcnc) und der interne PID. Der GMS ist hier jetzt das Meßsystem. Jeder mm auf der Anzeige wird auch wirklich gefahren, jede Abweichung bekommt die Steuerung mit und geht notfalls auf Störung.

Sinnvoll geht es eigentlich nur so. Auch wenn du das jetzt nicht hören willst, Mach 3 ist hier absolut fehl am Platz, weil andere Liga.

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Bobe
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Bobe » 11.12.2018, 17:31

Ja gut danke,

hab ich wieder was gelernt. :fumb
hab mal ein wenig recherchiert es gibt ja doch einige Motioncontroler die GMS Signale auswerten.
Ob die jetzt mit LINUX CNC, Mach 3 oder sonst einer Software arbeiten ist ja zunächst egal.
Die einen geben zur Geschwindigkeitsregelung Schritt/Richtung aus andere +-10 Volt.
Die geplanten Servoendstufen können beides.
Was ist besser oder wo liegen die Vor und Nachteile.

Danke für eure Geduld

Stud54
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Stud54 » 11.12.2018, 17:58

Du musst jetzt einfach weg von dem Gedanken....ich schicke ein paar Signale v8n meiner Steuerung zu den Reglern und das wars.

So wird das leider nix. Nicht im Verbund mit GMS und einer sauberen Regelung über diese.

Dir das hier jetzt alles via Text näher zu bringen, dass wird von mir aus nix. Da trifft man sich lieber mal und bequatscht das.

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Bobe
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Bobe » 11.12.2018, 21:06

@Stude54
Super Danke für das Angebot.

Da du ja nicht weit weg wohnst bietet sich das an.
Habe die Maschine erst bekommen und muss die erst einmal mechanisch auf Vordermann bringen.
Steht momentan in der Garage muss die 1,5 Tonnen auch erst mal in den Keller bekommen. :oops:
Dazu muss ich die komplett zerlegen und dann quasi neu aufbauen.
Die Regelung über GMS erspart mir zumindest schon mal die teuren Kugelumlaufspindeln.

Schade dass das mit Mach3 nichts wird hab mich da echt gut eingearbeitet.
Habe gesehen dass die Firma Tormach neuerdings auch mit Linux in Verbindung mit einer Mesa Karte arbeitet.
Die haben nämlich eine sehr schöne Oberfläche (Pathpilot)
Das könnte mir schon gefallen.
Hat da schon jemand Erfahrungen?

Gruß Bobe

Stud54
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Stud54 » 11.12.2018, 21:10

Das würde ich jetzt mal anders betrachten. KGS würde ich schon verbauen, wenn es günstig was gibt und es der Platz zulässt. Sind da original 3 Motoren für XY und Z verbaut?

Die Oberfläche gibts schon lange...Gmoccapy find ich persönlich aber am Besten.

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Bobe
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Re: AC Srvos mit Glasmaßstab als encoder

Beitrag von Bobe » 11.12.2018, 21:31

Platz ist da jede Menge.
Die Maschine wurde 1982 als CNC Maschine ausgeliefert und hat somit sehr genaue Spindeln, Führungen und Heidenhein GMS
Das sind viergängige Sondergewindespindeln Durchmesser 32mm mit extrem aufwändig vorgespannten Muttern.
Die sind schon gut um die zu ersetzen bräuchte ich schon geschliffene C5 Spindeln da ist man schnell mal bei einem Tausender pro Achse.
Ja natürlich hat die für jede Achse einen eigenen Motor. Ein Motor wiegt ca. 30Kg :D nur leider sind das DC Servos mit Permanentmagneten und werden deshalb auf jeden Fall durch 3,5KW AC Servos ersetzt.
Leider kann ich hier keine Bilder einstellen aber du kannst ja mal nach Hermle PF 1000 googeln.

Gruß Bobe

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