Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Motioncontroller, Endstufen, mechanische/induktive Endschalter etc.
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Wandoo1980
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Wandoo1980 » 06.08.2017, 09:47

Moin
tingelbobber hat geschrieben:
05.08.2017, 18:19
Ich bin gespannt was die Motoren können tatsächlich können, Endstufe, Encoder und Motor in einem für ca 120€ ist schon interessant. Machst du noch ein Video ?

Grüße
Wenn die So laufen wie ich das gern hätte, gibt es ein Video noch bevor die auf die Beiden anderen Achsen gedreht werden ;) Dann kann ich die auch mal in die Kamera halte. Die Z-Achse wird wohl die letzte sein, die ihren Servo bekommt.
KarlG hat geschrieben:
05.08.2017, 19:10
@Sebastian: hast Du eigentlich schonmal das Festlager geprüft? Nicht, dass die Laufgeräusche von da kommen und die Spindelmutter völlig unschuldig ist...
Darüber hatte ich auch schon nachgedacht, mich aber noch nicht weiter mit beschäftigt. Im Grunde könnte ich mir vorstellen, dass die Lager als erste aufgeben bzw. sich die Kugeln in die Flanken bohren. Das verhalten kenne ich von kleinen Lagern, die dann auch "Brummen". Ich werde mir das heute mal anschauen, bzw. das Lager mal ausbauen. Ich habe noch ein weiteres hier Rumfliegen. Das kann ich dann ja mal Tauschen.
django013 hat geschrieben:
06.08.2017, 07:20
Moin Sebastian,

gibt es eine Information über den verbauten Encoder?
Laut Handbuch heißt es ja von bis und im Angebot finde ich überhaupt keine Aussage zum Encoder ...

Gruß Reinhard
Das kann ich gleich mal nachschauen. Dazu steht etwas bei 4.1 in der Parameter List. Das ist durch den Hersteller eingestellt. Also brauche ich an entsprechender Stelle nur den Wert raussuchen. Ich gehe aber davon aus, dass sie wie die Leadshine CL-Stepper auch einen 1000er haben der per Quadratur eine 4000er Auflösung macht.

Bei den "Großen" 400W von JMC, mit externer 230V Endstufe, hast du nen 20bit Encoder, das weis ich deswegen, weil ein guter Bekannter so einen zu Testzwecken hat ;) Da braucht es dann aber auch schon einen Smoothstepper oder eine IP/S um so einen Encoder überhaupt ausreizen zu können. Und vor allen Dingen verflucht gut geschirmte Kabel um keine Störungen zu bekommen, bei der feinen Auflösung.

Grüße, Sebastian
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Wandoo1980
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Wandoo1980 » 06.08.2017, 12:56

So, ich bin wieder aus den Tiefen meines Kellers aufgetaucht.

@django013
Ja, es sind 1000er Encoder die per Quadratur auf 4000 Schritte pro Umdrehung gebracht werden.

Ich habe jetzt die Regelung soweit im Griff, dass ich folgende Werte erreichen kann:

24000mm/min (ja, richtig, ich habe da keine 0 zu viel ;) ) auf der langen Achse
4000mm/s² :wf

Steif wie ein Brett. Wenn ich am Handrad in 1mm Schritten fahre, dann rüttelt es die ganze Fräse durch.
Sie steigen aber beim mutwilligem Verdrehen früher aus als die Stepper, halten aber härter dagegen.
Im Oszi des Programms kann man ganz leichtes Überschwingen feststellen. Das bekommt man sicherlich noch in den griff, bewegt sich aber in einem Bereich den auch die Leadshine produzieren.

Ich habe mich mal Spaßeshalber mit voller Kraft gegen das Portal gestemmt. Da ist nix zu holen! Ich wiege 90kg und hab wirklich alles versucht. Die Servos bekomme ich nicht zum verdrehen.

Wo ist als der Haken? Naja..... Ich habe ja noch 2 Leadshine Endstufen im Schaltschrank...... die hängen alle an einem Netzteil.... Wenn ich aus 24000mm/min mit 4000mm/s² bremse, bekommen die ne fette Überspannung auf den Kopf und steigen aus.
Wie ich aber schon einmal schrieb, ist das nur ein Extremtest um mal zu gucken was die kleinen so können. Bei diesen Manövern ist die Spindel am Ende und die Maschine auch. Die springt nämlich von ihrem Platz........

Jetzt steht der Umbau der Achsen auf die Servos an :) Vorher muss ich aber noch 2 weitere Netzteile kaufen ;)

Aktuell sehe ich bei einem Stückpreis von 133 Euro, inklusive Versand und Zoll (Bei Abnahme von einem 3er Set) keinen Grund mehr die Leadshine zu kaufen. Außer vielleicht der höhere Aufwand beim Parametrieren. Die sind Werkseitig recht "Weich" eingestellt.

Jetzt bleibt es nur noch spannend wie die sich beim Fräsen verhalten. Das ist der letzte noch ausstehende Test.

Grüße, Sebastian
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django013
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von django013 » 06.08.2017, 14:36

Ja, es sind 1000er Encoder die per Quadratur auf 4000 Schritte pro Umdrehung gebracht werden.
Demnach sind max. 4000 Mikroschritte das Feinste/Kleinste, was sinnvoll ist.
Da die Endstufe aber auf 250kHz limitiert ist, sind in der feinsten Auflösung max. 15m/min möglich.
Für die 24m/min muss man also entweder die Auflösung reduzieren, oder die Endstufen außerhalb der Specs betreiben. Ob letzteres langfristig möglich wäre, müsste man überprüfen ;)
Wenn ich aus 24000mm/min mit 4000mm/s² bremse, bekommen die ne fette Überspannung auf den Kopf und steigen aus.
Mit einer satten Überspannung auf der Sekundärseite kannst Du jedes Netzteil über den Jordan schicken.
Da sollte man sich noch eine geeignete Schaltung überlegen, um diese Spannungsspitzen gefahrlos vernichten zu können. Die kann ja nur in Wärme umgewandelt werden und die Wärme muss ja auch irgendwo hin ...

Gruß Reinhard

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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Wandoo1980 » 06.08.2017, 15:24

django013 hat geschrieben:
06.08.2017, 14:36
Ja, es sind 1000er Encoder die per Quadratur auf 4000 Schritte pro Umdrehung gebracht werden.
Demnach sind max. 4000 Mikroschritte das Feinste/Kleinste, was sinnvoll ist.
Da die Endstufe aber auf 250kHz limitiert ist, sind in der feinsten Auflösung max. 15m/min möglich.
Für die 24m/min muss man also entweder die Auflösung reduzieren, oder die Endstufen außerhalb der Specs betreiben. Ob letzteres langfristig möglich wäre, müsste man überprüfen ;)
Ja natürlich geht das nicht, deswegen habe ich die Mikroschritte ja auch auf 1000 eingestellt ;)
Und auch dann hat man noch eine Auflösung von 0.005! Mehr als unsere ollen C7 und vermutlich auch C5 Spindeln zu reproduzieren in der Lage sind. Man darf nicht vergessen, dass mit gut eingestellten Servos keine Resonanzen auftreten, so wie das bei Steppern der Fall ist, nur weil man die Mikroschritte auf 1000 reduziert. Die haben kein Rastmoment.
django013 hat geschrieben:
Wenn ich aus 24000mm/min mit 4000mm/s² bremse, bekommen die ne fette Überspannung auf den Kopf und steigen aus.
Mit einer satten Überspannung auf der Sekundärseite kannst Du jedes Netzteil über den Jordan schicken.
Da sollte man sich noch eine geeignete Schaltung überlegen, um diese Spannungsspitzen gefahrlos vernichten zu können. Die kann ja nur in Wärme umgewandelt werden und die Wärme muss ja auch irgendwo hin ...

Gruß Reinhard
Wie gesagt, das ist ein Extrem beispiel um zu gucken was geht. Ich werde im laufenden Betrieb den Teufel tun und 24m Fahren...... Da ist auf 750mm keine Zeit mehr zu reagieren wenn was schief geht oder evtl. sogar Gliedmassen zu schaden kommen.

Grüße, Sebastian
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Bambusbjörn
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Bambusbjörn » 06.08.2017, 16:05

Hallo Sebastian.
Ich bin gespannt auf den finalen Test, wie sie sich beim fräsen bewähren. Ein großes Danke schonmal im vorraus. Richtig klasse das du dich da so reinhängst und für uns den Betatester machst.
Bisher sind die Dinger quasie schon gekauft.

Gruß
Daniel

django013
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von django013 » 07.08.2017, 05:37

Moin moin,
Man darf nicht vergessen, dass mit gut eingestellten Servos keine Resonanzen auftreten, so wie das bei Steppern der Fall ist, nur weil man die Mikroschritte auf 1000 reduziert. Die haben kein Rastmoment.
Hm, ja, das Rastmoment ist eine zusätzliche Fehlerquelle bei Steppern. Führt dazu, dass die Schrittlänge unterschiedlich sein kann (bei Einsatz von Mikroschritten).

Die prinzipbedingte Ungenauigkeit durch den Encoder haben CL-Stepper und Servos gemeinsam.
Ein digitaler Encoder erkennt eine Fehlpositionierung erst bei der nächsten Schaltflanke, d.h. man hat einen Positionierfehler von +- einem Schritt, also insgesamt 2 Schritte. Völlig egal, was man als Mikroschritt-Teiler angibt.
Demzufolge ist bei 4000 Mikroschritten der absolute Fehler am kleinsten.
Das wäre bei analogen Encodern anders ;)
... und es ist völlig egal, ob die Kugelspindel das umsetzen kann, oder nicht.

Allgemein gilt, dass sich die einzelnen Fehler addieren, weshalb es schon sinnvoll ist, jede Fehlerquelle so klein wie möglich zu halten.

Gruß Reinhard

Lars
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Lars » 07.08.2017, 06:44

Sebastian, wenn diese Servos doch relativ stromdurstig sind, wie sieht es mit der Erwärmung aus? Viel Wärmekapizität dürften sie mangels Masse ja nicht haben.
Mein Schrittmotor Leadshine CL wurde am Wochenende nach 45 Min mit dauernd 4500 mm/min schon etwas mehr als handwarm. Aber vermutlich war die Last auch recht hoch, der HSS-Fräser hatte nach dem Planen von 0,4 qm Glasfaserspachtel nur noch runde Nuten statt Schneiden, ein Wunder, dass er überhaupt noch Material weggenommen hat.

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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Wandoo1980 » 11.08.2017, 14:16

So denn,
nachdem ich ja so eine große Klappe hatte, muss ich ja auch mal liefen ;)
Leider hatte mich die Tage ein Virus flach gelegt.... Deswegen konnte ich nicht weiter testen.
Hier also das Ergebnis:
P1010110.jpg
Und hier mal kurz die Bearbeitung:

youtu.be/cJvytDuxcs4

Der Messerkopf ist ein 50mm mit SEKT-Platten und einer effektiven Schnittfläche von 45mm. Den habe ich mit 6000 1/min drehen lassen bei 40mm seitlicher und 0.5mm tiefen Zustellung. Gefahren bin ich beim Schrubben mit 700mm/min und im Schlichtgang mit 500.
Danach war ein neuer 6mm 1-Schneider von Sorotec an der Reihe, den habe ich mit 20000 1/min, 10mm tiefen und 0.5mm seitlicher Zustellung ums Werkstück gejagt, dabei war er 3000mm/min schnell, das ist ein fz von 0.15... und ja, der ist noch scharf ;)

Alles in allem kann man sagen, dass die Servos durchaus auch ohne Untersetztung in der Lage sind so eine Fräse wie meine mit, 2005er Spindeln und stark vorgespannten 35er Schienen anständig zu bewegen. G0 stand für den Test auf 14000mm/min und die Rampen wie auch bei den Leadshine auf 800mm/s²

Allerdings sind es echte Diven und die wollen anständig parametriert werden. Mit Plug and Play ist das nicht getan. Das was die als Standardeinstellungen haben, ist zwar gut, die können aber deutlich mehr!

Ich bin jedenfalls hoch zufrieden mit dem Ergebnis. Wenn man sie noch Untersetzt, kann man sicherlich noch eine Menge mehr aus den Servos holen und das für den Preis!

Grüße, Sebastian

Edit: Die Motoren werden nicht nennenswert warm und die Endstufen, die ja auf den Motoren sitzen, wurden grade Handwarm.
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Marc P.
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Marc P. » 11.08.2017, 19:17

Moin Sebastian,

was sagst du zum Fräsergebnis im Direktvergleich zu den closed loops?

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

KarlG
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von KarlG » 11.08.2017, 21:12

Moin,

danke für den Test - macht Lust auf mehr. :D

Wie ist aktuell die Stromversorung? Jeder Servo mit eigenem NT a wieviel Volt / Ampere?

Gruss
Karl

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