Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Steuerungssoftware, CAM, 2D/3D CAD, G-Code Editoren
earright
Beiträge: 17
Registriert: 16.03.2017, 18:13

Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von earright » 06.03.2019, 21:19

Hallo,
Ich benutze an meiner Fräse folgendes Setup:
Mach3
ESS-Smoothstepper
BOB von Langenfeld (Parallel Interface 12/5
2,2 KW Chinaspindel
FU Nowforever D100
Dieses funktioniert zu meiner vollsten Zufriedenheit.
Jetzt wollte ich meinen Frequenzumrichter für meine Chinaspindel auch über Mach3 steuern.
Zur Sicherheit ist der FU noch nicht angeschlossen, ich kontrolliere das Signal erstmal mit einem Oszilloskop.
Dazu habe ich folgendes zugefügt:
Frequenzumrichter von Langenfeld zur Umsetzung PWM zu 0 – 10V (benötigt mein FU), angeschlossen an Port 2 vom ESS
Hierzu habe ich folgende Einstellungen in Mach 3 vorgenommen:
1. ESS Config geändert:
Port 2 Pins auf „Out“
Spindle auf PWM; Base Hz 1000
ESS_Config.PNG
2. Motor Outputs:
Spindel Enable
Step Pin 16; Step Port 2
Motor_Outputs.PNG
3. Spindle Setup:
Motor Control – Use Spindle Motor Output und PWM Control
PWMBase Freq. 1000
Minimum PWM auf 20%
Spindle_Setup.PNG
4. Motor Tuning:
Spindle: Steps per 1000; Velocity auf 60, Acceleration auf 200
Motor_Tuning.PNG
5. Spindel Pulley1:
Min 6000 Max 24000, Ratio 1
Spindle_Pulley.PNG
(3.97 KiB) Noch nie heruntergeladen
Nun passiert leider folgendes:
Steht die Spindelfrequenz in Mach3 auf 100%=6000U/min wird kein PWM Signal erzeugt wenn ich die Spindel einschalte.
Erhöhe ich die Spindeldrehzahl um eine Stufe (+500) und schalte dann die Spindel ein wird ein PWM-Signal erzeugt mit sehr kurzer Pulslänge (gesamte Periodendauer entspricht wie eingestellt den 1000 Hz)
Oszi001.png
Das würde einer viel zu langsamen Drehzahl entsprechen.
Erhöhe ich während die Spindel dreht um noch eine Stufe springt die Pulslänge auf die voreingestellte minimallänge von 20%.
Oszi002.png
Ich kann jetzt weiter erhöhen und die Pulslänge wird entsprechen größer und ich kann verkleinern bis minimal eingestellter Pulslänge.
Ich kann mir das Ganze nicht erklären. Wenn die Spindel nicht zuverlässig gestartet würde ist ein Crach vorprogrammiert.
Findet jemand den Fehler?
cnc-Fräse,ESS Smooth Stepper, Mach3

RobertD
Beiträge: 226
Registriert: 18.03.2018, 20:00

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von RobertD » 06.03.2019, 23:16

Ich kann gerade so viel sagen, dass du dein Motortuning raus nehmen kannst. Das interessiert nur für eine Servospindel und nicht bei einem HF Drehstrommotor.

Was du brauchst :

-PWM
Und
-Schaltsignal für den FU


Letzteres wird am besten über ein Relais gemacht. Signalspannung vom FU kommend auf das Relais und dann zurück auf den Signalkontakt für die Drehrichtung. Das Relais kann man dann über Mach3 steuern.

Die Pulslänge ist sekundär, entscheidend ist die gemessene Spannung am PWM Ausgang. Dafür reicht ein Multimeter. 100% Drehzahl sind halt 10V. Ich prüfe immer, ob bei 100% 10V und bei 50% Drehzahl 5V anliegen. Dann kann man von einem halbwegs linearen Verlauf von Drehzahlbefehl zu Drehzahl ausgehen.

earright
Beiträge: 17
Registriert: 16.03.2017, 18:13

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von earright » 07.03.2019, 19:46

Moin RobertD,

danke für die Antwort. Das mit dem Relais ist schon klar.

Die Pulslänge ist leider nicht sekundär. Durch den Frequenzumrichter wird die Pulslänge direkt in eine Spannung umgewandelt.
Das habe ich auch kontrolliert (leider nicht geschrieben).
Die Spannung ist direkt proportional zur Pulslänge.
5% Pulspausenverhältnis gleich 5% von 10V = 0,5V
100% -> 10V
cnc-Fräse,ESS Smooth Stepper, Mach3

reweCNC
Beiträge: 16
Registriert: 14.02.2017, 10:36

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von reweCNC » 09.03.2019, 19:36

RobertD hat geschrieben:
06.03.2019, 23:16
Letzteres wird am besten über ein Relais gemacht. Signalspannung vom FU kommend auf das Relais und dann zurück auf den Signalkontakt für die Drehrichtung. Das Relais kann man dann über Mach3 steuern.
Oder einfach einen Optokoppler (aus China-Relais-Modul geerntet) samt R und LED im durchsichtigen Schrupfschlauch. Tut bei mir ohne Probleme.
Mach3->VFD.png

human
Beiträge: 12
Registriert: 21.05.2018, 16:18

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von human » 16.03.2019, 17:19

Moin

so ein ähnliches Problem hatte ich auch, als ich verzweifelt versuchte meinen Servoregler mit PWM Signalen zu füttern.
Irgendwann bin ich noch mal über die Spec's des Servos gestolpert und da stand, PWM Min. 36,5 kHz und Max. 100 kHz.

Also habe ich an allen Spindeleinstellungen in Mach3 und im ESS gefummelt, bis ich dann in der Spindelconfig des ESS die PWM Base Hz auf 43000 rauf gesetzt habe. Danach hat der Servo sauber gedreht.
Vorher hatte ich mit den Oszi Frequenzen im ms-Bereich gemessen, danach im ns-Bereich.

Kann es sein, das dein FU auch eine Mindestfrequenz haben will?
Hast du schon mal die Base-Hz hoch gesetzt?

Gruß
Robert

earright
Beiträge: 17
Registriert: 16.03.2017, 18:13

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von earright » 17.03.2019, 15:54

Danke für den Hinweis,
der hilft mir vielleicht bei einem anderen Problem was ich hier noch nicht gepostet habe.

Inzwischen habe ich den FU angeschlossen und er macht was zu befürchten war (siehe oben).
Ich habe jetzt folgenden workaround:
Ich schreibe in den GCode am Anfang folgende Zeilen:

(2D-KONTUR1)
S12000 M3 / Spindel auf 12000 U/min einschalten
G4 P2 / warten für 2s bis Spindel hochgelaufen
S24000 /Spindelspeed auf 24000 U/min (oder entsprechend)
G4 P3 / warten für 3s bis Speed erreicht

Kann man das evtl. Automatisieren?
Ich benutze den Postprozessor: von cncrouterparts

Damit muss ich jetzt erstmal leben bis ich den Fehler gefunden habe.
Ich vermute ein defktes ESS (oder doch falsch eingestellt)
cnc-Fräse,ESS Smooth Stepper, Mach3

RobertD
Beiträge: 226
Registriert: 18.03.2018, 20:00

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von RobertD » 17.03.2019, 16:57

Schau mal in der Config beim Spindel Setup. Bei General Parameters kannst du die Wartezeit für Hochdrehen und abbremsen einstellen. Mach3 wartet dann die eingestellte Zeit bevor der nächste Satz ausgeführt wird. Also die Zeit eingeben, welche die Spindel braucht, um auf maximale Drehzahl zu kommen und dann bist du in der Richtung save.

Wenn du einen hohen Startwert brauchst, damit der FU reagiert ist irgendwo was falsch konfiguriert. Klar kann man jetzt im Postprozessor dahingehend rumspielen und da irgendwelche Wartemarken und andere Befehle reinschreiben für M3...aber das soll nicht die Lösung für das Problem sein, das wäre Pfusch und unter Umständen auch nicht Betriebssicher. Warum eigentlich nicht der Mach-Post?

Wie ich es in dem Manual erkenne muss über den analogen Eingang eine Spannung von 0-10V eingespeist werden. Zum Testen würde ich ein normales 10k Poti an den Inverter klemmen. Da dieser einen 10V ausgang besitzt kann man die Spannung für die Steuerung nehmen und mit dem Poti die Drehzahl regeln.
Gruß,
Robert

earright
Beiträge: 17
Registriert: 16.03.2017, 18:13

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von earright » 17.03.2019, 20:23

Hallo Robert,

danke, das mit dem Config beim Spindel Setup schaue ich mir morgen an, habe den Rechner gerade runter gefahren.
Was ich, solange mein Fehler (siehe unten) weiter besteht, automatisiert bräuchte wäre ein Starcode, den ich immer gleich dort hineinbekomme ohne es händisch zu kopieren.

nochmal zum Verständnis:
Mach 3 sendet den Speed an das ESS. Zum Beispiel mit S24000 und M3
Dann kommt aus dem ESS schon ein viel zu kurzes PWM Signal heraus.
Die Spannung die dann der PWM->Spg Wandler herausgibt ist dann natürlich auch zu klein.
Folglich stimmt die Drehzahl am FU nicht
PWM gemessen mit Oszilloskop und Spannung gemessen mit Multimeter (mit beiden kann ich umgehen :lol: )
Verändere ich nun den Speed (z.B. S20000), kommt aus dem ESS das richtige PWM Signal und dann natürlich auch die richtige Spannung aus dem PWM->Spg Wandler. und die Drehzahl stimmt auch.

Der Fehler liegt also entweder an Mach3 (meine Konfiguration) oder am ESS (defekt?).
cnc-Fräse,ESS Smooth Stepper, Mach3

RobertD
Beiträge: 226
Registriert: 18.03.2018, 20:00

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von RobertD » 17.03.2019, 21:48

Vielleicht liegt es auch an deinen BOB's ? Die 10eus würde ich nochmal investieren und ein billiges BOB mit PWM Onboard testen. Ich verwende 2 billige Platinen und eine davon steuert die Spindel.
Klar kann man bei so billigen Sachen keine Wunder erwarten, aber es funktioniert mit +/-1000rpm. Wenn die Drehzahl 100% stimmt ist es gut, wenn sie etwas abweicht aber auch nicht dramatisch, da man keine synchronisierte Bewegung zwischen Vorschub und Spindel fährt...Gewinde als Beispiel.
Gruß,
Robert

human
Beiträge: 12
Registriert: 21.05.2018, 16:18

Re: Mach3 und ESS Smoothstepper, Spindeldrehzahl problem

Beitrag von human » 18.03.2019, 00:06

Moin

ich denke nicht das dein ESS kaputt ist, sondern das die PWM Frequenz einfach noch zu niedrig ist.
Hast du jetzt mal an der Base Hz in der ESS Config und in Mach3 rum geschraubt?

Interessant finde ich zum Thema Spindelhochlauf und Nachlauf, das es dafür in Mach3 zwar die Möglichkeit gibt, diese zu beeinflussen,
aber es gibt keine Verzögerungseinstellung wenn man im NC Programm mal die Drehzahl extrem verändert z.B. von 25000 auf 1000.
Allerdings könnte man dann im spindlespeed.m1s noch ein delay einbauen.

Der Frequenzumrichter von Langenfeld ist nicht zufällig dieser?
Wenn ja, hast du mal den Jumper J1 verändert und J2 auf PWM-Modus gesetzt?


EDIT: vielleicht solltest du dir auch mal das aktuelle Plugin vom ESS hier laden. Deins scheint schon ein älteres zu sein.

Gruß
Robert

Antworten

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 18 Gäste