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

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

Beitrag von tschmitz » 13.06.2018, 07:26

tschmitz hat geschrieben:
12.06.2018, 21:42

Hi Udo,

das aber sicher nicht für Servos ... hat ja nur 5 Adern a 0,75 ... aber das ÖLFLEX FD CLASSIC 810 0026124 T500 müsste gehen ... 12 x 0.75 ...
ist auch erschwinglich: https://www.elektro4000.de/Kabel-Leitun ... :2139.html

Das würde mit 12 Polen und 10,6mm Aussendurchmesser hervorragend zu den WEIPU SP2111 / P 12 II passen, die ich inzwischen ebenfalls bestellt habe. Evtl. könnte man dann sogar vier Adern für die DC-Versorgung der Servos nehmen.

Was haltet ihr davon???
Hmm mir ist aufgefallen, dass das FD-CLASSIC 810 keine Schirmung hat ... setzt ihr für euere Servos geschirmte Kabel ein oder geht das auch ohne Schirm ohne Probleme?

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

Beitrag von Riese » 13.06.2018, 18:10

das im link gepostete hat keine Schirmung.

alle kabel ausser erdung in meiner liste mit Bezeichnung … CY sind mit Schirmung.

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

Beitrag von protator » 15.06.2018, 08:59

Bin nun auch schon seit einiger Zeit auf der Suche nach "dem" Kabel ... viel interessantes im Netz gefunden, nur schlüssig bin ich immer noch nicht so ganz.
Es gibt besonders bei den Hybridkabeln für Servos/Aktuatoren und Sensoren soo viele verschiedene Ausführungen und Normen, Konfusion>9000!
Hab bei der Recherche daher erstmal die Notbremse gezogen und meine Gedanken nach folgenden Fragen neu geordnet.

*Welche der Leitungen sind eigentlich störempfindlich und welche sind pot. Störquellen?
*Welche Querschnitte sind für welche Leitungen sinnvoll?

Hier meine Überlegungen und erlangtes Internet-Halbwissen:

RS232 scheint unkritisch zu sein, wenn die Pegel anständindig sind. Da billige Seriell-USB-Adapter mit reiner 3,3V Schaltung ohne step-up nicht zu funktionieren scheinen, hat JMC hier wohl kein "China-RS323" mit 1V-Schwelle gebastelt. Ich hab mir für die dauerhafte Verdrahtung der Datenleitungen jedenfalls ein 323>Usb-Hub mit externer 5V Versorgung rausgesucht.
Cisco hat wohl viel mit RS232 via RJ45 gemacht und da scheint ohne Probleme alles bis runter zu ungeschirmten DSL-Flachkabeln zu funzen.
Hauptsächlich mit 0,22 und 0,25mm Querschnitten.
Viele der erhältlichen Sensorkabel haben nur 0,14mm^2 und/oder 0,18mm^2 Adernpaare ... aber bei 10mA Strom sagt mein Taschenrechner nur wenige mV Spannungsabfall pro Meter voraus. Ich bin zu wenig Elektriker, um ne Ahnung zu haben, wie sich Impedanzen bei dieser Art Signal auswirken ... aber alles Schleppketten-taugliche mit einfacher Schirmung sollte hier mMn ausreichen.
Das einzige, was man nicht machen darf, ist ein nur zweiadriges Kabel zu nehmen und GND auf den Schirm zu legen. Signal-Masse sollte schon als separate Ader vorhanden sein.
(Naja, wer nicht permanent verdrahten und Telemetrie nutzen will, sondern nur ein einzelnes Kabel konfiguriert, um bei stehender Maschine Parameter zu ändern, der kann wohl auch den Schirm mißbrauchen. Aber zweiadrig geschirmt ist teurer als drei- oder vieradrig ungeschirmt, somit verfehlt's doppelt den Sinn^^)

Bei der Stromversorgung wundert es mich ehrlich gesagt, dass einige hier im Forum mit nur 0,5mm^2 verdrahten.
Wenn ich die Parameter der Endstufe richtig interpretiere, sind die Servos werkseitig auf dauerhaft 8A und kurzzeitig 10A begrenzt.
Die 30A im Spec-Sheet sind vermutlich das Maximum, das die Motorphasen bei vollen 60V abkönnen, bevor Rauch aufsteigt. Aber nur ne Vermutung.
Laut ein paar halbwegs glaubwürdiger YT-Videos gehen auch 10/15A bei 48V, womit dann 4000Touren unter Last machbar sein sollen.

Wie dem auch sei, bei 48V, 10A und 3m Länge hat ein Kabel mit 0,5mm^2 einen Spannungsabfall von 5%. Is nicht wenig.
Und wie in dem hier verlinkten YT-Video zu sehen ist, sind die Servos hungrig. Werkseinstellung, leichte Z-Achse, keine Schnittkräfte ... und trotzdem 6,5A+ beim Beschleunigen und fast 5A bei voller Drehzahl. Da dürfte den Kabeln im richtigen Betrieb etwas warm werden.
Die meisten Aktuator-Kabel unter 1mm^2, die ich gesehen habe, sind auch nur bis 30V freigegeben.
0,75 oder 1.0mm^2 sind mMn angemessener.

Voraussichtlich werde ich 48V und RS232 in ein Kabel packen. Es gibt viele bezahlbare "Servokabel" mit (2x1+2x(2x0.18)), (3G1+2x(2x0.14)), (3G1+2x2x0.25) usw..
Bei manchen sind die Steuerleitungen "nur" verseilt, aber die Mehrzahl hat für wenig Aufpreis ne doppelte Schirmung.

Unter "bezahlbar" verstehe ich übrigens einstellige Meterpreise. Wie hoch oder niedrig einstellig noch akzeptabel ist, muss halt jeder selber entscheiden. Auch bei nur 5-6€/Meter kommen mit noch ein paar guten Steckverbindungen schnell ein paar hundert Taler zusammen.
Aber Kabel sind mMn die Falsche Stelle für Einsparversuche. Wenn der Fräser in der Stirn steckt, weils Handy geklingelt hat, könnts das alte Rest NYM-Kabel in der Schleppkette gewesen sein^^.

Ein Kabel mit den übrigen 8(10) Adern zu finden, sollte nicht allzu schwierig sein.
Geschirmt sollte es sein, klar ... und verseilt sind vieladrige Sensorkabel fast grundsätzlich, aber es gibt in der für uns interessanten Größenordnung auch viele bezahlbare Optionen mit paarweiser Verseilung (TP-twisted pair) und teilweise doppelter Schirmung.

ALM ist - wenn ich das richtig verstanden habe - nur ein Schließer. Störempfindlichkeit rein davon abhängig, was man mit anstellt.
PED - nicht relevant, werds jedenfalls nicht auflegen
ENA - die meiste Zeit stromlos, dient bei Impuls dem Zurücksetzten des Alarms und bei Dauersignal dem Deaktivieren der Positionsregelung
DIR - Eingang, der nur alle paar Sekunden zwischen Hi und Lo wechselt ... stört also selber nicht (Oder?)
PUL - die einzigen Kontakte am Stecker mit hochfrequentem Signal. Bekommen von mir definitiv ein separat geschirmtes Adernpaar.

Die meisten 8-adrigen Kabel, die ich in die engere Wahl gefasst habe, haben zwei einfach und zwei doppel geschirmte Adernpaare.
Abgesehen von PUL weiß ich noch nicht, welcher Anschluß noch VIP-Behandlung von mir bekommt.
Naja, vermutlich DIR, auch wenn ich nicht glaube, dass der Eingang sehr empfindlich ist. Aber glauben heißt nicht wissen. Und ungewollte Richtungumkehr klingt gruselig.

Weiß hier jemand, was die Servos machen, wenn sie während des Betriebs einen Impuls auf ENA kriegen? Ignorieren die das, da ALM nicht gesetzt?

So, nach dieser Textwand fehlt mir die Zeit auch noch Kabel zu verlinken, aber Helu und Lapp haben eigentlich alles, was man sich wünschen und zusammensparen kann. Den Rest machen Google und Preissuchmaschine der Wahl.
Irgendwann werd ich eh nochmal nachreichen, welche Strippen es geworden sind.

Riese's Liste werd ich definitiv mal mit meinen Favouriten vergleichen.
Auch von mir ein "Danke für die Mühe"

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

Beitrag von Bastlerhh » 15.06.2018, 15:42

Habe beim anschließen meiner Servos ein Problem, sie laufen nicht.
Habe ein Pokeys57cnc (Pin siehe https://blog.poscope.com/pokeys57cnc-pinout-explained/) habe die Step/dir/ Enable an den Servos angeschlossen (Step+/dir+/Enable+) die andere Seite(dir- etc .) an gnd. Jetzt sehe ich aber bei den Servos das Dir+/Step+ etc alle auf Plus gehen ( sind ja gebrückt) . Ich hab die Servos also falsch angeschlossen, denke ich. Wenn ich das richtig sehe muss ich bei den Servos Dir+ etc. alle auf plus legen und die Anschlüsse Dir/Step/Enabel kommen dann vom Pokeys auf die Servos? Richtig oder falsch?
Gruß willi
Gruß Willi

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

Beitrag von KarlG » 15.06.2018, 16:07

Moin,
protator hat geschrieben:
15.06.2018, 08:59
Weiß hier jemand, was die Servos machen, wenn sie während des Betriebs einen Impuls auf ENA kriegen? Ignorieren die das, da ALM nicht gesetzt?
ich habe zwar keine, aber von der Logik: ALM ist ein Ausgang, der von der Endstufe gesetzt wird (Postionsverlust, großer Schleppfehler, Überstrom, Kollision...). ENA ist ein Eingang (Aktivieren/Deaktivieren der Endstufe). Damit: Da ENA bei offenem Eingang offensichtlich die Endstufe aktiviert, unterstelle ich mal, dass der low-aktiv ist. Wenn er beschaltet wird, müsste also low=ENA und high=DIS-ENA sein. Ego: Wenn Du in voller Fahrt da einen high-impuls drauf gibst, wird der Servo vermutlich eine Vollbremsung machen und in Störung gehen, oder ungesteuert auslaufen (Haltemoment weg).

Gruss
Karl

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

Beitrag von django013 » 15.06.2018, 17:19

Moin moin,
*Welche der Leitungen sind eigentlich störempfindlich und welche sind pot. Störquellen?
*Welche Querschnitte sind für welche Leitungen sinnvoll?

Hier meine Überlegungen ...
Du hast zwar mächtig viel Prosa produziert, viel sinnvolles ist leider nicht bei raus gekommen.

Also mal Butter bei die Fische:
"Wer ist störempfindlich?" - Störempfindlich ist jedes Signal, welches zu einem Fehlverhalten der Maschine führt.
Mal überlegen (angenommen, die Störung ist groß genug um das reguläre Verhalten zu ändern):
  • wenn die Spindelsteuerung ein Störsignal bekommt, führt das vielleicht zu einem etwas unrunden Lauf - dürfte aber nicht viel Auswirkung auf das Ergebnis haben.
  • wenn Dir ein Störsignal bekommt, kehrt sich die Drehrichtung des Motors um - also Werkstück ist Ausschuss
  • wenn Step ein Störsignal bekommt, gibt es Schrittfehler - Werkstück ist reif für die Tonne
  • wenn Encoder ein Störsignal bekommt, gibt es auch Schrittfehler - Werkstück ist Müll
  • wenn Endschalter ein Störsignal bekommt, geht die Achse in Fehler, der Job ist am A... - das Werkstück kann aber gerettet werden.
"Wer erzeugt denn nun Störungen?"
Das sind einmal Signale mit hohem Spannungshub und/oder hoher Frequenz.
Vereinfacht kann man sagen, dass je größer der Spannungshub, desto größer die Störung.
Störquellen sind somit:
  • Ansteuerung Spindel
  • Kabel zwischen (Stepper-)Endstufe und Stepper/Servo
  • Endschalter, wenn die mit 24V oder 30V betrieben werden
Was ist überhaupt eine Störung?
Eine Störung ist ein Signal, welches von außen in eine Leitung induziert wird und dessen Pegel so groß ist, dass das normale Verhalten des eigentlichen Verbrauchers gestört wird.
Klingt etwas abstrakt, deshalb ein Beispiel:
Angenommen ein Störsignal induziert einen Sinus mit 1V Spannung (was sehr viel ist).
Wenn die Leitung 400V zur Spindel transportiert, fällt eine Änderung von 1V nicht weiter auf. Es wird also kein Fehlverhalten erzeugt.
Transportiert die Leitung dagegen ein 5V Signal zur Motor-Endstufe, dann kann 1V Unterschied schon zu einer Fehlinterpretation führen. Besonders dann, wenn die 5V keine echten 5V sind, sondern vielleicht nur 4,5 ...
In den Steuerleitungen Dir und Step führt das zu krassen Fehlern.
Ein Endschalter, der mit 5V angesteuert wird, kann so auch schon falsch ausgewertet werden. Deshalb ist es gut, Endschalter mit 24V oder gar 30V anzusteuern. Da ist die Differenz von ±1V nicht mehr relevant.

Was hilft am besten gegen Störungen?
  • Das billigste Mittel gegen Störungen zwischen den Leitungen ist Abstand. Konkret bedeutet das, wenn man die Steuerleitungen auf eine Seite packt, dazwischen beispielsweise die Schläuche für die Wasserkühlung und auf die andere Seite die Power-Signale, dann hat man schon viel richtig gemacht!
  • Ein Mittel, das ebenfalls sehr probat und kostensparend ist, ist die Leitung zwischen Endstufe und Motor so kurz wie möglich zu machen. Warum? 200kHz ist doch nicht besorgniserregend.
    Der Punkt ist, dass die Endstufe den Motorstrom über PWM regelt, d.h. die 48V werden nicht nur mit 200kHz geschaltet, sondern die Frequenz kommt schon eher in den MHz-Bereich, weil jeder Puls mit PWM unterbrochen wird. Somit ist die Leitung zwischen Endstufe und Motor die größte Dreckschleuder in Sachen EMV.
    Packt man nun die Endstufe so dicht wie möglich an den Motor (wie bei den JMC-Servos ja schon bauseits realisiert), kommt die Störstrahlung garnicht erst in die Schleppkette.
  • Ein weiteres Mittel gegen Störungen ist die differentielle Ansteuerung von Step und Dir. Die Endstufen bieten einen differentiellen Eingang an. Wenn der Controller keine differentiellen Signale unterstützt, kann man eine kleine Platine mit einem differentiellen (RS485-)Treiber dazwischen schalten. Nimmt man dann noch verdrillte Kabel (twisted pair), dann hat die Störung keine Chance mehr
Es erschließt sich mir nicht, warum ein 2-Adriges Kabel mit Schirmung Unsinn sein soll.
Ich würde das Gegenteil behaupten und sagen, dass ein 2-adriges Kabel mit Schirmung das beste ist, was man sich für Steuersignale antun kann. Differentielle Signale sind unabhängig von GND, somit gibt es Plus, Minus und Schirmung. Schirmung einseitig (nahe dem Netzteil) mit GND zu verbinden ist bewährt und gut.

Gruß Reinhard

Stud54
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Stud54 » 15.06.2018, 18:33

Genau Reinhard.
Deshalb sind stinknormale Cat4 Kabel in Verbindung mit differentiellen Signalen einfach super.

Drüber geht nur noch die analoge Ansteuerung +-10V.

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

Beitrag von django013 » 16.06.2018, 06:17

Moin moin,

Meines Wissens nach haben cat4 Kabel nicht 2 sondern 8 Adern. Passt also nicht zu dem "Optimum", was ich beschrieben habe. Zudem sind die einzelnen Aderpaare ungeschirmt.

Geschirmte Aderpaare, auch STP genannt, gibt es, soweit mir bekannt, erst ab Cat6a.

Gruß Reinhard

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

Beitrag von protator » 16.06.2018, 07:16

django013 hat geschrieben:
15.06.2018, 17:19
Du hast zwar mächtig viel Prosa produziert, viel sinnvolles ist leider nicht bei raus gekommen.
Das ist schade, aber ich bin grad so im Fluss.
Und mit sachlicher Kritik kann ich nicht nur leben, Korrekturen sind sehr willkommen. Darum geht es ja hier. Wenn ich alles wüsste, würde ich Bücher schreiben und nicht in Foren rumhängen^^.

Bei Umfang und Inhalt Deiner Antwort kommt mir jedoch das Wörtchen Ironie in den Sinn.

"Wenn XY ein Störsignal bekommt ...is das Werkstück Schrott"
Dear Captain Obvious...Darum ging es doch überhaupt nicht. Es ging um die Wahrscheinlichkeiten bzw. das Maß an Störanfälligkeit oder eigener Störausstrahlung der jeweiligen Leitungen dieses konkreten Servos.

"Was erzeugt eine Störung ... Was ist eine Störung ..."
Wenn Du schon aufklären möchtest, dann scher möglichst nicht hochfrequente elektrische und elektromagnetische/induktive Störquellen über einen Kamm .... und propagier dann nicht auch noch das Auflegen des Schirms an nur einer Seite. (Letzteres sollte immer nur eine Behelfslösung sein, wenn sich Störungen durch eine Erdungsschleife an einer großen Anlage bzw hohe Potenzialausgleichsströme im Schirm einstellen. Da man in solch einem Fall idR nicht spontan eine gavanische Trennung McGuyvern kann, wird halt provisorisch an einem Ende getrennt. Provisorisch.)

Für hochfrequente Signale im MHz-Bereich ist der Schrim zuständig. Beidseitig aufgelegt.(*)
Leitungen mit niedriger Frequenz aber viel "Saft", wie z.B. an unseren Fräsen alle Kabel im Stromkeis der Arbeitsspindel, verursachen elektromagnetische Störungen, welche durch die Schirmung dringen und Spannungen induzieren. Hier hilft allein eine möglichst große räumliche Trennung.
(*) Im Fall unserer Fräsen mit iHSV57ern ist der Schirm also eher ein Schutz gegen äußere Störeinflüsse, da hier intern keine einzelne Leitung höher als 200..250KHz taktet. Währe das iHSV57 ein Servo mit 10000U/min und 23bit Encoder an einer externen Endstufe, dann hätten wir mit dem Encoderkabel einen echten Störenfried in der Schleppkette.

Ich weiß nicht, wie Du darauf kommst, bei einer externen Servo-Endstufe die Encoder-Frequenz mit dem PWM-Signal des Motors zu multiplizieren. Das sind zwei verschiedene Dinge.

"Es erschließt sich mir nicht, warum ein 2-Adriges Kabel mit Schirmung Unsinn sein soll."
Vermutlich, weil ich das nie gesagt habe.
Was sich mir nicht erschließt ist, wie Du meinen Kommentar zu 2-adriger RS323-Leitung mit Signal-Masse am Schirm auf eine Steuerleitung mit Differenzsignal übertragen konntest.
Es ging lediglich darum, dass RS323 drei Adern braucht. Plus Schirm. GND ist hier Signal-GND, nicht PE, und sollte somit nicht auf den Schirm gelegt werden. Das scheinen viele, die vllt. mal Kabel für nen RS485 Adapter am Arduino gelötet haben, zu verwechseln.

Differenzialausgänge hatte ich nicht erwähnt, da viele billige aber weit verbreitete Boards diese gar nicht haben.
Meine CSMIO/IP-S hat potenzial-getrennte optogekoppelte Differenzial-Ein- und Ausgänge bis nach Schalke, aber wenn ich mir nen EMV-Leitfaden anschaue, dann sieht das noch lange nicht nach Freibrief für verdrillte Klingeldrähte aus.

Wenn ich meine Maschine mit vermeintlich unnötig stark geschirmten Kabeln versehe und dazu fürs gute Gefühl noch ein paar edlere Steckverbindungen verbaue, dann kostet mich das vllt. 100€ extra. Oder 150€.
Das ist nicht wenig, aber im Kontext der Maschine als ganzes auch keine Unsumme.
Und jetzt stelle man sich vor, es liegen tatsächlich Störungen vor. Wieviel kostbare Lebenszeit und evtl. auch bares Geld wird man jetzt sehr wahrscheinlich sparen, weil man vieles als Ursache frühzeitig ausschließen kann. Oder weil die Störung erst gar nicht aufgetreten ist. Hm. In meinen Augen ne gute Investition.

Aber natürlich ist das alles eine Frage von Perspektive und Prioritäten und somit rein subjektiv. Deshalb nimmt Stud54 normales Cat4 während ich meine Differenzialausgänge doppelt schirme.
Das Hobby hat halt auch expressionistische Züge.

Und natürlich kann man auch RS485-Transcieverboards an die Ausgänge klemmen und so Differenzialausgänge nachrüsten. Aber 8 Platinen à 10-15€ für die Chance evtl. erfolgreich 3€ pro m Kabel sparen zu können? Will mir nicht einleuchten die Rechnung. (Es sei denn, die Platinen gibts beim AliE fürn Zehner das Dutzend. Kann ja sei. Aber eigentlich auch dann nicht.)
I rest my case.


Was mich aber sehr interessiert, ist, was es mit der von Dir genannten Induktionsspannung und den Störungen bei Endschaltern auf sich hat. Ich meine, ein mechanischer Schalter an einem digitalen Eingang ... was soll da passieren? Solange da nicht etliche Volt induziert werden, sodass der Eingang durchschaltet, sehe ich nicht, wie die Maschine da auf Störung gehen sollte.
Ah... oder meinst Du vllt. einen induktiven Näherungsschalter? Den man nur als Referez-, nicht als Endschalter benutzt...?

Muss schon sagen, viel verwirrendes auch in deiner Prosa. Vllt. sollten wir uns Ghostwriter suchen.

tschmitz
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Registriert: 27.12.2017, 12:25

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

Beitrag von tschmitz » 16.06.2018, 10:41

Hey Kollegen,

danke für den Input! Eine Frage ist bei mir aber noch immer offen geblieben ..

Welches Kabel konkret nutzt ihr denn nun für eure JMCs und wie sind eure Erfahrungen damit?

Gruß Thomas

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