Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Motioncontroller, Endstufen, mechanische/induktive Endschalter etc.
Tilman
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Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von Tilman » 18.08.2020, 10:32

Moin Jungs,

vielleicht helfen meine Erfahrungswerte hier irgend jemandem in Zukunft. Ich hab meine neue Fräse mit Leadshine ES-D508 Endstufen und den Leadshine 3-Phasen Hybrid-Steppern ES-M32320 aufgebaut. Es gab vor allem an der langen Achse (bei mir Y) immer mal wieder Position Following Errors, wodurch sich die Endstufe abgeschaltet hat. Interessanterweise tritt es eigentlich immer nur bei den ersten Fahrten nach dem Einschalten auf. In der Regel bei der ersten G0-Fahrt, in seltenen Fällen schon beim Homing.

Zunächst dachte ich an übertriebene Parameter, doch auch defensivere Rampen und eine niedrigere Geschwindigkeit im Eilgang brachten keinen Erfolg, außer dass die Fehler seltener auftraten. Im Netz gab es so gut wie keine Empfehlungen, bis auf einen Hinweis, die Fehlerzahl zu erhöhen, bei der die Endstufe in den Error Mode schaltet. Daher habe ich mir gestern mal die Konfigurationssoftware vorgenommen und geschaut, wie stark die Position Errors bei welcher Geschwindigkeit und Beschleunigung sind. Das Plot ist zwar etwas unglücklich, weil es immer einen vordefinierten Zeitraum bis zu 3 Sekunden puffert und dann ausgibt, anstatt kontinuierlich durchzulaufen aber das ist immer noch besser als nichts.

Gestern Abend hatte ich Position Errors bis knapp an 1000 bei 10.000 mm/min und einer Beschleunigung von 750mm/s². Per default steigt die Endstufe bei einer Fehlerzahl über 1000 aus. Heute morgen wollte ich mir mal den Current Loop vornehmen, um zu schauen, ob man damit noch etwas rausholen kann. Interessanterweise hatte ich jedoch mit den gleichen Parametern auf einmal nur knapp 40 Position Errors statt knapp 1000.

Das einzige, das sich von gestern auf heute verändern konnte, waren die Current Loop P- und I-Werte. Diese werden nämlich durch ein Autotuning bei jedem Start der Endstufe neu ermittelt. Ich habe die Endstufe dreimal neu gestartet und hatte jedes Mal andere PI-Werte. Daraufhin habe ich nun das Autotuning deaktiviert (das lässt die Konfiguration zum Glück zu), gute Werte ermittelt und diese ins NVM geschrieben. Das muss unbedingt gemacht werden, weil die durch das Autotuning ermittelten Werte sowie eigene Werte nur ins Volatile Memory geschrieben werden.

Bis jetzt läuft die Endstufe mit reproduzierbar niedriger Fehlerzahl. Das heißt in meinem Fall bei G0-Fahrten ein Anstieg auf etwa 36 Errors. Offensichtlich funktioniert das Autotuning nicht so gut, wie es sollte und schreibt in manchen Fällen totalen Mist ins VM. Wer also ebenfalls Probleme mit seinem Leadshine Easy Servo Drive hat, sollte das mal ausprobieren.

Viele Grüße
Tilman

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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von Tilman » 19.08.2020, 00:31

Nachtrag: Das Autotuning ist offensichtlich unschuldig. Mein Untertisch steht auf sehr unebenem (Stall-)Boden, weshalb zwei der M12-Maschinenfüße weit rausgeschraubt sind. Dadurch kann der Untertisch bei starker Beschleunigung ins Schwingen kommen. Wenn das schon beim Autotuning passiert, ist das extrem doof, denn dann werden schlechte Proportional- und Integralwerte ermittelt. Aber auch im Betrieb wirkt sich das aus, da die Oszillationen einen gleichmäßigen Lauf des Portals verhindern und so in den Current Loop einschlagen. Dies lässt sich auch im Plot deutlich erkennen.

Da die CL-Stepper mit guten PI-Werten fehlerfrei fahren, lasse ich das Autotuning zunächst deaktiviert. Dennoch muss ich ein Fundament gießen, damit der Tisch einen festen Stand hat und ich die Oszillationen aus der Regelschleife bekomme.

Erkenntnis des Tages: Regelschleifen bleiben Regelschleifen, auch wenn der Hersteller angibt, dass man sie nicht anrühren muss. Das mag auf den Idealfall zutreffen, doch der ist nicht immer gegeben. ;)

Viele Grüße
Tilman

AE-CNC
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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von AE-CNC » 19.08.2020, 07:52

Servus Tilman,

danke für deine Erfahrungswerte :dh Ich bin aktuell noch im Bau meiner Fräse. Habe aber genau das selbe Setup wie du. Daher ist es sehr hilfreich zu wissen was der Grund des Fehlers war um diesen am besten zu vermeiden.

Wie bist du sonst zufrieden mit der Leistung der Motoren?

Gruß,
Andi

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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von Tilman » 19.08.2020, 09:18

Ansonsten sind die Dinger echt klasse. Ich war anfangs auch leicht skeptisch, was die 2Nm betrifft, doch durch den Closed Loop sind die Dinger wesentlich kraftvoller unterwegs, als meine alten 3Nm Stepper. Mein Portal dürfte nicht gerade wenig wiegen, zumal ich den dicken Portalbalken der Alu Line mit Sand gefüllt habe. Der CL-Stepper schafft es trotz 10mm Spindelsteigung problemlos, das Portal mit 750mm/s² auf 12.000mm/min zu beschleunigen und da wäre sogar noch Luft nach oben.

Bei der Verkabelung ist ein gewisser Mehraufwand zu berücksichtigen, da neben dem Motorkabel auch noch ein Encoderkabel verlegt werden muss. Den habe ich aber gerne in Kauf genommen, da mir das JMC-Prinzip mit den integrierten Endstufen nicht gefällt. Ungeschützte Elektronik hat an so exponierten Stellen in meinen Augen nichts zu suchen. Man müsste wenigstens nochmal ein staubdichtes Gehäuse mit ordentlichen Zugentlastungen anfertigen und so ein Gebastel wäre nicht nach meinem Geschmack.

Besorg Dir übrigens gleich einen richtigen RS232-Adapter, falls Du keinen Rechner mit serieller Schnittstelle zum Konfigurieren der Endstufen hast. Kleine USB to UART funktionieren nicht wegen des 5V Pegels.

Viele Grüße
Tilman

AE-CNC
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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von AE-CNC » 20.08.2020, 07:41

Vielleicht eine blöde Frage - aber ich dachte diese closed loop Stepper laufen auch ohne Konfigurieren ?

Hast du vielleicht einen Link für mich wo du so einen Adapter her hast? :dh

Danke & Gruß,
Andi

KarlG
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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von KarlG » 20.08.2020, 09:10

AE-CNC hat geschrieben:
20.08.2020, 07:41
Vielleicht eine blöde Frage - aber ich dachte diese closed loop Stepper laufen auch ohne Konfigurieren ?
Bei den HBS-57 musste man als einziges den Haltestrom erhöhen, weil die ab Werk doch recht "weich" eingestellt sind. Wie das bei den ES-D508 ist, weiß ich nicht. Die Lichuan sind ab Werk o.K.

Tilman
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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von Tilman » 20.08.2020, 10:23

Unter anderem wurde dieses Kabel empfohlen. Bei mir läuft es einwandfrei: https://www.amazon.de/gp/product/B00QUZY4UG/. Du brauchst allerdings noch ein Kabel von DB9 auf RJ11. Das kannst Du bei Sorotec kaufen oder aber auch einfach selber basteln.

Grundsätzlich gelten die CL-Endstufen zwar als konfigurationsfrei, doch betrifft das halt nur eine bestimmte Mehrheit der Fälle, niemals jedoch alle. Letztendlich arbeiten da Regelschleifen und da kann es immer mal einen Grund zum Eingreifen geben.

Bei mir kam hinzu, dass ich das Enable-Signal invertieren musste. Per default sind die Endstufen ohne Signal aktiv und werden mit aktivem Pegel deaktiviert. Das ist mit meiner Mesa-Karte grundsätzlich nicht schlimm, da sie im E-Stop eh alle Ausgänge (Step und Dir) zu Eingängen umschaltet und die Endstufen damit deaktiviert sind, doch ich brauchte die Enabling-Funktion, um die Endstufen ein paar Zehntelsekunden nach dem Lösen der Z-Achsen-Bremse zu aktivieren.

Viele Grüße
Tilman

django013
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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von django013 » 20.08.2020, 15:31

Bei mir kam hinzu, dass ich das Enable-Signal invertieren musste ...
... um die Endstufen ein paar Zehntelsekunden nach dem Lösen der Z-Achsen-Bremse zu aktivieren.
Du machst mich neugierig.
Könntest Du das etwas weiter ausführen?
Ich habe bislang keinen Grund gefunden, das Enable-Signal überhaupt zu beschalten. Der Stepper hält nicht schneller an, wenn man enable aktiviert, als wenn man die Schrittsteuerkabel kappt.

Was bringt es Dir für einen Vorteil, Enable zu beschalten?

KarlG
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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von KarlG » 20.08.2020, 15:51

"Enable" (eher "disable", denn der Normalzustand bei offenem Eingang ist ja "on") sorgt dafür, dass die Motoren bestromt werden. Wenn also enable=off, ist zwar die Endstufe aktiv, aber die Motoren haben keinen Haltestrom und fahren natürlich auch nicht.
Das wird auch gebraucht, wenn eine Endstufe in Störung geht, dass die übrigen nicht weiterfahren.

Tilman
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Re: Leadshine CL-Endstufen konfigurieren

Beitrag von Tilman » 20.08.2020, 23:26

django013 hat geschrieben:
20.08.2020, 15:31
Was bringt es Dir für einen Vorteil, Enable zu beschalten?
Ganz einfach: Die Endstufe macht direkt nach dem Einschalten ihre Current Loop Kalibrierung. Wenn die Endstufen und die Bremse der Z-Achse gleichzeitig bestromt werden, kam es jedoch manchmal vor, dass der Elektromagnet die Bremse nicht schnell genug gelöst hat, so dass die Endstufe in Störung geschaltet hat.

Einzig kluge Lösung: Den Enable-Pin verdrahten und dann mit einem timedelay in LinuxCNC das Enable-Signal um ein paar Zehntelsekunden zur Bremse zu verzögern, damit die Bremse garantiert aufgemacht hat, wenn die Endstufe ihre Kalibrierung vornimmt.
KarlG hat geschrieben:
20.08.2020, 15:51
Das wird auch gebraucht, wenn eine Endstufe in Störung geht, dass die übrigen nicht weiterfahren.
Nee, nicht wirklich: Wenn man den ALM-Ausgang der Endstufe mit dem amp-fault-in Bit in der HAL verknüpft, wird ein E-Stop ausgelöst, der eh alle Achsen abschaltet. Mit einer Mesa-Karte braucht man darüber hinaus nichts weiter zu tun, da der Watchdog auf der Karte in diesem Fall sämtlich Ausgänge (Step und Dir) zu Eingängen und somit inaktiv schaltet.

Der Sinn war hier einzig, die Kalibrierung nicht zu behindern. Darüber hinaus hat es noch den angenehmen Nebeneffekt, dass durch das Disablen einer Endstufe auch das Error-Bit zurückgesetzt wird. Nutzt man den Enable-Pin nicht, muss man im Störfall die ganze Steuerung aus- und wieder einschalten, um die Endstufe zu resetten. Das sollte im Betrieb zwar später nicht mehr der Fall sein, ist aber anfänglich bei der Konfiguration ganz hilfreich.

Viele Grüße
Tilman

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