Close loop mit Schrittmotor und Encoder ist das möglich?

Motioncontroller, Endstufen, mechanische/induktive Endschalter etc.
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Willo
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Close loop mit Schrittmotor und Encoder ist das möglich?

Beitrag von Willo » 29.08.2022, 13:00

Hallo ich wurde gerne meine Eigenbau Fräse umbauen auf close loop.

Natürlich weis ich das ich das man sich Close Loop Stepper und die entsprechende Endstufe benutzen kann .

Ich würde gerne einen Encoder an die andere Seite der Kugelumlaufspindel an bringen eine neue Endstufe kaufen und so ein Close Loop System aufbauen.

Ist das möglich ? Kennt jemand Berichte , Videos usw


Warum will ich das so machen . Ich kenne dieses System von einer Cnc Maschinen an der ich gearbeitet habe .
Es ist zwar selten aber effektiv. Mechanische Fehler kann man kompensieren und schnell erkennen.

Über Rückmeldung würde ich mich freuen

VaTTeRGeR
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Re: Close loop mit Schrittmotor und Encoder ist das möglich?

Beitrag von VaTTeRGeR » 29.08.2022, 14:22

Bei Schrittmotoren dient das eher der Erkennung von Schrittverlusten, macht das Fräsergebnis aber nicht besser, da oft der Encoder nicht genug Auflösung hat, um damit die Mikroschritte automatisch zu tunen. Beispiel: 200 Vollschritte/Umdrehung vom Motor vs 800 Pulse/Umdrehung vom Encoder => Auflösung von nur 2 Bit pro Vollschritt! da kannst du nicht viel Korrektur mit machen. Man fährt ja häufig mit 16 oder mehr Mikroschritten pro Vollschritt, da sieht der Encoder gar nichts mehr raus, was dir helfen könnte das Fräsergebnis zu verbessern.

Und wenn er Schritte verloren hat, ist oft schon was schlimmeres passiert. Schrittmotoren verlieren Schritte immer in größeren Inkrementen (Sprung zur einer naheliegenden Vollschrittposition) und brauchen wieder Zeit zum Anfahren, du kannst also nicht alles was kommt Treiberintern kompensieren. Wenn das System also eingreift ist die Kacke schon am dampfen. Wenn du den Treiber nicht per UART anbindest, gibt es auch meistens nur einen Alarmausgang. Der zeigt "Fehler" oder "Kein Fehler". Das hilft dir also nicht beim Korrigieren und Weiterfräsen, denn deine Frässteuerung weiß jetzt nur, dass der Treiber nicht hinterher gekommen ist und sich weigert weiter zu machen, die Positionsinfo zum korrigieren und Weiterfräsen liegt nur im Schrittmotortreiber intern vor.

Es gibt mehr Sicherheit aber um das Maximum raus zu bekommen brauchst du eine ausreichend intelligente Frässteuerung und/oder diese 3-Phasen Servomotoren.

Encoder zum dranschrauben gibt es, schau mal bei Aliexpress oder Ebay, achte auf die passende Versorgungspannung, die meisten Encoder sollten mit 5V laufen. Passende Treiber gibt es auch, Leadshine soll ganz gut sein.

So wie dieser Typ hier sich das eingerichtet hat, macht das IMHO nur Sinn, denn wenn er Schritte verloren hat, weiß seine Steuerung dank UART-Anbindung des Motortreibers noch wo die Achse laut Encoder steht:

youtu.be/sYaTLtgs-HY
MfG, Florian.

KarlG
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Re: Close loop mit Schrittmotor und Encoder ist das möglich?

Beitrag von KarlG » 29.08.2022, 15:20

Moin,

ganz so ist das auch nicht. Die üblichen Encoder haben 1000 Striche und lösen per Quadratur 4000 Postionen pro Umdrehung auf. Aber eine Korrektur auf Mikroschrittbasis findet bei den CL-Steppern, die ich kenne, tatsächlich nicht statt. Vielmehr wird aber eine Vor- Nacheilung des Rotors zum Drehfeld erkannt und per Boost-Funktion dann mit Stromerhöhung und evtl. auch weiteren "Tricks" dagegengesteuert. Das kann man bei denen, wo man die Korrektur ausschalten kann, gut erkennen und auch messen.

Der Vorteil ist, dass man im "Normalbetrieb" mit viel kleineren Strömen arbeiten kann - die Dinger also im Durchschnitt weniger Strom brauchen und auch weniger Wärme produzieren und wenn es gebraucht wird, dann den Strom erhöhen.

Es wird also frühzeitig schon der Trend einer Postionsabweichung erkannt und wenn möglich nachgeregelt - das System stößt natürlich auch irgendwann an seine Grenzen und dann geht er bei einer größeren - nicht korrigierbaren - Postionsabweichung in Störung. Ein "normaler" Stepper würde einen "Großschritt-Überschlag" machen, oder kreischend stehenbleiben und vielleicht mit größerer Postionsabweichung dann einfach weiterfahren.

Sowas heutzutage im Eigenbau hinbasteln zu wollen, halte ich nicht für sinnvoll. Die CL-Systeme sind recht ausgereift und auch nicht mehr teuer.

Gruss
Karl

Willo
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Re: Close loop mit Schrittmotor und Encoder ist das möglich?

Beitrag von Willo » 29.08.2022, 18:35

Ok , muss ich mal nachlesen .

Am die Microschritte dachte ich nicht .


Ich würde gerne einen Motor mit einem Encoder 1000 Schritte

Sollte man dann 4000 Microschritte wählen oder 3200 ?

KarlG
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Re: Close loop mit Schrittmotor und Encoder ist das möglich?

Beitrag von KarlG » 29.08.2022, 19:08

4000 oder 5000 - je nach verfügbarem Maximaltakt....

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