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

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

Beitrag von KarlG » 13.08.2017, 23:31

Wandoo1980 hat geschrieben:
13.08.2017, 22:14
Die 1/100 ist der kleinste Teiler den ich aktuell pro Klick an meinem Handrad eingestellt habe. Daher die Angabe. Mit der Messuhr im Bereich ihrer Wiederholgenauigkeit gemessen (sind 2/1000, glaube ich) Kann ich da keine Abweichungen feststellen.
Und mit dem mach3-Handrad? Im Schmidtscreen kann man die Strecke definieren (bspw. 1µm) und dann per ctrl-Pfeiltaste Einzelschritte fahren. Wäre dann sinnvoll, das auf die mechanische Auflösung eines Einzelschritts einzustellen. Keine Ahnung, ob das im "normalen" Mach auch geht. Weshalb ich danach frage: Mit Steppern hat man bei diesen kleinen Schrittweiten immer wieder das Problem, dass einzelne Schritte gar nix bewirken und dann irgendwann einen großen Satz machen - selbst, wenn man am Geräusch hört, dass angesteuert wird.
Im Mikroschritt stößt man halt an die Grenzen der mechanischen Auflösung. Wäre interessant, ob das bei den Servos mit den "schmalen" Encodern auch so ist. DIe genauigkeit der Messuhr ist da relativ egal, weil man ja Kontinuität sehen will - ist also nur wichtig, dass sie nicht zu "träge" ist.
Zumal mir da wohl auch die C7 Spindeln dazwischen hauen.
Halte ich für völlig irrelevant, weil das auf die kurze Messtrecke gar keine Rolle spielen kann und solange man in einer Richtung steppt, auch das Umkehrspiel egal ist.
Edit.: Ich habe die Software einfach per Mail, ohne derartige einschränkende Dokumente erhalten. Ich denke da spricht also nichts gegen.
Schicks mir bitte per mail (Impressum) - am besten als ZIP und ich packe das auf den Server und klebe das an den ersten Beitrag.

Gruss
Karl

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

Beitrag von django013 » 14.08.2017, 06:24

Moin Sebastian,
Absolute Schrittweite, gute Frage. Mit meiner 1/1000 digitalen Messuhr von Mahr, also kein billich Chinakram, kann ich im 1/100 bereicht fahren. Reicht mir. Deswegen werde ich da auch nicht weiter Testen.
Hier hast Du mich falsch verstanden. Ich denke, Karl hat eher verstanden, in welche Richtung ich gedacht habe.
Von den Steppern gibt es ja hinlänglich Berichte, dass die in der Nähe der Raststufen sehr ungenaue Schrittweiten haben.
Deshalb würde mich interessieren, wie weit das auch auf die CL-Systeme zutrifft und ob der Servo an der Ecke bessere Werte liefert.

Das lässt sich am besten außerhalb der Fräse testen. Die Motorachse senkrecht und einen Laserpointer auf die Achse und dann in ein großes Zimmer, sodass einige Meter zwischen Motorachse und Wand kommen.
Das Steppen sollte dann ein Arduino o.ä. erledigen. Nach Möglichkeit mit Taster, sodass man jeden einzelnen Schritt nachmessen kann.

Wie Karl schon schrieb, kann es bei Steppern vorkommen, dass die garkeine Mikroschritte ausführen. Erst wenn genügend Mikroschritte anstehen, tut es einen Ruck und es geht weiter. Das sieht man dann später im Fräsbild als Treppen.

Dein Versuchsobjekt ist geil!!!
Genau wie auch die Ergebnisse. Whow - da läuft einem das Wasser im Mund zusammen.
Ich habe nochmal die Auslegung der Servos in der Ecke gelesen. Dort wird z.B. ein 200W Servo genommen und reicht aus, um die Fräse zu bewegen. Warum also sollten 180W nicht auch ausreichen können?
Das Makrobild spricht eine sehr deutliche Sprache. Einfach nur geil :)

Wie sieht das im Grenzbereich aus? Hast Du da schon was getestet?
In der Ecke hieß es, dass ein Stepper einfach stehen bleiben würde, ein Servo aber immer weiter heizen würde und somit durchbrennen könnte. Gibt es irgendeine Schutzschaltung im Treiber, der ein Durchbrennen des Servos verhindert?
Abschließend kann ich nur sagen: Der kauf war mit Sicherheit keine Fehlentscheidung! Neben bei, das ist alles noch mit nur einem 480W 48V Netzteil gefräst
Damit sind die Servos doch ein wunderbarer Upgradepfad für Hobbyfräsen :)
Danke für Deine umfangreichen Tests!

Gruß Reinhard

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

Beitrag von Wandoo1980 » 14.08.2017, 06:54

Mir fällt es grade wie Schuppen von den Augen, jetzt habe ich dann auch mal kapiert was ihr meint. Ja klar, das kann ich machen.
Werde da dann mal nen Adapter basteln und nen Laserpointer auf den noch unverbauten Servo pappen.
Dann auf 4000 Schritte pro 1/min gehen und mal schauen ob er sich schrittweise bewegen kann. Dazu kann ich ja einfach die Verdrahtung per Stecker von einem auf den anderen Motor stecken.
Das habe se gut gelöst. Die klemmen sind auf Stecker geführt. ;)

Grüße, Sebastian

Edit: Ach ja, die Servos haben umfangreiche Schutzschaltungen. Unter anderem kann man den Dauer- und Maximalstrom einstellen. So sollte da nix abfackeln.
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KarlG
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von KarlG » 14.08.2017, 08:15

Ich habe die Downloads für Handbuch und Software an den ersten Beitrag geklebt.

Gruss
Karl

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

Beitrag von Wandoo1980 » 14.08.2017, 21:51

Super, danke Karl!

Hier habe ich jetzt die geschnittene Version des Videos in dem ich auch noch einmal die Unterschiede zwischen den Systemen erläutere.
Sicherlich für die meisten hier im Forum ein alter Hut, tauchen die Fragen doch immer wieder auf ;)
Am Ende könnt ihr dann die "Dicke" mit 10000mm/min mit einem Sorotec 8mm 2-Schneider fräsen sehen. Leider sind die Servos da am Ende ;) Aber rein theoretisch geht es ;)

youtu.be/O_PR7S4j1og

Ich hoffe aber dennoch, dass ich bei dem ein oder anderen einige Fragen bezüglich Schrittmotor, closed loop Schrittmotor und Servo beantworten konnte.

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

Beitrag von KarlG » 14.08.2017, 22:58

Moin Sebastian,

schönes Video. Die Messe wäre gewesen, wenn Du bei den 10m/Min in Z noch "ein wenig" Gas gegeben hättest :D

Ein paar "Ungenauigkeiten":

- Schrittverluste bei OL-Steppern: Ich habe das persönlich nie erlebt und das passiert auch bei vernüftiger (über-)Dimensionierung normalerweise nicht; selbst per Parallelport. Einzelschritte können eigentlich gar nicht verloren gehen - wenn, dann ein Großschritt, den man aber sofort merkt. Die Ständerfräsen mit Schwalbenschwanzführungen sind da wirklich problematisch, weil das Losbrech- und Reibmoment schlicht unkalkulierbar ist. Mit "richtigen" Linearführungen ist das deutlich entspannter.

- Die Leadshine-CL haben (fast) 2Nm echtes Drehmoment (nicht Haltemonent). Wenn die Endstufe (per Encoder) merkt, dass IST dem SOLL hinterherhinkt, wird mit mehr Strom geboostet. Wesentlich für die Laufruhe ist auch, dass das Dreipoler sind mit 1,2° Schrittwinkel.

- EIn Nachteil der Servos fehlt: Die fehlende Selbsthaltung im stromlosen Zustand. Bin gespannt, wenn Dein Z bestückt ist..

Gruss
Karl

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

Beitrag von Magande » 15.08.2017, 06:30

Was is denn nun der genaue Unterschied zwischem dem Closed Loop 3phasen motor und dem Servomotor. So ganz hab ich das jetzt nicht raushören können. Der Aufbau ist doch fast gleich?

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

Beitrag von Marc P. » 15.08.2017, 06:34

Hallo Sebastian,

schöne Zusammenfassung! Auch gespannt bin ich auf den Laserpointertest. Hier könnte der Vergleich dann mit bloßem Auge sichtbar werden. Planst du noch zu untersetzen, oder bleibt das so? Ist die Frage ob mehr Kraft gebraucht wird.
KarlG hat geschrieben:
14.08.2017, 22:58
- EIn Nachteil der Servos fehlt: Die fehlende Selbsthaltung im stromlosen Zustand. Bin gespannt, wenn Dein Z bestückt ist...
Da für eine Bremse kein loses Wellenende da ist, würde sich eine per Gasdruckfeder gewichtskompensierte Z-Achse anbieten. Vielleicht ist dafür noch irgendwo Platz an Sebastians Z-Achse.

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

Beitrag von KarlG » 15.08.2017, 06:59

Magande hat geschrieben:
15.08.2017, 06:30
Was is denn nun der genaue Unterschied zwischem dem Closed Loop 3phasen motor und dem Servomotor. So ganz hab ich das jetzt nicht raushören können. Der Aufbau ist doch fast gleich?
Schrittmotoren haben immer ein Rastmoment (definierte "Einraststellungen", die sich beim 2-Poler aller 50 Vollschritte wiederholen) und funktionieren auch ohne Encoder. Der dient nur der Überwachung - also das System sicherer und leistungsfähiger zu machen. Durch das Rastmoment hat man immer auch Resonanzen.

Als Servo kann man im Prinzip jeden beliebigen Motor nehmen, der sich in Drehzahl und Richtung regeln/steuern lässt - hier ist der Encoder ein Muss, weil der keine definierte Raststellung hat. Man braucht also zwingend die Rückmeldung, wo er grade ist.

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

Beitrag von Wandoo1980 » 15.08.2017, 17:09

Moin,
puhhhh, viel Feedback! Vielen Dank!
Dann fange ich mal an ;)
KarlG hat geschrieben:
14.08.2017, 22:58
Moin Sebastian,

schönes Video. Die Messe wäre gewesen, wenn Du bei den 10m/Min in Z noch "ein wenig" Gas gegeben hättest :D

Ein paar "Ungenauigkeiten":

- Schrittverluste bei OL-Steppern: Ich habe das persönlich nie erlebt und das passiert auch bei vernüftiger (über-)Dimensionierung normalerweise nicht; selbst per Parallelport. Einzelschritte können eigentlich gar nicht verloren gehen - wenn, dann ein Großschritt, den man aber sofort merkt. Die Ständerfräsen mit Schwalbenschwanzführungen sind da wirklich problematisch, weil das Losbrech- und Reibmoment schlicht unkalkulierbar ist. Mit "richtigen" Linearführungen ist das deutlich entspannter.

- Die Leadshine-CL haben (fast) 2Nm echtes Drehmoment (nicht Haltemonent). Wenn die Endstufe (per Encoder) merkt, dass IST dem SOLL hinterherhinkt, wird mit mehr Strom geboostet. Wesentlich für die Laufruhe ist auch, dass das Dreipoler sind mit 1,2° Schrittwinkel.

- EIn Nachteil der Servos fehlt: Die fehlende Selbsthaltung im stromlosen Zustand. Bin gespannt, wenn Dein Z bestückt ist..

Gruss
Karl
Erst einmal danke, Karl!
Ja, das richtig, nur ist man bei Steppern ja, was die Geschwindigkeit angeht doch ehr begrenzt, im Gegensatz zu einem closed loop System.
In der Tat hatte ich die Stepper ja nur an der BF16 und war davon am Ende so genervt, dass ich es an Linearführungen nie ausprobiert habe.

Bei den closed loop von Leadshine hatte ich ja noch ein annähernd Servo ähnliches Verhalten beschrieben, nur eben in hohen Drehzahlen nicht mehr, weil sie auch dort das Drehmoment vermissen lassen. Allerdings gebe ich dir recht, dass ich an der Stelle noch mehr Info hätte verpacken können ;) Da ich aber frei spreche, habe ich das einfach übersehen/nicht mehr auf dem Schirm gehabt. Bei so einem komplexen Thema sollte ich evtl. demnächst mal ein Script schreiben ;)

Stimmt, wobei ich sagen muss, dass sie sich beim drehen im Leerlauf von Hand ähnlich "schwer" durchdrehen lassen wie die Leadshine. Aber die Sacken vermutlich noch etwas fixer runter wie die Leadshine ;) Das ist nämlich ein Punkt den ich definitiv noch verbessern muss. Wenn ich die Fräse ausschalte, steht immer eine Holzschachtel unter der Z-Achse auf die die Z-Platte dann aufsetzt ;)
Marc P. hat geschrieben:
15.08.2017, 06:34
Hallo Sebastian,

schöne Zusammenfassung! Auch gespannt bin ich auf den Laserpointertest. Hier könnte der Vergleich dann mit bloßem Auge sichtbar werden. Planst du noch zu untersetzen, oder bleibt das so? Ist die Frage ob mehr Kraft gebraucht wird.
KarlG hat geschrieben:
14.08.2017, 22:58
- EIn Nachteil der Servos fehlt: Die fehlende Selbsthaltung im stromlosen Zustand. Bin gespannt, wenn Dein Z bestückt ist...
Da für eine Bremse kein loses Wellenende da ist, würde sich eine per Gasdruckfeder gewichtskompensierte Z-Achse anbieten. Vielleicht ist dafür noch irgendwo Platz an Sebastians Z-Achse.

Gruß Marc
Danke Marc!
Ich plane tatsächlich eine Untersetzung, aber nicht mehr an dieser Fräse ;) Tatsächlich reicht mir aber aktuell die Kraft der Servos schon aus. Nur hat sich durch das ganze Hin und Her die Fräse zu einer "Bastelbude" entwickelt.... Das will ich noch einmal in einer großen Revision grade ziehen.
Dazu wird es dann auch wieder öffentliche Dokumente und Pläne geben. Die Gasdruckfeder/n sind dafür schon fest in der Planung. Die Federn aus dem KFZ-Bereicht für die Heckklappen habe ich da im Blick. Die bekommt man recht günstig als Massenware. Am Monatsende bekomme ich höchstwahrscheinlich eine Drehbank ins Haus. Dann stehen eigentlich alle benötigten, zerspanenden Maschinen für einen Neubau im Keller :)
Magande hat geschrieben:
15.08.2017, 06:30
Was is denn nun der genaue Unterschied zwischem dem Closed Loop 3phasen motor und dem Servomotor. So ganz hab ich das jetzt nicht raushören können. Der Aufbau ist doch fast gleich?
Moin Magande,
wie Karl schon schrieb, sind 3Phasen Stepper im Grunde Schrittmotoren mit feinerer Rastung. 1,2° anstelle von 1,8° bei 2 Polern. Vom Prinzip funktionieren sie aber eben wie Schrittmotoren. Ein 3 Phasen AC-Motor folgt einem Drehfeld welches umlaufend um den Rotor erzeugt wird. Wenn du mehr über den inneren Aufbau erfahren willst, kannst einfach mal googlen, dort findest du tonnenweise Bildmaterial der verschiedenen Konstruktionsweisen.

So, ich hoffe ich habe erst einmal alle erwischt ;)

Grüße, Sebastian
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