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

Motioncontroller, Endstufen, mechanische/induktive Endschalter etc.
Stud54
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Re: Warum Closed Loop wenn man auch Servos haben kann....

Beitrag von Stud54 » 08.02.2020, 20:08

Leadshine 3 Phasen Schrittmotoren.
Teste einfach mal 1 System...https://rover.ebay.com/rover/0/0/0?mpre ... 1063570097

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

Beitrag von flipmode » 08.02.2020, 20:40

Danke!

Das musss ich mir überlegen, da brauche ich zusätzlich noch neue Kabel für jede Achse :?

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

Beitrag von Stud54 » 08.02.2020, 21:09

Teste doch einfach mal an 1 Achse....dann rüste um. Du wirst den Unterschied sehen. Die 3 Phasen Stepper sind sehr vibrationsarm. Laufen fast wie Servos, auch bis 2500 U/min.

Das Geld kannst du ja mal ausgeben.

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

Beitrag von ravenbs » 09.02.2020, 09:35

Hallo flipmode,

prinzip bedingt müssen Servos mit Pulse/Dir Steuerung immer einen Schleppfehler haben.
Erst durch die Differenz Soll/Ist weiß er ja überhaupt, dass er sich drehen soll.
Über die Distanz Soll/Ist weiß er wie viel Kraft (=Beschleunigung) er geben muss.
0 ist also nie möglich, nur möglichst nahe 0.

Die 2:1 Untersetzung reduziert nicht hauptsächlich den Schleppfehler in "Steps" am Servo, aber den tatsächlich resultierenden Schleppfehler in mm.
Da die selbe anzahl Steps ja dann nur noch der halbe Schleppfehler an der Frässpindel sind.
Die zusätzliche Kraft erlaubt höhere Beschleunigungen und größere Massen zu bewegen (Je nach Frässpindel sehr relevant, mein Portal hat z.B. 150Kg...)

Mit Untersetzung und zur Masse der Maschine passenden Parametern, kann man mit den JMC's auf besser 0,01 fräsen. Genauer ist aber nicht drin und für Hobby Maschinen sowieso Augenwischerei wer auf ym will.

Bei Steppern sieht man halt nicht wie weit sie daneben liegen - da glaubt man nur an die hohe Genauigkeit weil man nichts mehr messen kann.
Stepper haben aber andere Probleme. Es gibt zwar kein Problem mit Schleppfehlern und Parametern, dafür ist die Annahme ungültig dass ein Microschritt von z.B. 1/4 auch genau auf 1/4 eines Schrittes stehen würde ^^. Und Schrittmotoren schwingen beim Bremsen auch über bevor sie zurück auf ihren "Schritt" einrasten. Auch beim Beschleunigen können Sie eine Masse nicht von 0 auf x in einer nicht vorhandenen Zeit beschleunigen, sondern hängen dann dem Magnetfeld nach.... Wenn die halt mehr als einen echten Schritt nachhängen haben Sie Schrittverluste, so weit sollte das natürlich nicht gehen. Aber schon dieses Nachschleppen und Überschwingen innerhalb eines HW-Schrittes ist relevant wenn man Erbsen zählt, nur kümmert sich da bei Steppern keiner drum.

Man kann sich also nur ein für sich realistisches Ziel der Genauigkeit setzten und muss mit dem dann zufrieden sein und kann los fräsen.
Wer ein Hunderstel auch in allen anderen 6 Freiheitsgraden ausgerichtet bekommt auf seiner Fräse ist sowieso schon extrem gut dabei.

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

Beitrag von flipmode » 09.02.2020, 14:25

Hallo ravenbs,

ich heiße übrigens Jürgen - habe ich total vergessen!
Was soll ich sagen, ich hatte mich bewusst für Servo`s entschieden, gerade wegen den "normalerweise" geringeren Vibrationen gegenüber Schrittmororen. Der Großteil der Erfahrungsberichte zu den JMC 180W Servos beruht auf die V5xx und diese scheinen sich deutlich besser tunen zu lassen als die V6xx.

Nehmen wir als Beispiel ein Tutorial zum Tunen von Servos:
https://www.ni.com/de-de/support/docume ... -tune.html

Folgende Parameter tauchen im Zusammenhang immer wieder auf, egal welcher Hersteller.

- Proportional Gain (Kp)
- Derivative Gain (Kd)
- Integral Gain (Ki)
- Derivative Sampling Period (Td)

In der Software zu den V5xx Servos und wohl auch in der zugehörigen Firmware konnte man diese Parameter eindeutig bestimmen und anpassen. Die Videos von derNormio erklären das hervorragend, nur ist all das mit V6xx nicht anzuwenden. Die V6xx hingegen lässt sich wohl nur mittels Autotune in dessen Rahmen verwenden, manuelles Tuning scheint unmöglich weil diese Parameter fehlen, falsch Übersetzt sind oder anders zum Tragen kommen. Mittels Autotuning komme ich jedoch nicht zum gewünschten Ergebnis und meine manuellen Einstellversuche enden dort wo Autotuning versagt.

Vielleicht ist ja hier jemand der mit den JMC V6xx Erfahrung hat, insbesondere im manuellen Tuning?

Bezüglich 2:1 Übersetzung hatte ich mir mehr Kraft versprochen also auch mehr "Gegenhalten" beim Beschleunigen und Abbremsen. Gleiche Rampen, gleiche Geschwindigkeit und absolut den gleichen Spike. Mit 1:1 hatte der Servo bis 75% Current erhöht um gegenzuhalten, nun erhöht der Servo nur noch auf 50% Current und genau das verstehe ich aktuell nicht. Die Servos hätten weitaus mehr Kraft als diese abrufen, weil wie ich vermute nicht korrekt Parametriert, bzw. weil diese Parameter nicht gesetzt werden können.

0,01mm halte ich mit der Sorotec CompactLine Mechanik für unmöglich - das erwarte ich auch garnicht. Das Portal wiegt inkl. Z-Achse und Fräsmotor max 50kg - das sollten diese 180W JMC Servos eigentlich handeln können?

Die letzten Wochen habe ich jede freie Stunde mit Tuning verbracht, passt der dauerhafte Schleppfehler sind es die Spikes beim Beschleunigen und Abbremsen welche das Ergebnis beeinflussen, arbeitet man sich dort weiter Richtung 0 fangen die Servos an zu Schwingen/Vibrieren. Das schlägt sich dann bei ungeraden und kleineren Vorschüben wie etwa F936 oder F1398 in einer leichten Vibration nieder, hingegen läuft der Servo mit Vorschüben mit z.B. F960 oder F1400 absolut sauber und Ruhig. Hierzu hatte ich mich an Eding CNC gewandt weil ich vermutet hatte das dies mit dem Controller in Verbindung steht. Hr. Bos teilte mit, das er sich kaum Vorstellen kann das dies durch den Controller verursacht wird. Zusätzlich kommt hinzu, das getunte Servos welche strenger gestellt sind ein knackgeräusch von sich geben ( Jeder Servo an der Steuerung, sobald strenger gestellt), aber nur bei Drehbewegung in CCW und ebenfalls nur in Vorschubbereichen unter F3000. Sobald ich die Parameter auf Werkseinstellungen setze ist das knacken weg oder einfach so wenig ausgeprägt das ich es nicht mehr wahrnehme.

Leider habe ich keinerlei Anhaltspunkt was dafür verantwortlich ist. Ich habe überall geschirmte Kabel, Schirm immer einseitig aufgelegt, in der Steuerung Gleichstrom/Wechselstrom räumlich weitmöglichst voneinander getrennt und natürlich auch die Leitungen entsprechend verlegt. Den PC Testweise getauscht, ebenso das Betriebssystem. Lediglich das Meanwell PSP600-48 Netzteil habe ich noch nicht getauscht - aktuell hängt dort aber auch nur ein Servo dran. Zumal dieses Problem dann wohl auch in CW auftreten müsste? Die Servos drehen ohne Strom absolut sauber und frei durch in beide Richtungen, ist also sicher kein mechanisches Problem.

Nun weiß ich nicht weiter....

Grüße, Jürgen

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

Beitrag von ravenbs » 09.02.2020, 14:43

Hallo Jürgen,

was hast du denn konkret erreichen können an Schleppfehler - in mm am Fräser bei welchem Vorschub? Also inclusive Untersetzung und allem drum und dran das Gesamtergebnis?
Dann können wir diesen Wert vergleichen.

Meine Zahlen grade rausgesucht:
Portal etwa 150 Kg, 400W Netzteil pro Servo, 2:1 Untersetzung, 4000 steps/rev.
Bei 3500 mm/min Vorschub Bohrfräsen (also alle 3 Achsen aktiv) komme ich auf 0,03 mm als Maximalabweichung.
Bei 1500 mm/min Schlichten auf besser 0,01

G0 ist natürlich viel schlechter, aber da interessiert das ja auch nicht wie weit es abweicht.
Die 2:1 Untersetzung hat bei mir den realen Schleppfehler von 0,09mm auf 0,03mm reduziert - also 3x besser.

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

Beitrag von flipmode » 09.02.2020, 15:35

Am Fräser erstmal noch garnichts, bisher Arbeite ich ausschließlich mit dem Oszi weil ich nicht weiß ob ich unter diese Umständen schon Material drauflegen soll. Ein Schwenker durch einen Schleppfehler wird ein Fräser wohl nicht so gern sehen.

Im Moment ist nur die Y-Achse via HTD -> 2:1 ausgestattet, weil ich wissen wollte ob ich damit mehr Kraft aufbringen und das Ergebnis beeinflussen kann. Die X-Achse bedarf etwas an Umbau an der CompactLine, die Riemenräder und Riemen liegen hier, allerdings muss dann eine Adapterplatte und Motorenaufnahme gefräst werden und das wollte ich wirklich nur angreifen wenn ich mir sicher sein kann das sich der Aufwand/Zeit/Geld lohnt. Dann bleibt da noch die Z-Achse, da wäre der Umbau weitaus mehr Aufwand. Lohnt sich das überhaupt, die 5mm Steigung an der Z-Achse zu Untersetzen?

0,03mm wäre schon super - ich denke das ich mit der Sorotec unter Optimalbedingungen eher bei 0,05mm landen werde.

Nachtrag: Ich habe noch ein aktuelles Oszi angehängt Y-Achse, 6000mm/min | 600mm/sek² Beschleunigung
Der Spike beim losfahren scheint unumgänglich, selbst wenn man die Beschleunigung noch weiter runter setzt bleibt dieser in gleicher Ausprägung bestehen.
oszi_y_achse_latest_b.png

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

Beitrag von ravenbs » 09.02.2020, 16:20

Wenn ich richtig rechne sind doch 25 Pulse Abweichung an 5mm/4000 Pulse (Also 2:1 und 10er Spindel, oder gelich 5er Spindel) nur 0,03125mm.
Währe dir das nicht genug?

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

Beitrag von flipmode » 09.02.2020, 16:43

Das wirft mir immer noch Rätsel auf!

Im Oszi in der Auswahl ist der Position Following Error ( 16 Bit ) auszuwählen, wenn man nun die Parameter in der JMC Software aufruft und ich zuvor exakt 1mm Verfahrweg zurückgelegt habe entspricht das 400 Steps/mm -> wie in der Steuerung angegeben.

Der Wert "Position Deviation Pulse High" welcher nun 0 anzeigt, stimmt beim Bewegen der Achse exakt mit dem Wert (Position Following Error ( 16 Bit )) im Oszi überein. Hingegen zeigt der Wert von "Position Deviation Pulse number, encoder unit" das doppelte an ( Quadratur? ).
JMC_Software.png
Ich gehe also davon aus, das der Position Following Error 16 Bit nicht einem Encoderstrich gleicht, sondern einem Pulsesignal der Steuerung.

Somit lautet meine Rechnung:
5mm/400 Steps = 0,0125mm x 25 = 0,3125mm

Liege ich da falsch?

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

Beitrag von ravenbs » 09.02.2020, 17:20

Du hast deine "Mikroschritte" nicht auf 4.000 gestellt?
Dann mach als erstes mal das und miss dann nochmal.
400 pro Umdrehung ist schon arg wenig.

Gibt eigentlich keinen Sinn die Pulse größer oder Kleiner dem verbauten Encoder einzustellen, daher bin ich davon ausgegangen dass du auf 4K hast.

PS: Ja, ich geh auch davon aus, dass das die Anzahl Pulse von der Steuerung sind in der Oszi Anzeige.

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