Усовершенствованный сервопривод Чена
А если портал не нагружен? Тогда момент инерции будет другой. И опять не рассчитаешь программно эту инерцию или время останова так, чтобы не было перехода энкодером (не двигателем) позиции “стоп”. Под “встречной” нагрузкой сервопривод с люфтами идёт ровно. В принтерах и CD ещё одна из причин стабильности - это постоянная нагрузка.
Как ни крути, с люфтами и энкодером на самом портале (не валу двигателя) работы станка ЧПУ без дребезга не добьешься.
В принтерах не случайно от энкодеров на валу ШД перешли к линейным.
А зачем ШД - энкодер? навёрное всё-таки как писал Mechanic А в принтере энкодерная лента служит лишь для подстчета импульсов, чтобы на каждый импульс выплюнуть каплю краски и нет задачи точной остановки в заданном положении.
ШД - описка. 😦
Лента, как и диски в старых принтерах, служат для позиционирования, т.е. точной остановки в заданном месте.
Если уж ставить дисковый датчик, то сразу на винт привода. Это позволит выбрать люфты редуктора.
Я игрался с принтерным приводом. При правильной настройке и грузике на каретке он даже без ПИД правильно отрабатывает перемещение.
Всё равно, если люфт будет превышать +/1 шаг, то привод будет “колбасить”, это возможно даже не заметно на глаз, потому что “успокоение” произойдёт за доли секунды. Чем больше количество “лишних” шагов в люфте и тем больше инерция портала, тем дольше будет “успокоение”. И инерция здесь как бы не совсем зависит от массы, “тяжёлый” портал дольше едет по инерции, но в то же время дольше разгоняется. Поэтому при “туда-сюда”, он возможно будет меньше “дрожать”, чем “легкий” с хорошим скольжением.
Не подумайте, что нахваливаю усовершенствованный Ченовский, но по сравнению с Gecko G320, на мой взгляд (теоретически, т.к. в «железе» не сравнивал) он будет не хуже (кроме максимальной частоты от Step/Dir и энкодера, т.к. я максимальную частоту «усовершенствованного» не знаю).
На видео X1_test_155V.wmv, которое выкладывали в удаленной ветке про А300, аналога G320 – при покадровом просмотре в программе видеомонтажа видно, что вал (метка) при останове переходит заданную позицию и быстро возвращается «на место» (выбег).
С Ченовским, же этого при «хорошей» настройки - нет.
Это же и подтвердил сам разработчик G380 - Mariss Freimanis, когда начал «нахваливать» свой новый G380 www.cnczone.com/forums/showpost.php?p=561867&postc…
The servo is very ‘tight’; it resists instantly and there is no observable slight rotation and position restoration as with the G320
Мой перевод:
Серво очень ‘жесткая’, она сопротивляется мгновенно, и нет наблюдаемых незначительных ротаций и восстановление позиций как в G320.
Также Маррис, считает www.cnczone.com/forums/showpost.php?p=566242&postc… , что ошибка при рассогласовании позиции в +/-128 шагов – это мало и в новом варианте это исправит (он ещё его не выпускает).
The servo lock range is +/-2,048 counts and it uses a 12-bit D to A converter (8-bit and +/-128 on the G320).
Также во время настройки, подумал, что аналоговая регулировка параметров неудобна. Если станок большой, то замучишься прыгать от компа к плате. Крутанул немного один подстроечник и к компу задавать движение. И так много-много раз. И надо ещё визуально запоминать положение подстроечников, чтобы в случае «хорошей» настройки вернуться к ней.
А с ServoTuning-ом всё гораздо удобнее. У меня кабель (витая пара для комповых сетей) доходил до 5м. от компа до внешнего преобразователя RS23/UART. Задал движение – и смотришь (слушаешь) реакцию привода. И цифровые значения гораздо легче запоминаются, чем положение подстроечников. К тому 5 удачных вариантов настроек можно записать в EEPROM и по очереди с ними «погонять».
Да было и так видно без покадрового воспроизведения, что мотор проскакивает позицию.Особенно когда должен был вставать как вкопанный с больших оборотов. А если еще прибавить инерцию системы? как себя поведет?
Надо наконец собрать мощный блок питания и запастись струбциной для жесткой связи мотора со столом 😃 и погонять УХУ на 2000 об/мин.
Как показала практика, фиксация мотора, свободная или жесткая влияет на стабильность системы.
Портал дрожать и выбегать не должен. Все это определяется настройками. При датчике на ходовом винте или самом портале сервопривод может компенсировать люфт, но люфтов в станке быть не должно.
Понятное дело, а настройки влияют на “резвость” системы. А энкодер должен стоять на валу двигателя, где ему самое место. Ибо остальное малой кровью не дано.
А энкодер должен стоять на валу двигателя, где ему самое место
.
Это если нужно за двигателем следить, а не результатом его работы
Результат же работы оценивают на других станках щупом. Это норма, типа “ОТК”. А своей компенсацией, раздрюкаете весь привод постоянными рывками и весь станок, да и на скорости обработки и равномерности подачи это безусловно отразится.
Да уж, делать надо хорошо ! хреново само получится 😃
люфтов не долно быть даже на хобби станке… тогда и работать все будет хорошо и изделия на выходе будут более приближенными к заданным размерам.
Если у вас не прямой привод вала, то энкодер на моторчике - избыточная точность и большая скорость обсчета. А начинать надо не с копирования сервопривода, а поиска проги для его управления, бо step-dir превращает сервопривод в обычный шаговик
А начинать надо не с копирования сервопривода, а поиска проги для его управления, бо step-dir превращает сервопривод в обычный шаговик
В шаговик с 2000 шаг/об и 3000 об/мин. 😃 И с большим крутящим моментом при меньших габаритах и меньшей потребляемой мощностью.
Моменты у DC и эквивалентного по габаритам ШД примерно одинаковы, как и КПД. Да и стоимость сервопривода соизмерима с приводом на ШД. А вот дергаться от step-dir сервопривод будет как шаговик, т.е. плавность хода и обработку кривых за счет изменения скоростей по осям вы теряете.
Моменты у DC и эквивалентного по габаритам ШД примерно одинаковы, как и КПД. Да и стоимость сервопривода соизмерима с приводом на ШД. А вот дергаться от step-dir сервопривод будет как шаговик, т.е. плавность хода и обработку кривых за счет изменения скоростей по осям вы теряете.
У сервы – момент выше (на малых оборотах может быть ниже), КПД –выше, стоимость – выше, плавность выше (особенно при 2000 шаг/об)
Опять начинается «размножение» старых, уже «обсасанных» тем в новом месте.
Вечные вопросы – что лучше серва или ШД, какой энкодер применить и т.п.
rcopen.com/forum/f110/topic39561/81
rcopen.com/forum/f112/topic126246
rcopen.com/forum/f110/topic36760
rcopen.com/forum/f112/topic123224
rcopen.com/forum/f110/topic121069
И это только я так по «быстренькому» пробежался поиском по этому форуму. Обсуждается практически одно и тоже, только немного участники меняются, которые поиском не умеют пользоваться и пытаются «напостить» как можно больше тем.
Лента, как и диски в старых принтерах, служат для позиционирования, т.е. точной остановки в заданном месте.
Если уж ставить дисковый датчик, то сразу на винт привода. Это позволит выбрать люфты редуктора.
Я игрался с принтерным приводом. При правильной настройке и грузике на каретке он даже без ПИД правильно отрабатывает перемещение.
Вот здесь rcopen.com/forum/f41/topic99556/4 (пост №4) olkogr я считаю правильно описал принтерный привод. Ведь на самом деле, в отличие от сервы, в принтере если сдвинуть привод (головку) – то он(а) не «сопротивляется» этому, в отличии от сервопривода. По крайней мере это так в нескольких принтерах, которые я «щупал».
С Olkorg согласен, но я использовал лишь механику струйника вместе с энкодером и свою схему управления.
Тема отсутствия доступных программ управления сервоприводом пока не рассматривалась.
Обратите внимание на год и первое сообщение данной темы. Все остальное - мелочи, которые большой роли не играют.
Может не совсем в тему.
А зачем лепить серво эмулирующее работу шагового двигателя если есть шаговый двигатель? Неужели связка ШаговыйДвигатель_Контроллер стоит дороже чем СервоДвигатель_Контроллер_Энкодер? Только для того чтобы повесить это на Mach? Но если Мак не поддерживает серво то есть EMC2 под Linux (Ubuntu8.04) который поддерживает и шаговые двигателя и сервомоторы. Причем шаговые как шаговые а серво как серво. На сайте linuxcnc.org есть подробное описание железа с которым это чудо работает.
Там есть такой проект: Medium Current Quadrature Drive Servo System
Со всеми исходниками, рисунками плат, схемами и так далее. Вся связка смотрится очень привлекательно. Линакс и EMC бесплатные, схема и плата сервоконтроллера простая до безобразия и затруднений вызвать не должна.
Теперь собственно вопрос: А почему именно серво-как-шаговыймотор? Чем EMC хуже чем Mach? (если конечно хуже). В общем, в чем основная идея/цель использования серво контроля в качестве шагового двигателя?
И еще один вопрос. В качестве серводвигателя используются обычные коллекторные моторы. А кто откуда какие моторы использует? Если я куплю 3-4 электрических стартера для запуска движков (стоят по 20 долларов) они пойдут? Кто на чем и как собирает энкодеры?
Спасибо!
А зачем лепить серво эмулирующее работу шагового двигателя если есть шаговый двигатель? Неужели связка ШаговыйДвигатель_Контроллер стоит дороже чем СервоДвигатель_Контроллер_Энкодер? !
Видно поиском нынче не модно пользоваться. Обычно, «каждый кулик нахваливает своё болото». 😁 И то что было актуально вчера, может уже этим и не быть сегодня. Вот некоторые ссылки:
www.electroprivod.ru/motor-type-help.htm
woodpecker.com.ru/articles/13/
www.alfa-tek.ru/index.php?option=com_content&task=…
Вот кусочек из известной статьи Л.Pидико stepmotor.ru/articles/stat2.php, с изучения которой начинают все «строители» драйверов для самодельных станков:
При проектировании конкретных систем приходится делать выбор между сервомотором и шаговым двигателем. Когда требуется прецизионное позиционирование и точное управление скоростью, а требуемый момент и скорость не выходят за допустимые пределы, то шаговый двигатель является наиболее экономичным решением. Как и для обычных двигателей, для повышения момента может быть использован понижающий редуктор. Однако для шаговых двигателей редуктор не всегда подходит. В отличие от коллекторных двигателей, у котрых момент растет с увеличением скорости, шаговый двигатель имеет больший момент на низких скоростях. К тому же, шаговые двигатели имеют гораздо меньшую максимальную скорость по сравнению с коллекторными двигателями, что ограничивает максимальное передаточное число и, соответственно, увеличение момента с помощью редуктора. Готовые шаговые двигатели с редукторами хотя и существуют, однако являются экзотикой. Еще одним фактом, ограничивающим применение редуктора, является присущий ему люфт.
Возможность получения низкой частоты вращения часто является причиной того, что разработчики, будучи не в состоянии спроектировать редуктор, применяют шаговые двигатели неоправданно часто. В то же время коллекторный двигатель имеет более высокую удельную мощность, низкую стоимость, простую схему управления, и вместе с одноступенчатым червячным редуктором он способен обеспечить тот же диапазон скоростей, что и шаговый двигатель. К тому же, при этом обеспечивается значительно больший момент. Приводы на основе коллекторных двигателей очень часто применяются в технике военного назначения, а это косвенно говорит о хороших параметрах и высокой надежности таких приводов. Да и в современной бытовой технике, автомобилях, промышленном оборудовании коллекторные двигатели распространены достаточно сильно. Тем не менее, для шаговых двигателей имеется своя, хотя и довольно узкая, сфера применения, где они незаменимы.
Любая программа, которая используются в «любительских» и не только станках с ЧПУ может работать с сервоконтроллерами управляемые по Step/Dir, при этом сохраняя все преимущества приведённые в выше указанных ссылках. Единственное ограничение может по максимальной частоте выходных импульсов, но в большинстве случаев её хватает «с лихвой».
Допустим, заменим ШД с 200 шаг/об. в оси с перемещением на 1 об. = 5мм. (дискретность = 0,025мм или 40 шаг/мм) на серводвигатель с энкодером 2000имп/об (дискретность = 0,0025мм или 400 шаг/мм). Сразу видим, что точность и соответственно плавность хода увеличилась в 10 раз. А если учесть, что максимальная частота вращения серводвигателя обычно в раза 3 выше ШД и крутящий момент при этом намного выше, то только одной простой заменой ШД на сервопривод мы обеспечим многократно лучшие параметры. Для того чтобы добиться такого улучшения параметров «механическим путем» и заменой на более мощный ШД нужно, скорее всего понадобиться гораздо больше денег и времени. А если учесть, что и электропотребление при этом возрастёт и понадобиться гораздо более мощный и дорогой БП, то «дешевый» привод на ШД (фактор, на который часто ссылаются сторонники ШД), уже под большим сомнением. Для мелких станочков, действительно ЩД в большинстве случаев будет экономически целесообразным.
Посмотрим, какую скорость Масh «выдать» для указанных выше параметров с сервоприводом. Для этого откроем в Mach – Config / Motor Tuning в окне «steps per» (число шагов на 1мм) укажем 400 и нажмём “SAVE AXIS SETTING”. Наберём в окне «Velocity In’s or mm’s per min» (Скорость дм или мм в минуту) значение 10 000 и снова нажмём “SAVE AXIS SETTING” и смотрим что получилось после этого в окне «Velocity In’s or mm’s per min». Это значение в данном случае равно 3750 мм/мин. Такова будет максимальная скорость которую сможеть «выдать» Масh. Эта зависимость не прямо пропорциональная (например, для 300имп/мм макс.скорость уже будет = 9000мм/мин), я формулы расчета не знаю, поэтому лучше всего проверять в самом Mach. При этом скорость не зависит от количества подключенных осей и скорости ядра (Kernel Speed в закладке Config / Port Setup and Axis Selection). Я думаю, что в большинстве станков ЧПУ таких скоростей хватит для большинства применений.
Если мало скорости и достаточно точности, то можно применить энкодер, напрмер с 1000имп/об.
Если высокая скорость не нужна, то энкодер можно и с большим числом импульсов подыскать, только надо учитывать максимальную входную частоту сервоконтроллера. Она берется из технических характеристик на сервоконтролер.
Определить какую максимальную частоту сможет «выдать» энкодер можно так: берём максимальную частоту двигателя, делим на 60 (сек) и полученное значение умножаем на число импульсов на оборот. Например, для энкодера с 2000имп/об и двигателем 3000 об/мин. Эта частота будет равна 100кГц. Для UHU и Gecko максимальная частота «по паспорту» около 250кГц, хотя судя по форумам на cnczone.com она реально выше 150кГц редко у кого бывает.
У ШД обычно число шагов на оборот равно 200. Выбор энкодеров с различным разрешением многократно выше. Также в некоторых сервах возможно изменение деление числа импульсов с энкодера (что-то по аналогии с дроблением шага в ШД). (В следующий версии я постараюсь это релизовать). Т.е. не применяя редуктор можно «играть» разрешением (дискретностью) и скоростью. Я считаю, что это ещё одно преимущество сервы перед ШД.
Для увеличения момента и дискретности применяют понижающие редукторы – это справедливо для любого типа движка.
Судя по форумах, те кто применял ШД, а потом «пересели» на серву – очень ей довольны. А тех кто наоборот, я пока не встречал.
На сайте linuxcnc.org есть подробное описание железа с которым это чудо работает.
Для «серьезных» станков применяют программы, которые должны поддерживать специальные дорогостоящие платы (по ссылке которую Вы привели – 888$ и это ещё не самая дорогая) согласования интерфейсов (обычно вставляются в PCI слот). В эту плату поступают сигналы от энкодера обрабатываются программой и задание управления с выхода платы в виде напряжения +/-10В поступает на сервоусилитель, который представляет в упрощенном виде обычный мощный усилитель или преобразователь постоянного тока. Вместо +/- 10В могут применяться другие различные интерфейсы согласования.
Стоимость такой системы (программы, платы согласования, сервоусилителя, энкодера + на мой взгляд надо комп помощнее и соответственно дороже, чтобы мог работать с обратной связью) будет гораздо выше привычных всем «любительских» программ. И что же ради этого надо применять бесплатные мало распространенные программы?
Интересно, здесь на этом форуме обсуждаются любительские решения или все хотят за 100$ сделать обрабатывающий центр за «лямон»?
На сайте linuxcnc.org есть подробное описание железа с которым это чудо работает.
Там есть такой проект: members.shaw.ca/swstuff/dspic-servo.html"]Medium Current Quadrature Drive Servo System
На мой взгляд, в этом проекте схемотехника не отработанна. Развитие этого проекта здесь www.cnczone.com/forums/showthread.php?t=40940 . Но опять же нет опторазвязки и рассчитана на низковольтные двигатели.
На сайте linuxcnc.org есть [URL=“wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/emcinfo.pl?EMC2_Supporte…”] В качестве серводвигателя используются обычные коллекторные моторы. А кто откуда какие моторы использует? Если я куплю 3-4 электрических стартера для запуска движков (стоят по 20 долларов) они пойдут? Кто на чем и как собирает энкодеры?
Это не обычные коллекторные моторы, хотя внешне очень похожи. Самое главное функциональное отличие - серводвигатели рассчитаны на долговременною работу в «старт-стопном» и реверсивном режимах.
При выборе надо стараться «брать» низкооборотистые с высоким моментом, т.к. такой двигатель быстрее разгонится до своих максимальных, например 1500об/мин и соответственно с этой частоты затормозит быстрее, чем «трёхтысячник» с более низким моментом.
Серводвигатель – название пришло из «буржуйского» языка. «Наши» можно поискать по кл. словам: электродвигатели для автоматизированного привода, исполнительные, специального назначения, высокомоментные, для систем автоматики www.enmek.com/books.php?id=2&rid=book2p9.htm .
У меня описанный сервоконтоллер работает с СЛ-369 www.selsyn.ru/kol dvig300.htm . Они (серии СЛ-ххх) вроде не очень дороги. 4 маленьких движка СЛ-369 в парраллель (расположенны по кругу, вокруг одной большой шестерни и далее в редуктор, общий Кпередачи=22) “таскают” портал весом чуть меньше тонны со скоростью 4000мм/мин (могут и 4500мм/мин, но уже не пределе из-за ограничения частоты вращения).
Что за стартеры? Ссылка на описание есть? Хотя скорее всего всё равно не подойдут. Где найти серводвигатель и как и из чего собирать энкодер - можно и нужно воспользоваться поиском.
А зачем лепить серво эмулирующее работу шагового двигателя если есть шаговый двигатель?
В sanmotion и lenze наверно тоже дураки сидят и делают в своих усилителях к AC сервам режим позицианирования посредством входящих сигналов step\dir 😃
Это не эмулирование , а способ управления 😃
boldive прав! Эмулировать ШД глупо. Сервопривод должен работать с соответствующей программой, а не реализовывать ПИД алгоритм в пределах одного step.
bolt, на чём основываются Ваши “умные” утверждения? “Расжуйте” нам не учам это поподробнее, желательно с ссылочками на утверждения других людей, а не основываясь только на том, что “поиграл” с принтерным моторчиком.
Вот здесь rcopen.com/forum/f110/topic119601/30 AlexSpb и далее не только он высказались о Ваших теоретических познаниях. И после прочтения той ветки, понятно из-за чего возник ненужный “сыр-бор” по поводу использования спец.программ - “рекламируете” свою прогу, которую наверное хотите “впарить” для тестирования или просто от “не хрен делать” захотелось что-то пописать своё, не читая и не обдумывая то, что пишут другие.
Сервопривод выигрывает относительно ШД, если эксплуатируется с соответствующей программой.
Использование DC под управлением Mach превращает двигатель в аналог ШД, с потерей плавности хода и более сложной схемой управления. Look-a-head - попытка улучшить работу ШД и к данной теме вообще отношения не имеет.
Я ничего не впариваю и не рекламирую, но собирать сервопривод для использования как ШД не вижу смысла. А тип энкодера, прошивка к клону, варианты настройки, КПД и т.п. обсуждаемые в этой ветке третий год вопросы - мелочи, imho