Усовершенствованный сервопривод Чена
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
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.
Объясните тогда почему при замене ШД на серву произойдёт потеря плавности хода?
Я вот повыше расписал своё видение, того, что плавность наоборот увеличится. (С энкодером 2000имп/об в 10раз!). Наверное, слишком много написал - тяжело прочитать 😃.
А тип энкодера, прошивка к клону, варианты настройки, КПД и т.п. обсуждаемые в этой ветке третий год вопросы - мелочи, imho
А теоретическое рассуждение многие годы на многих форумах - что лучше серва или ШД – это фундаментальный вопрос?
Как раз во эти мелочи и не обсуждаются, а хотелось бы поговорить о схемотехнике, настройке и т.п., а том что уже и так везде расписанно - не надо, надо поиском уметь пользоваться.
arisov77
Андрюха, “ты туда не пиши ты сюда пиши”, там меня забанили. 😃
Объясните тогда почему при замене ШД на серву произойдёт потеря плавности хода?
Управляя от step-dir вы разгоняете и тормозите сервопривод на каждом шаге, т.е. постоянно дергаете конструкцию, как и при использовании ШД.
что лучше серва или ШД – это фундаментальный вопрос?
если рассматривать отдельно от станка, то просто флейм.😉
А схему и методику настройки, видимо, лучше обсуждать с авторами тех приводов, что вы клонируете
Это я что схему клонировал? Прошивку? Вы хотя бы знаете о чём здесь идёт речь? Вы тему то сначала читали? Смысла что-то Вам объяснять больше не вижу (в том числе и про плавность хода). Вы своими голословными утверждениями только вносите смуту. Не ответили ни на один из моих вопросов. Не привели не одной конкретной ссылки, одна «отсебятина», не подвержённая практически.
После Вас действительно не захочется «популизировать» сервопривод – не практически, ни теоретически.
Вы хотя бы знаете кто первый автор? Для справки - японец или китаец Chan. Можете с ним пообщаться.
А Художник, который разместил в двух местах информацию - не является автором “усовершенствованного”. Его автор Alexander A. Karsakbaev www.panoramio.com/photo/8432307 который даже не знал о существование этой ветки.
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=…
Большое спасибо за разъяснения. Надеюсь Вы эти ссылки тоже читали. Там четко написано:
Применение шаговых двигателей полностью оправданно для применения в недорогих станках с ЧПУ (в ценовой категории до 10 – 12 тыс. USD), предназначенных для обработки дерева, пластиков, ДСП, МДФ, легких металлов и других материалов средней скорости.
Применение высококачественных сервоприводов необходимо в высокопроизводительном оборудовании, где главным критерием является производительность.
- Привод нужен для работы станка с ЧПУ или координатного стола - также предпочтительнее использовать шаговый привод.
- Если Ваше устройство очень ответственно, предъявляет повышенные требования к точности, плавности и требует сложных алгоритмов работы - используйте сервопривод.
Для меня это звучит как применяй шаговый двигатель и не дури голову. Хочешь ловить микроны и по ходу дела компенсировать “износ инструмента” ставь серво. Все упирается в цену. Мне лично нравится серво (ну очень много я с ними работал, правда стоимость того оборудования крутилась вокруг циферь с шестью нулями в долларовом исчислении, и там это было полностью оправдано). Все что мы тут обсуждаем стоит до 10.000$ и для большинства потребностей на 99% осуществимо на шаговых двигателях. Плата за экономию увеличение времени обработки. На сколько, не знаю. Если есть те кто перешел с шаговых двигателей на серво, может расскажете что реально выиграли. Это поможет остальным легче определяться с вечным вопросом - “Что лучше?”
Основной критерий я так думаю это деньги. Если за ту-же или слегка выше стоимость (до 20%) можно (есть возможность) поставить серво то надо ставить серво. И уж если ставить сервомотор, то ставить бесколлекторный.
И наверняка очень желательно ставить сервомотор через понижающую ременную передачу, а это еще дополнительное удорожание и усложнение конструкции.
www.dmm-tech.com (250$ за мотор, энкодер и контроллер с софтом) вот достаточно недорогое решение для станков с небольшим полем (500мм) Они и на eBay тоже продают. Кому лень копаться вот параметры мотора:
Rated Power Watt 250
Input Voltage Volts(DC) 48
Rated Torque Nm 0.796
Peak Torque Nm 2.388
Rated Speed rpm 3000
Peak Speed rpm 3600
Inertia Kg.cm2 0.438
Torque Coe. Nm/A 0.115
Resistance Ω 0.277
Inductance mH 0.782
Mech. Const ms 0.919
Elec. Const ms 2.82
Weight kg 1.4
Insulation Class B
InsulationStrength All AC1500V 1 Minute
InsulationResistance All DC500V > 10M
Operating Temp. All 0~40°C
Storage Temp. All -20~60°C
Operating Humidity All 90%RH No condensing
Vibration All < 2.5G
Наверно если использовать этот мотор через понижающую ременную передачу (например 1:3) то можно и полутораметровые порталы тягать. В общем, и хочется и колется😵
Это я все к чему, сборка вот этого станка (rcopen.com/forum/f111/topic131468) уже приближается к фазе когда надо будет и двигатели ставить. А вот с ними хочется еще раз определиться, шаговые или серво.
Время идёт, всё меняется и цены благодаря азиатским производителям падают. Сколько людей столько и мнений. Своё мнение о ценах я привёл. Думаю, что те многократные преимущества, которые даёт сервопривод можно отдать и более 20%.
В одной из ссылок очень хорошо написано - Вывод: сервопривод и шаговый двигатель не являются конкурентами, а каждый занимает свою определенную нишу.
На этом давайте вечный спор в этой ветке закончим. Если есть желание продолжить обсуждение, то надо делать в уже созданных для этого тем, например здесь rcopen.com/forum/f41/topic101383 , про энкодер - здесь rcopen.com/forum/f110/topic121069 и подобных тем на форуме уже много.
Мне бы всё таки хотелось здесь обсуждать, как я уже писал – дальнейшее усовершенствование, схемотехнику, настройку, результаты тестов, практические рекомендации, новую версию ServoTuning (может кто возьмётся?) и т.д. и т.п., т.е. всё то что касается непосредственно усовершенствования Ченовского сервоконтроллера.
Может займёмся обсуждением как сделать лучше. А цены это политика торгошей с ней приходится постоянно сталкиватся. При поисках цыфрового штангиля собраного на одной и той же микросхеме и одной точности цена колеблится от 100 до 600 гривень разница лиш в торговой марке и прдавце.
Мне бы всё таки хотелось здесь обсуждать…всё то что касается усовершенствования Ченовского сервоконтроллера
Это ответ на ваш вопрос
Это я что схему клонировал?
Мне тоже хочется спросить:
Какие результаты получены вами в тестах и на каком станке?
Что вас не устраивает в схеме Чена?
Все ответы есть в теме, хоть прочитал бы её для приличия, прежде чем здесь “пакастить”. Я так понял bolt - это от слова boltун.
Перечитал еще раз.
В первом посте сообщается
Для улучшения характеристик применил более скоростной микроконтроллер АТmega8…Для удобства настройки и снятия характеристик была разработана программа под Windows, работа с контроллером по RS-232.
post#10
Настроил контроллеры, прогнал тестовый файл на машине с этими приводами. Пластик. Подача 800 мм/мин, в режиме удержания контурной скорости. Круги практически идеальные, без искажений и ухода размеров.
(с) Художник
post#41
Хочу продолжить тему усовершенствования сервопривода Чена.
Надо ли мне устанавливать на транзисторы IRF 740 (до 10А) устанавливать радиаторы?
На сайте Чена написано, что более поздняя версия smc3a.asm оптимизирована для замены шаговых двигателей
Поэтому, вопрос для тех кто разобрался в алгоритмах Чена и Художника – какая для из них, на Ваш взгляд лучше (в плане «ходовых» качеств)?
и тут же
Если, что не понятно - спрашивайте, а то через полгодика и я, как и Художник, могу немного подзабыть.
- это и далее сообщения от Arisov77
Драйвер я просто «слепо» скопировал у UHU
Ещё пока продолжаю совершенствовать, кое что поменял в схеме, переделываю прошивку под smc3 от Чена,
так прошло больше года экспериментов по замене комплектующих, правки авторских кодов и пр. настольных усовершенствований привода
Со стола движок не убежит, если надо привяжу. Как поведёт себя привод на реальном станке точно, мне кажется никто не знает.
А месяц назад появилось сообщение
изготовленные мною 2 сервоконтроллера успешно работают более месяца
К сожалению, фотографий самого станка с сервоприводом, как и результатов его работы мне обнаружить не удалось. 😦
К сожалению, фотографий самого станка с сервоприводом, как и результатов его работы мне обнаружить не удалось. 😦
Читать надо внимательнее. Вы здесь кроме “склоки”, впрочем и в других местах тоже, ничего не “принесли”. “Ни грамма” полезной информации - одна голословная boltовня. Отвечать на неё, честно говоря никакого желания, но не хочется, чтобы начинающие “станкостроители” в неё поверели.
Отобранные Вами цитаты, хорошо показывают Вашу эрудицию и направленны не на выяснение чего то практического, а для “разжигания” склоки.
Ваше право верить или не верить в работоспособность, “муть то зачем гнать”?
Как я понимаю, что ваш привод все еще в стадии усовершенствования и хвастаться пока нечем.
Если уж делать настоящий привод, то начинать нужно с поиска/приобретения/написания программы управления сервоприводом. Желательно под USB и Win. А уже под эту программу/драйвер писать прошивку контроллера. Потом все это желательно проверить в работе, “вылизать”, а лишь тогда “двигать в массы”.
Ченовский привод делался как альтернатива мощному ШД, но для любителя это слишком сложно. Что собственно мы и наблюдаем по вашим сообщениям в данной теме.
Как я понимаю, что ваш привод все еще в стадии усовершенствования и хвастаться пока нечем. .
В отличие от Вас горе теоретиков,есть люди которые пытаются помочь
другим.Работая в отличие от Вас вместо языка руками и головой.
Если уж делать настоящий привод, то начинать нужно с поиска/приобретения/написания программы управления сервоприводом. Желательно под USB и Win. А уже под эту программу/драйвер писать прошивку контроллера. Потом все это желательно проверить в работе, “вылизать”, а лишь тогда “двигать в массы”…
Ну дык и флаг Вам в руки
Ченовский привод делался как альтернатива мощному ШД, но для любителя это слишком сложно. Что собственно мы и наблюдаем по вашим сообщениям в данной теме.
Да для таких любителей как Вы все сложно. Вы хоть знаете какой стороной
держать паяльник?
PS.Да можете не напрягаться и не топтать клавиатуру.
Ни на одно ваше высказывание отвечать не собираюсь.
Да и другим не советую.Пользы будет гоаздо больше.
Вот после таких, как bolt - уже не захочется, чем то практическим делиться, советовать. Всё равно найдутся те, которые всё перевернут «с ног на голову». Так и останется одна многолетняя boltвня про сервоприводы.
по работе мне постоянно приходится сталкиватся с такими “болтами” что я просто перестал обращать на них внимание. Стал кнстатировать людям факты и получилась огромная экономия нервов и времини. bolt уже показывал на CNC сайте сервопривод на одном усилителе мощности, а суперконтролер так и не дождались достал всех, что его там просто забанили на вечно.