Шаговые vs Коллекторных
И так, среднепотолковая прикидка:
Максимальная скорость перемещения каретки возьмем 5 м/мин, это примерно 83 мм/сек
Шаг ходового винта 4 мм
Количество отверстий на диске энкодера 200
ИТОГО 83 (мм/сек) /4 (мм) * 200 (шт) = 4166 (имп/сек) или 4,2 кГц или период следования импульсов с энкодера 0,24 мсек
А вот теперь можете пропорционально увеличивать или уменьшать скорость перемещения в разы, но все равно, быстродействия электроники должно хватить с головой. Ставьте редуктор, вводите деление, все равно хватит за глаза.
Есть золотое правило - не трогайте время, ибо никто не знает что это такое! По-этому при перемещениях используют систему координат, а не тайминги:) Далее шаг 4мм. Т.е. за оборот вы получите линейное перемещение в 4мм. И при этом система прочитает 200рисок. сие значит 200/4=50 рисок на мм. И какая точность всплывает? 1/50=0,02. Есть правило в оцифровке - частота оцифровки = 2х частоты следования импульсов. При такой политике мы не потеряем ничего. Следовательно нужно получать 200 импульсов с мм! Но как исключение 100:) итак 83,33/4*400=8333Гц. (в идеале 16666Гц) Период уменьшается. И теперь нам нужно успеть довести двигатель до позиции до прихода следующего сигнала “шаг”. Это нереально по причине инерции разгона-торможения самого двигателя. Выход один - вводить импульс по обратной связи на софт. Или просто уменьшать скорость подачи. Вывод - серво идеально для линейных перемещений на длинные дистанции, и равноценно шд при коротких или частых сменах направления. Оно будет всегда дешевле из-за массовости КД, удешевления электроники и выгодно для постоения систем с большими крутящими моментами.
Этот чип позволяет организовать обратную связь в системе с шаговыми двигателями и драйверами с интерфейсом step/dir
…
Все же я не понимаю Вашей позиции.
Если Вы хотите заинтересовать этим чипом и его возможностями других, то нужно его достоинства излагать как-то поинтереснее и более подробно.
Тем более что занимаетесь им уже год. По двум словам, про организацию обратной связи, я бы сказал, что нужно к ШД добавить энкодер, а не этот чип.
Вы думаете мне нужно растолковывать психологию нашего хоббиста.? Это слово они взяли для себя, что-бы прикрыть свои незнания неумения и отсутствие денег.
Может не стоит так неуважительно отзваться о людях? Imho, это не вписывается в рамки форума.
Презираете за “…незнания неумения и отсутствие денег”? Тогда что здесь делаете?
…
Есть прямая зависимость между скоростями подач и выходом готового изделия, а если изделие на продажу - значит и деньгами, как раз теми деньгами , которых так нехватает.
Вы думаете мне нужно растолковывать психологию нашего хоббиста.? Это слово они взяли для себя, что-бы прикрыть свои незнания неумения и отсутствие денег.
Эм, это слово значит, что человек как раз что то делает не для прибыли, а из интереса, для души.
Те, кто делает что то ради прибыли, это уже комерсант, изобретатель, рационализатор и т.п.
Я, например, вообще на жизнь зарабатываю другим, никак со станками не связанным, и прибыли от того, что горожу не ожидаю, поэтому и ищу интересные решения, как сделать дешево, то что стоит дорого, но получить близкий результат.
Имея некоторое количество свободных денег, и видя теперишнюю ситуацию с советским технологическим наследием, когда в металлолом сдается то, аналоги чего сейчас на западе предлагают за баснословные деньги, просто возникает желание это купить за копейки и приспособить, что бы не пропадало даром.
Выгода комерческая пока не предполагается вовсе, у меня другая работа, а это именно хобби в свободное время, из интереса что можем из этого получиться.
А вот из всего сказанного вами создается впечатление, что вы каким то образом лично только и заинтересованны в применении другими именно этого чипа, кроме интересных историй из жизни вы никак не касаетесь особенностей его работы, а если нет полезной информации, нет и интереса и доверия к вашим сообщениям, уж извините, если и это вам покажется грубым.
Итак финальная модель: шаг 1мм на оборот (потому что шпиля М6 и ее не порвать хоббийным станком), подача метр в минуту, двигатель ДПР62-Н1-03 (потому что он у меня есть, но могу достать еще один из этих: www.evita.lt/p-catalogue/id-79/…/varikliai.html ), редукция 4,5:1, передача - червячная (основа винт М8 латунь + самодельное колесо нарезанное метчиком в кондукторе), диск на колесе со 100 рисками (точность 0,01 и отсюда ширина риски - 0,01 мм) диск на моторе с 14 рисками (так как в коллекторе у него 15 пластин угол получается 24Гр, да и 14*75 [75 оборотов на мм] = 1050 импульсов на мм что я считаю офигенно достаточным), два датчика HEDS-9700 (от НР-ного принтера), Н-мост по схеме Боба Блика (схему приводил ранее, уже готова печатка и все проверено), концевик оптический - обычная оптопара. Как это будет работать в моем представлении: 1) после включения МЦУ опросит концевик и если он свободен выставит сигнал “направление” (далее Н) в сторону концевика и прогонит “шаг” (далее Ш) до его срабатывания. При этом будет включен делитель 100:1 (два десятичных счетчика последовательно) на “грубом” датчике (который на шестерне, далее ГД) и МЦУ получает каждый 100 импульс, что = 1мм. Скорость максимальная. Датчик сработал, МЦУ отгоняет на 1мм назад, и ориентируясь по “точному” датчику (далее ТД) возвращает каретку , используя шим на малой скорости до срабатывания концевика. Как только концевик снова сработает, мотор “подводит” на ГД до ближайшей метки и останавливается. Это риска и будет начало координат и счета. Таким образом при калибровке мы гарантируем исключение погрешности в 0,01мм. 2)МЦУ формирует сигнал “готов” и ждет команд от контроллера. Контроллер получая данные, формирует три сигнала - Н, Ш, скорость (С). Сигнал скорость переключает МЦУ на чтение с ГД на ТД, что в железе приведет к снижению скорости через шим. Сигнал С формируется когда расстояние между точками больше 1 (а может и 0,5) мм, что гарантирует замедление двигателя (помните, что двигатель за 1мм делает 75 оборотов? я думаю ему хватит тормознуться с червяком в качестве нагрузки). Ну вот впринципе и все. Замечания, предложения жду несколько дней, пока не начал собирать опытный образец.
Таки давайте вернемся к теме разговора:
Шаговые vs Коллекторных
а то градус лирики может достич градуса ругани
Пришлось покопаться в своих старых институтских записях (столько времени прошло, и думаю не зря) но вот в чем вопрос и здесь он прозвучал в неявном виде: Обратная связь
Енкодер на системе с ДПТ или ШД (а тема енкодер с ШД обмусоливалась на форуме не один раз) - это так или иначе обратная связь. Но вот какие характеристики черного ящика в виде ДПТ + механика или ШД + механика она регулирует прошу пожалуйте к рассмотрению.
ДПТ и ШД бум рассматривать отдельно от механики, положив, что оба агрегата взаимообразно заменяют друг друга, таким образом из рассмотрения исключаем особенности характеристики нагрузки.
При рассмотрении, в теории, применяют унифицированные показатели систем, которые приводятся ко времени реакции (вопреки золотому правилу не рассматривать время ибо потому, что о нем никто ничего не знает)
И так примем, что массы роторов двигателей и их размеры примерно одинаковы, таким образом считаем, что момент инерции обоих примерно равны, а соответственно и время реакции механики одинакова.
А вот теперь можно начинать сравнивать особенности управления этими двигателями и их электрические характеристики.
ДПТ характеризуется высоким механическим моментом, управлением постоянным током с низким сопротивлением обмоток, что снимает частотные ограничения на его управление. (даже управление током через обмотки ДПТ ШИМ все равно усредняет постоянный ток через двигатель т. е. свойство интегрирования).
В отличие от ДПТ с его интегрирующей характеристикой ШД можно описывать как черный ящик с выраженной внутренней дифференцирующей цепочкой поскольку на каждый импульс тока приходится реакция мотора в виде конечного минимального перемещения - механического шага (численного параметра при дифференцировании). Итого ШД помимо интегрирующих свойств массы ротора обладает и дифференцирующими свойствами вследствии особенности его управления.
ШД характеризуется прямозависимым падающим механическим моментом от частоты управления вследствии того, что управление двигателем импульсное.
Время реакции как функции от дифееренцирующей и интегрирующей характеристик мотора практичеки постоянна. Это значит, что ШД отрабатывает конечное перемещение (я не говорю шаг, это может быть и пол оборота и два оборота) в идеале прогнозированно без контроля за этим перемещением, чего не скажешь про ДПТ.
Мошность двигателей.
Мощность оттдаваемая в нагрузку (фреза, резец, и т. д.) пропорционально произведению момента нагрузки на валу на частоту оборотов двигателя.
Для ДПТ чем выше скорость тем больше мощность, но при этом возрастает время реакции изза инерции ротора и механики, (ну и может быть нагрузки, когда подача при фрезеровании приходится под зуб фрезы, которая заставляет шпиндель вместе с кареткой рваться впереди паровоза).
На малых оборотах таже инерция не дает точно отработать перемещение. Поэтому в характеристиках на ДПТ указывают его момент для номинальных оборотов а так же могут указать и статический (стартовый) момент.
Для ШД на малых оборотах момент равен статическому. А вот на высоких оборотах момент падает, сказывается индуктивность обмоток при высокой частоте управления и втупую его можно поднять повысив напряжение на двигателе, что отчасти чревато боком. Но и для ШД на больших оборотах сказывается инерция ротора, механики и нагрузки. Перекомпенсация (проскок положения) при резком торможении тоже неприятность.
А вот теперь обратная связь. И что ей будем управлять?
Управлять ДПТ можно сигналом с тахогенератора (первая производная от перемещения - управление скоростью) и энкодером (прямое перемещение плюс к тому можно высчитать скорость как функцию частоты следования импульсов как ту же первую производную от функции перемещения).
Управлять ШД тоже можно… но зачем, если скорость движения прямо зависит от частоты следования, а перемещение устанавливается количеством поданых импульсов.
Вводя ОС от ШД мы будем получать информацию о перемещении и скорости как и для ДПТ, но и опосредованную информацию о действующей нагрузке, как функции запаздывания или опережения прихода импульсов как сигнала отработки шага, а при его пропуске или проскоке вводить коррекцию.
И вот заметтьте, что разница в подходе в управлении ДПТ и ШД с введением энкодера заключается в том, что в первом случае ДПТ зависим от сигнала ОС, а ШД увеличивает устойчивость при работе на предельных режимах.
Это тупой поверхностный анализ, не вдаваясь в подробности электроники.
Адепту. Все верно. Значит ШД будет при одинаковой мощности с ДПТ по габаритам всегда больше, т.к. у него материал со статичным магнитным полем и конструктивно он сложнее (а значит и больше в размерах) в силу прецезионности шага. Осталось сравнить только КПД и будет видно, что выгоднее применять ДПТ с гибкой схемой управления.
Но мы еще не обсасывали экономический аспект проблеммы…
Кроме того для малых перемещений все таки выгоднее пользовать ШД
К стати сравнив статические моменты для ШД и ДПТ они примерно одинаковы
Но мы еще не обсасывали экономический аспект проблеммы…
Кроме того для малых перемещений все таки выгоднее пользовать ШД
электроника дешевеет - факт, механика фиг и это тоже факт (а потому что металл он и в африке металл). просто нет доступной и легкой в настройке системы (над чем я сейчас и думаю) которую бы мог повторить любой желающий. А КД сейчас валом - подбирай от автоэлектрики, бытовой электрики и так далее.
Но мы еще не обсасывали экономический аспект проблеммы…
Кроме того для малых перемещений все таки выгоднее пользовать ШД
К стати сравнив статические моменты для ШД и ДПТ они примерно одинаковы
без редуктора да. а с редуктором?
…
без редуктора да. а с редуктором?
Ну, раз пошла такая пьянка - режь последний огурец!
А что редуктор? Редуктор - это трансформатор скорости и момента, что для ШД, что для ДПТ, только ШД можно цеплять напрямую использовав функцию дробления шага уже реализованную в существующих драйверах, а вот ДПТ - извините подвинтесь! И редуктор вещь не из дешевых.
Пример на фрезерном станке 25Ф73П Жальгирисского станкостроительного завода в составе сервопривода применен могучий ДПТ мощностью так-эдак 2,5 кВт не изза того, что он такой быстрый и могучий, а изза высокого статического момента. Дело в том, что на все три оси привод был централизованным от этого двигателя посредством магнитных муфт, которые каждую подачу подключали последовательно. Вот только когда решили приделать к каждой оси по шаговику выяснилось, что размеры и мощности шаговиков не были такими громоздкими как изначально предполагалось.
Ну, раз пошла такая пьянка - режь последний огурец!
А что редуктор? Редуктор - это трансформатор скорости и момента, что для ШД, что для ДПТ, только ШД можно цеплять напрямую использовав функцию дробления шага уже реализованную в существующих драйверах, а вот ДПТ - извините подвинтесь! И редуктор вещь не из дешевых.
Пример на фрезерном станке 25Ф73П Жальгирисского станкостроительного завода в составе сервопривода применен могучий ДПТ мощностью так-эдак 2,5 кВт не изза того, что он такой быстрый и могучий, а изза высокого статического момента. Дело в том, что на все три оси привод был централизованным от этого двигателя посредством магнитных муфт, которые каждую подачу подключали последовательно. Вот только когда решили приделать к каждой оси по шаговику выяснилось, что размеры и мощности шаговиков не были такими громоздкими как изначально предполагалось.
Ну у нас и задвижки на трубах тоже немаленькие были по сравнению с импортными. Дело не только в мощности но и в механической прочности. Да и ассортимент двигателей был невелик и ставили с 3х 4х запасом мощности. А редуктор, снижая обороты выдает такой момент, что шаговый никогда не сможет сделать. Просто редуктор должен быть просчитан, а народ потом удивляется как это так - пластмассовые шестерни? Ставить ШД на редуктор - гиблое дело. И вообще, ругать редуктор - это все равно говорить что рычаг Архимеда плохой, и все время им пользоваться в гараже.
Кроме того, возвращаясь к напечатанному, как последний гвоздь в гроб приводов с ДПТ применение безколлекторных моторов, которые и по габаритам и по характеристикам сходны с ДПТ, а по управлению сходны с ШД, не исключая применения их в составе с редуктором все таки более выгодны, чем городить огород на серве с ДПТ
Кроме того, возвращаясь к напечатанному, как последний гвоздь в гроб приводов с ДПТ применение безколлекторных моторов, которые и по габаритам и по характеристикам сходны с ДПТ, а по управлению сходны с ШД, не исключая применения их в составе с редуктором все таки более выгодны, чем городить огород на серве с ДПТ
Двумя руками за. Дайте построить сначала на ДПТ, а потом можно адаптировать и БКД!
Если Вы хотите заинтересовать этим чипом и его возможностями других, то нужно его достоинства излагать как-то поинтереснее и более подробно.
Может не стоит так неуважительно отзваться о людях? Imho, это не вписывается в рамки форума.
Презираете за “…незнания неумения и отсутствие денег”? Тогда что здесь делаете?
Ребята. Я помочь хотел. За низкий уровень страны обидно.
Ну не вписываюсь я в ваш менталитет - я много пробыл за границей, и на днях опять туда поеду. Обругайте меня за это.
Мне ни от кого ничего не нужно - я всё могу купить и сделать сам ( ну не всё конечно - кое-где я дурак-дураком )
А излагать более подробно - это же кормить конкурентов из своей тарелки. Не я придумал рыночную экономику, мне просто приходится в ней жить. Да и что там излагать - писать как плату в гонконге заказывать и буферный контроллер к PCL подвешивать. Толковый человек и так всё сообразил, а нетолковому оно и не нужно.
Ребята. Я помочь хотел. За низкий уровень страны обидно.
Ну, так подняли бы уровень нас сирых и убогих, наставили бы на путь истинный: как, на чем и почему надо так делать, а не иначе. А не как надо жить, чтобы так существовать…
Ну не вписываюсь я в ваш менталитет - я много пробыл за границей, и на днях опять туда поеду.
да понятно, чего уж там…
весь в белом, принц (не иначе), а тут это быдло 😃