CNC - Closed Loop Stepper System

[Maverick82]

Hallo Kollegen,

Ich bin mit der Überlegung konforntiert, dass ich bei meinem P3 Nachbau (typ Schwer) mit dem Verfahrweg 1000x500x200, ein Closed Loop System montieren möchte.

Zur Zeit habe ich folgende Motoren - Schrittmotor 4,2A Bipolar - 3NM DS von Sorotec mit einer Triple Beast montiert inkl. Eding CNC.

Motorspannung 50V

Hat jemand von euch einen Vorschlag für ein Vernünftiges System?

Mein Problem ist immer wieder, dass ich trotz Eding CNC und massiv gedämpfter / entschärfter Rampen doch immer wieder Schrittverluste habe, ich jedoch mit BoCNC und viel schneller, schärfer und genauer bin ! (Das hatte ich schon mal hier geschrieben)

Freue mich auf eure Vorschläge

Gruß Martin

 

[Christian Knüll]

Hallo,

closed loop Systeme helfen nur bedingt weiter:

• Sobald sie eine Differenz erkennen ist der Schaden bereits angerichtet bzw. so oder so nicht mehr abwendbar.
• Dem System bleibt nur die Option entweder alle Achsen abzuschalten und damit nur eine kleine Abweichung zu erzeugen die je nach Anforderungen eventuell nicht relevant ist.
  Wie schlimm es wird hängt dabei maßgeblich von der Massenträgheit ab, denn die Maschine wird nicht augenblicklich stehenbleiben bloß weil keine Schritte mehr folgen. Eine schwere Maschine reißt die Achsen locker noch ein paar mm gewaltsam mit.
• Oder es versucht die verlorenen Schritte später wieder aufzuholen was aber erst dann vollständig möglich ist wenn der Motor endlich wieder aus seinem ungültigen Betriebszustand heraus ist, denn die Schritte gibt deine Steuerung ja nach wie vor stur vor ohne von dem Problem des Motors zu wissen -> größere Abweichung die aber ggf. erst sehr viel später auffällt.

Closed loop sorgt nur dafür, dass sich die Fehler nicht aufsummieren und möglichst schnell nach Beendigung des ungültigen Zustandes wieder ausgeregelt werden oder die Maschine stoppt.
Gerade letzteres würde die Maschine aber erst recht unbrauchbar machen wenn sie nun wegen jeder Kleinigkeit auf Störung geht.

Fazit: die Konfiguration der Steuerung muss mit oder ohne closed loop immer so ausgelegt sein, dass keine Schritte verloren gehen.
Closed loop bei Steppern ist eine reine Absicherungsmaßnahme um schlimmeres zu verhindern - aber nicht um immer wiederkehrende Probleme zu kaschieren.
Interessant ist das eigentlich nur für industrielle Anwendungen wo man damit verhindern möchte dass eine Maschine unerkannt eine Schicht lang Schrott produzieren kann.

 

[cessnamover]

Also ist es doch eher ein Software/Schnitstellenproblem oder?

Wenn die gleiche Maschine mit EdingCNC Verluste hat und mit BoCNC nicht oder stehe ich auf dem Schlauch?

Liebe Grüße,
Udo

 

[Steffen]

Ich schliesse mich zwar nicht vollständig Christians Einschätzung an, da ich gesehen habe, wie viel besser closed loop Schrittsysteme laufen, aber grundsätzlich löste es nicht das problem, dass man Schrittverluste hat. die closed systeme sind eher für Dynamikanpassungen. ich suche das System raus, dass ein Kunde von mir benutzt, sehr schön, sehr dynamisch, wie Servos eigentlich.

Letztendlich musst Du den Fehler trotzdem erst identifizieren denn ein funktionierend ausgelegter Schrittmotorantrieb hat einfach keine Verluste.

Ich verstehe nur das Problem noch nicht ganz: BoCNC ist ein CAM und EdingCNC eine Steuerung. Oder kann EdingCNC auch CAM-Aufgaben und die Daten von BoCNC wie EdingCNC werden dann mit der EdingCNC Steuerung abgearbeitet?

 

[Christian Knüll]

Hallo,

...da ich gesehen habe, wie viel besser closed loop Schrittsysteme laufen...

Waren die Systeme vergleichbar?
Die Endstufen von closed loop Systemen sind in der Regel allererste Sahne - da kann ein China-TB Board natürlich nicht gegen anstinken.
Eine moderne digitale Endstufe von Leadshine, Gecko oder LAM im selben Leistungsbereich und mit passenden Motoren aber sicherlich schon.

Wenn die gleiche Maschine mit EdingCNC Verluste hat und mit BoCNC nicht oder stehe ich auf dem Schlauch?

Der Punkt liegt darin, dass verschiedene Steuerungen den Punkt ab dem der Schrittmotor Schritte verliert anders vorhersagen - was leider auch nicht ganz trivial ist.
Es ist leicht möglich trotz defensiverer Rampe dennoch Schritte zu verlieren wenn die Vorhersage wann das passiert nicht gut zur Maschine passt.

@Maverick82: Gibt es vielleicht außer der Länge der Beschleunigungsrampen noch andere Parameter die du beeinflussen könntest?
Z.B. ein defensiverer look-ahead?

 

[Maverick82]

Grundsätzlich habe ich vielleicht ein anderes Problem:

1) Mit BoCNC läuft alles sehr sauber und ich habe 6 - 7m / min mit echt guten Beschleunigungen (bin leider nicht zuhause und kann die exakten Werte nicht sagen)
2) Wenn ich die DXF mit Estlcam verarbeite und dort den G-Code generiere (welcher ganz anders gemacht wird als in BoCNC) dann kommt es zu Abweichungen bzw. Maßhalitgkeits Fehlern.
3) Hatte das alles an MACH3 mit Parallel Port am Laufen und bekam es nicht hin darum umstieg auf Eding CNC
4) Mit Eding CNC kann man auch DXF verarbeiten aber ich muss um generell die Dynamik massiv runterregeln (bin jetzt bei etwa 4m/min)

Generell fällt mir auf, dass die Maschine mit dem vom BoCNC ertelltem G-Code einfach viel schneller und Dynamischer aber auch genauer ist (egal ob jetzt mit Mach3 oder jetzt mit Eding)

Ich weiß ich muss mich noch mehr "spielen" aber Estlcam geht ja bei den meisten ... aber irgendwie kriege ich das nicht ganz hin ...

Nichts destotrotz wäre cool wenn jemand ein paar links von Closed Loop Systemen hat die man sich leisten kann.

Ah was ich noch sagen wollte ... Die Maschine ist spielfrei, eckt nicht, allle Kupplungen fest usw. Totgang legit bei etwa 0,01

Gruß Martin

 

[Gast_69019]

Deiner Beschreibung nach zu urteilen, wäre ein Wechsel auf ein CL-System aber ein Ansatz an der falschen Stelle. Ich wechsele beim Auto auch nicht erst die Reifen, wenn der Motor ruckelt. Oder?

Ich vermute, das ist ein reines Einstellungsproblem in der Steuerungssoftware. Ich hatte auch mal das Phänomen, dass sich das Umkehrspiel und damit die Genauigkeit ändert bei unterschiedlichen Beschleunigungsrampen. Zu "flach und sanft" darfs dann auch nicht sein. Teste das mal ausgiebig nochmal...
Grüße

Andreas

 

[Christian Knüll]

Hallo,

kann es vielleicht sein, dass BoCNC in seinem G-Code "G64" oder "G61" ausgegeben hat?

Mit G64 wird der Controller angewiesen möglichst konstante Geschwindigkeit zu fahren -> führt zur leichten Verrundung von Ecken, erhöht aber die Dynamik und verringert die Gefahr von Schrittverlusten.
Das Gegenstück dazu ist "G61" das den Controller anweist jede Position ganz exakt anzufahren was allerdings häufig viele Abbremsungen erforderlich macht.

Estlcam gibt standardmäßig keinen dieser Befehle aus um keine Nutzereinstellungen zu überschreiben. Du kannst das aber Problemlos in den Einstellungen ändern und automatisch in jeden Programmkopf einfügen lassen.

Ein beliebter Grund für Maßabweichungen eigentlich "identischer" Programme ist die Fräsrichtung (Gleichlauf / Gegenlauf) - auch das kann in Estlcam eingestellt werden.

 

[Maverick82]

Hallo Kollegen,

das mit dem Testen ist richtig ... muss mich noch genauer demit beschäftigen!

@ Christian: Kannst du das mit dem G61 und G64 aktivieren im Programkopf etwas genauer erklären?

Lookahead habe ich aktiert

BoCNC fährt jeden Punkt im Programm an (ob jetzt mit G61 weiß ich nicht ... aber ich glaube die Ausgabe ist rein mit koordinaten und nicht mit Befehlen wir Kreismittelpunkt und entsprechender Radius ... )

Gruß Martin

 

[jweber]

BoCNC schreibt eigenständig kein G64 in den Header.

Im Zweifelsfall schalte bei Estlcam mal alles im Befehlssatz aus, was nicht unbedingt benötigt wird. (S-Befehle, I und J...)

BoCNC schreibt wirklich nur ganz einfachen G-Code mit G1 und G0-Befehlen.
(Zumindest die letzte offizielle, wie das die Testversion macht, weiss ich nicht.)
Das G64p0.01 und die Fräsgeschwindigkeit habe ich immer manuell eingefügt.

Jörn