Pantografo con doppia vite, servo DC, encoder lineari, Kflop

Sezione dedicata alla tua CNC: Costruzione, descrizione, foto, accorgimenti ed errori di progettazione.
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da syntronik » domenica 18 agosto 2013, 18:45

Bene Pedro, se conosci la logica fuzzy, sai allora la differenza dal Pid, e le sue caratteristiche, certo,
io intendo l'uso dedicato ad un driver dc, perché ogni applicazione deve essere dedicata, che il termine esatto é quello da té descritto, io sto facendo due sistemi, una con PID in tempo reale, vale a dire
contatore encoder, comtatore impulso cnc, con la possibilità¡ ovviamente di selezionare il numero di puls
da dedicare ad ogni fronte di salita, tutti i calcolo, fatti in tempo reale, con logica fpga, vale a dire comparatore, e tutte le operazioni matematiche, su base di un clock da 24 mega, il risultato, vale a dire
errore con calcolo del pid, pronto per il pwm, mi esce con una manciata di nanosecondi, forse troppo veloce, che nemmeno il motore puà³ rispndergli, ma questo non fa niente, si puà³ adattare, ora il termine nanosecondi, forse è troppo ottimistico, comunque sicuramente, attorno ai 10/20 microsecndi, ti pare poco? alla simulazione con modelsim, é facile, perché stabilisci tu i tempi, poi nella realtà¡ sara diversa.
Il secondo modulo, é fatto con logica fuzzy, ma quello prende un po piຠtempo, e anche un chip piàº
grande, come hardware, quello con il pid, mi sta dentro ad un max2 epm1270, mentre il fuzzy,
dovrà³ usare un cyclone 2, oppure meglio ancora uno stratix, con cpu risk a 32 bit, pertanto i costi
cambiano, ma io ho la qualità¡ di iniziare tanti progetti e non finirli mai, a volte arrivo, a fine progetto,
lo provo, quando mi soddisfa lo metto nel cassetto per finirlo poi, oramai ho i cassetti pieni, ma questa volta é diverso, se trovo qualcuno che mi aiuta, posso continuare le altre cose, altrimenti le lascio indietro (le altre cose) e finisco questo, per adesso quello con il pid, anche perché mi serve per ( le altre cose) sono deciso a terminarlo, impegni esteri permettendo.
saluti
Maurizio
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Pedro » domenica 18 agosto 2013, 18:55

:)

si, si..anche io inizio tanti progetti ma poi il tempo, al solito sempre poco, non mi permette di portarli tutti al termine in tempi brevi. In effetti anche con le fuzzy si possono fare i controlli PID, ci sono tantissimi approcci per lo stesso problema dopotutto. Comunque quello che volevo dire io, e poi smetto di divagare sul topic di zebra, è che se l'errore non c'è (condizione limite) il tutto va alla perfezione, se comincia ad esserci l'errore allora ci si approssima sempre anche alla infinitesimale frazione della perfezione ma sempre per approssimazione, dovuta a tanti fattori certo. Quindi in pratica se si cerca di stare nelle condizioni migliori il risultato è sempre più soddisfacente. Il controllo, o la correzione per meglio dire, del backlash ne è un chiaro esempio, in tanti qui dentro ne abbiamo fatta esperienza, se non c'è è sempre meglio che correggerlo
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da syntronik » domenica 18 agosto 2013, 19:04

é vero che stiamo occupando uno spazio, ma presumo che non siamo fuori tema, stiamo parlando di servo e driver dc, e di tecnologie degli stessi, penso che siano cose interessanti e molto didattiche,
altrimenti dedichiamo questo argomento ad un nuovo topic, a mé sembra sia interessante.
ciao
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Zebrauno » domenica 18 agosto 2013, 22:33

Nei miei topic c'e' sempre spazio per voi e per gli argomenti che esponete, non solo siete i benvenuti ma anzi vi invito a pungolarmi per qualsiasi inesattezza doveste incrociare su questa discussione.

Riprendo l'appunto di Pedro per chiarire un dettaglio.
Senza dubbi il sistema migliore e' quello che non richiede correzioni, non ci piove...ancor piu' basandosi su Step-dir.
Il mio appunto e' dovuto al fatto che anche usando Colibri', nella piccola cnc su cui sperimento di tutto attualmente, il conteggio degli step/mm equivale esattamente al numero di impulsi prodotti dall'encoder per 1mm di movimento.

1 Step=1 conteggio sull'encoder.
Ora, e' vero che avendoli montati sull'asse motore questi possano essere influenzati dai calcoli derivanti dalle riduzioni (attualmente 2:1) dunque ho posto molta cura nell'evitare non solo i periodici ma anche i decimali.

In un sistema basato su riga, e pilotato sempre da Colibri', rimane l'equivalenza pedestre di 1 Step=1 conteggio sulla riga.

Dunque con una riga che risolve 1um (contando gia' la quadratura) devo produrre 1000 step per 1mm di movimento, e 1000 sara' proprio il valore introdotto nel campo step/mm dell'asse in Colibri'.

In nessun modo entrano in gioco i calcoli sui rapporti di riduzione perche' comunque i miei driver contano gli impulsi dell'encoder, e niente altro.

La stessa cosa accade con Kflop, che Pedro conosce come le sue tasche, quindi credo che nemmeno in quel caso debba prestare attenzione al calcolo tra passo vite e riduzione pulegge.

Restano sempre valide invece le accortezze di non avere backlash o altri giochi meccanici, perche' la speranza che un sistema servo corregga tutto quanto e' la via migliore per un gigantesco spreco di denaro.

ps: non vorrei che arrivati a questo punto qualcuno si illudesse, purtroppo lo scarsissimo tempo e le risorse a disposizione per questa nuova cnc mi porteranno ad un risultato tutt'altro che ideale sul piano meccanico, la sfida e' proprio quella di far fruttare al meglio quanto riusciro' a mettere insieme rispettando i limiti iniziali.

A presto

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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Pedro » lunedì 19 agosto 2013, 7:22

kflop1.jpg

quello che vedi è la schermata della kflop in configurazione step/dir (quindi o con motori stepper o con motori servo usati in step dir) in closed loop (si chiama CL Step nelle modalità  previste dalla Kf). Come vedi c'è la parte output channel in cui c'è il gain che per l'appunto è il rapporto step/divisione riga ottica. Bisogna sempre capire il contesto in cui ci si trova: siamo in loop aperto o chiuso? e se chiuso, abbiamo un singolo loop o doppio? e se doppio dove lo chiudiamo? Se metti 1 anche li dentro, in modalità  CL step, potrai si correggere l'errore ma sai già  in partenza che un errore c'è, e a volte anche grande se gli step e la divisione della riga è a un rapporto alto ...pensaci, è intuitiva la cosa.

Se tu invece chiudi i motori invece che sui propri encoder sulle righe metti in retroazione il driver, che ricordo pilotato in step/dir, e fai un loop singolo; valido, ci mancherebbe, ma con caratteristiche diverse da un doppio loop

PS: di solito il doppio loop controlla non le stesse cose ma il loop piccolo, sui motori, controlla la velocità  (con resolver ma anche con gli encoder, dipende) mentre il loop grande, sulle righe, la posizione. Apposta dico che i driver per i servo più idonei sono quelli +-10 volts
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Zebrauno » lunedì 19 agosto 2013, 9:48

Mi piacerebbe "vedere", con i grafici utilissimi in Kmotion, come si quantifica questa differenza tra il comando in step-dir e quello analogico e usero' un driver da battaglia per un rapido confronto.

Ho messo gia' in conto un errore medio in spostamento compreso entro +-10 impulsi encoder in movimento, che abbinato a righe da 1um mi lascia comunque piu' che tranquillo.
Errore a cui si sommano tutti quelli meccanici non misurabili dalle righe, come le flessioni della fresa, del telaio etc...

ciao

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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Pedro » lunedì 19 agosto 2013, 10:01

:cry:

ma come si potrebbe sulla stessa macchina, se no che senso avrebbe, fare la prova, e quindi il grafico, con un driver pilotato in tensione e poi step/dir? forse potrei, i miei driver accettano sia uno che l'altro, ma non ho per ora i collegamenti (non più) step/dir...forse, ma dico forse..un giorno..se mi andrà 


comunque ti faccio un esempio, poco calzante (almeno sembrerebbe) che mi piace...

io e te ci mettiamo d'accordo per vederci a Firenze, diciamo su per giù a metà  strada tra di noi, per domani alle 10.30. Siamo due assi, si!!!...delle CNC :lol: , e usiamo i nostri TOMTOM (e così abbiamo il nostro bel gcode). Tu decidi che pressapoco ci metterai 4 ore casello casello e decidi che per arrivare puntuale, sei un tipo preciso e quindi farmi aspettare ti darebbe fastidio e aspettare te ti annoieresti...

Calcoli che devi procedere sull'autostrada a una velocità  di 120 km/h per essere puntuale, sei preciso lo ricordo...o decidi che il tuo motore deve fare 10 milioni( b0hh, sparo numeri: diciamo che un motore a 6000 giri minuto per 240 minuti dovrebbero essere 720 mila scoppi? bah..) di milioni di scoppi per arrivarci? in effetti se la tua macchina fosse monomarcia, come una cnc, con il numero di scoppi faresti un buon calcolo ma invece nella pratica, e ha il suo perchè, si usa la velocità  per dirci la previsione di arrivo..ci sarà  un motivo dopotutto

Ad un certo punto controlli la tua posizione, con il TOMTOM, e vedi che sei in aticipo, o in ritardo, perciò rallenti, o acceleri. Forse questo esempio lo feci un paio di anni fa. Ok, il motore a scoppio lo controlli con gli step, su e giù dei pistoni; allora diciamo che usi una auto elettrica. Preferisci un motore tipo quella delle auto a scontro che premi e cammina e lasci e si ferma(siii, ma poi ci metti i tuoi bei filtri di partenze lenta e fermo lento. le tue rampe che ti diano l'illusione di un moto costante...) o uno con il controllo velocità ? e se si perchè?

è come dire ad un audiofilo che i cd sono meglio dei vinile :lol:
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da syntronik » lunedì 19 agosto 2013, 11:33

Secondo mè, non troverete mai un punto preciso dove tutti e due raggiungete la stessa quota nello stesso momento, almeno per ora,
però sono convinto che Zebrauno, se ha previsto quello, sbaglierà  di poco, al massimo 1 o due microm, dei 10 previsti,
ma tuttavia, non me la sento di contraddire Pedro.
Però vi voglio raccontare una nota, 35 kili fa, o meglio 35 anni fa, ero ad una fiera di macchine utensili, un mio amico lavorava alla Mandelli,
lo incontrai in fiera, e mi fece vedere, come funzionava il CNC Mandelli, con inductosil, mi fece vedere scrivere il nome MANDELLI in una lastra di alluminio.
a velocità  diciamo media, io rimasi sorpreso, ma mi fece notare che la velocità  era al 20%, la mise al 90%, roba da fantascienza, poi apri il quadro, e mi fece vedere
l'elettronica, con i driver e controllo di tutto, una cosa sovrumana, una ventina di schede da mezzo metro quadro, pieno zeppo di integrati, allora usavano
i microprocessori con tecnologia (bit slice) , ma quella era la Mandelli, questo per dire come si sono evoluti i tempi e le tecnologie.
Alla fine di tutto, posso prevedere come andrà  a finire, quando Zebrauno avrà  finito il tutto, ci sarà  la coda a scoppiazzare e usare le stesse cose da lui
utilizzate, ci vogliamo scommettere?????
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Pedro » lunedì 19 agosto 2013, 11:44

:)

ma certo che si, se zebrauno sceglie una soluzione lo fa in modo ponderato; questo è garantito. Le scelte sono tutte poi un compromesso, sopratutto ahimè di budget. Io stavo solo facendo un discorso molto accademico, non pretendo certo di avere il verbo ma di controlli numerici un pochino ne mastico e anche di movimentazione. Io sulla mia macchinetta cinesaccia ho avuto montati gli stepper, gli stepper in closed loop, i servo pilotati in step/dir e i servo pilotati in tensione. Non faccio storia, certo e neanche mi pregio di fare un trattato di nulla, rifletto solo che a parità  di tutto alcune scelte secondo me sono migliori ma anche qui io non sono proprio nessuno altro che un mero speculatore, un elucubratore ecco :)


A me viene solo, ma molto banalmente, da riflettere: ma se un g code mi dice di andare da qui a li a tot mm/min non mi viene in mente che quella è una velocità ? e se si perchè non seguitare a comandare in velocità ?

discorso terra terra? forse si, ma io sono terra terra...a volte :lol:

PS: zebrauno sa che non sono qui a criticare ne contraddire ma solo per riflettere, io per primo, su quali opzioni si possono avere. So imparando anche io molto da quello che lui dice e dalle scelte che fa
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da syntronik » lunedì 19 agosto 2013, 12:00

Hello Pedro, nessuno ha mai messo in dubbio la tua competenza, si vede dalle descrizioni e dalle esperienze, sia tè che Zebrauno,
per quello che non mi sono mai permesso di contraddire o criticare, non ne sono in grado, anche per quello
che vi stò appiccicato a tutti e due, siete una miniera di informazioni, per mia fortuna ne capisco un po' il linguaggio, e gli oggetti delle discussioni,
altrimenti sarei invisibile.
saluti
Maurizio
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Pedro » lunedì 19 agosto 2013, 12:05

il bello dei forum è proprio il ragionare e vedere a cosa si arriva, tutti si impara qualcosa, nessuno insegna ma mette un pochino di esperienza dentro o di dubbi..qualcosa alla fine prima o poi ne esce, e si spera che quello che ne esce sia buono :lol:

maieutica? si, qualche volta aiuta. Brainstorming? oggi si dice così ma poi alla fin fine ognuno prende quel che gli necessita e lo elabora a modo suo. Si impara molto tra le righe scritte qui dentro, io ad esempio faccio pena come meccanico, negli anni non sono migliorato ma ora mi accorgo dei miei errori :lol:



e non è cosa da poco 8)
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Zebrauno » lunedì 19 agosto 2013, 13:59

La questione del gcode che descrive spostamenti tra punti ad una data velocita' (in mm/min), i quali a loro volta incorporano delle rampe di accelerazione, credo sia il fulcro dell'intero discorso.

A livello puramente teorico potrei dire che se l'uscita DAC di Kanalog fornisce 4096 step tra -10 e +10V, e questi servono per descrivere la velocita' e verso di rotazione del motore, allora esistera' anche in questo caso un errore dovuto al fatto che la velocita' espressa in mm/min puo' assumere valori molto piu' ampi dei 2048 livelli per ogni verso di rotazione.

In pratica esisteranno pochissimi o nessun caso in cui il valore definito dal DAC corrisponde ad una quantita' esatta di feed (per esempio F3204, o F1253) e questo implica una costante oscillazione tra due o piu' "gradini" di pilotaggio analogico per mantenere l'avanzamento dell'asse ad una velocita' che comunque viene misurata in impulsi (quelli letti dall'encoder) al secondo.

Quindi abbiamo almeno 3 griglie di divisioni: l'uscita DAC, lo stadio di potenza che pilota il motore con un treno variabile di impulsi di onda quadra, ed infine le divisioni misurabili dall'encoder.

Ecco perche' vorrei poter vedere sotto forma di grafico come si sviluppa l'errore di posizione e inseguimento cambiando il pilotaggio da step-dir ad analogico.
Considerata la velocita' dei PID moderni vi confesso che sono assai curioso di riuscire a valutare, se possibile, questa differenza.

Ho l'impressione che questa diversita' si possa in qualche modo osservare nelle risonanze operative a differenti regimi di rotazione.

ciao

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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Pedro » lunedì 19 agosto 2013, 16:20

per andare da qui a li:

gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma


ci sei? no. Allora:

gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma

hai superato? torna indietro, inverti il bit dir e :

gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma-gira-ferma


ah, si: tra gira e ferma mi ero dimenticato: parti, accelera, gira, decelera, ferma....

parli di PID: ripeto, va tutto bene ma riconosci un accelera, gira, decelera fatto una volta al secondo e 15 mila volte al secondo ha un altro senso, sopratutto perchè quell'accelera, che viene dalla funzione anche complessa del PID, è costante?

il grafico: ne sto cercando qualcuno ma prometto che appena posso lo faccio io, almeno ha la stessa macchina e stessi motori...ma ora proprio non posso; devo rifare alcuni connettori e non è cosa di adesso :)

avrà  pure solo 2048 bit ma sempre più di un interruttore, anche se dopo ci metti un filtro di ultima generazione
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Pedro » lunedì 19 agosto 2013, 20:08

:?

ho scritto 2048 bit, ovvio che intendevo dire divisioni
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Re: Nuovo pantografo con motori servo ed encoder lineari

Messaggio da Zebrauno » lunedì 19 agosto 2013, 20:30

Pero' il motore, le pulegge, le viti o chiocciole ad esso connesse forniscono un'inerzia, quel parti-ferma-parti-ferma non porta mai ad un arresto tra gli intervalli.

Ecco perche' punterei sull'analisi delle risonanze caratteristiche.
Pedro se hai qualche dato di prima mano e vorrai postarlo qui impreziosirai molto questa nostra discussione :D

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