Problemi asse Z CNC

[Galliano]

Buongiorno a tutti, ho una CNC a 3 assi e da un po' di tempo ho problemi sull'asse Z, sembra una perdita di passi, il mandrino è un HSD E330 da 4,5KW e peso 15Kg con cambio utensili automatico.
Il motore passo-passo dell'asse Z, è un Sanyo Denki, coppia 700 N/cm, passo 1.8°, Ø albero 14mm, 6 A.
La scheda driver è una RTA Mod. NDC 06.V settata a 800 Passi / giro.
Il controller è un COLIBRI.
Il motore passo-passo era collegato in presa diretta con la vite di passo 5mm sull' asse Z, poi, visto la perdita di passi, ho messo due pulegge dentate con riduzione 2/1 per dimezzare lo sforzo del motore, naturalmente
ho cambiato il valore della risoluzione nel controller, da 160 Step/mm a 320Step/mm, però la macchina continua a perdere passi.
Nella foto allegata si può vedere il difetto, l'incisione fa circa 36 x 36mm, lo zera pezzo iniziale era sulla superfice del pezzo, dopo una prima incisione lo zero si è abbassato di 0,27mm, dopo un secondo giro d'incisione
(senza azzerare la fresa,) lo zero si è abbassato di altri 0,27mm.
Qualcuno ha un'idea di cosa può essere successo?
Grazie infinite e buona Pasqua a tutti.
Galliano
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[Fiveaxis]

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[fabpri]

il backlash lo hai controllato?
la colibri lo gestisce?

[MauPre75]

Questa ottimizzazione dei parametri nel mio caso l'ho risolta giocando con la durata del l'impulso di step che di default era a 10 millisecondi, man mano che la aumentavo riduceva l'errore (nel mio caso si alzava, nel tuo forse dovrai diminuire il valore) fino ad azzerare del tutto a 18 nel mio caso, opzione contestata da qualcuno ma provare non costa nulla al limite lo rimetti com'era.

Non sono esperto in meccanica ma il backlash sull'asse z è poco rilevante tenendo conto che il peso lo porta giù, su legno non crea problemi che abbia riscontrato, su metalli invece si, e poi sarebbe un errore costante.

[Vecchietto67]

Se hai un comparatore o un tastatore prova a fare diversi cicli su e giu senza lavorazioni, ovvero
G01 Z-50 F1000
G01 Z0 F1000
Lo ripeti per 5 volte e ogni volta vedi se Z ritorna in posizione o se si sposta verso il basso e di quanto
Poi
G01 Z-50 F500
G01 Z0 F500
Sempre 5 volte come prima
Poi
G01 Z-50 F50
G01 Z0 F50
Sempre 5 volte come prima
Srivi i risultati

[Galliano]

Ciao, il lavoro dell' immagine è fatto con una fresa cilindrica da 3mm con il sistema di incisione 3D con moto parallelo all'asse Y, con incremento di 0,5mm, in modo tale che la macchina ha dovuto fare molte volte "su e giù " con l'asse Y e l' errore, facendo il percorso due volte, è stato lo stesso per entrambe, 0,27mm ogni incisione.
Per quanto riguarda il backlash in Colibri non riesco a trovarlo, penso non sia gestito.
Per quanto riguarda i giochi, ho controllato e non ne trovo.

[arm]

Se l'errore è costante, ovvero se rifai la stessa lavorazione e riscontri sempre lo stesso problema, l'errore potrebbe essere nel gcode.

Se l'errore capita random e le quote di Z che altera sono sempre diverse, potrebbero essere problemi di interferenze con il cavo tra inverter e elettromandrino che presumo passi vicino al motore della Z.

Mi verrebbe da pensare che magari hai settato un'accelerazione troppo alta e la z alzandosi perda passi

Comunque, come è stato detto, fai prima delle prove col comparatore

[Galliano]

Forse ho risolto, probabilmente era il mandrino ad alta frequenza che dava disturbi al motore passo- passo dell'asse Z. Ho schermato il tratto di cavo dell' azionamento e ora sembra andare tutto bene.
Ciao e grazie a tutti.

[arm]

Bene, io avevo un problema analogo, ma molto più evidente perchè come accendevo l'elettromandrino, il motore della Z iniziava a gracchiare, oppure dopo poco che lavorava si alzava la Z; in pratica non avevo collegato la calza del cavo dell'elettromandrino al corpo esterno dello spinotto dello stesso.

[hellfire39]

... opzione contestata da qualcuno ma provare non costa nulla al limite lo rimetti com'era.

Non è questione di contestare. E' questione di capire cosa si sta facendo.
Ad driver non frega nulla di quanto è largo l'impulso, perché lavora sul fronte. Questo significa che il driver fa un passo ogni volta che il segnale passa da zero a uno (fronte positivo) o, in alcuni driver, potrebbe essere quando il segnale passa da uno a zero (fronte negativo)

Qunto sia largo l'impulso è assolutamente ininfluente

Chiaramente ci sono dei limiti:
- se l'impulso è troppo stretto, potrebbe non essere visto dal driver (ad esempio per via della capacità parassite che "rallentano la pendenza" del segnale
- se l'impulso è troppo largo, si hanno dei limiti di frequenza (ad esempio, se l'impulso durasse 1ms, non potresti avere frequenze maggiori di 500 passi al secondo)

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Qualsiasi altra osservazione è sicuramente data da una incorretta valutazione di ciò che si è osservato.Ad esempio: se avessi dei driver impostati a 3200 passi/giro e voglio andare veloce, sicuro che Arduino riesca a stare dietro ai calcoli? In quel caso la frequenza sarebbe elevata ed il micro potrebbe non avere tempo per effettuare i calcoli necessari tra un impulso e l'altro.
Cosa per altro provata personalmente con la libreria AccelStepper, che mi richiese di passare ad un processore più performante (es .Teensy) per poter emettere impulsi ad alta frequenza.

[MauPre75]

@hellfire39
Ti ringrazio sempre per le spiegazioni chiare che dai, ti spiego in che situazione ho fatto il test in questione, non per cadere in piedi (sono sicuro che non servirebbe) ma perché non sapevo più cosa fare al tempo ed ho provato comunque alla peggio lo rimettevo com'era, quando ho iniziato a fare le mie prime incisioni da heigtmaps ( in questo tipo di lavorazione hai movimenti di Z su e giù molto ravvicinati e brevi a secondo del file elaborato) ho subito notato che man mano proseguiva il lavoro la quota in Z si alzava al punto da essere fuori dal materiale, prima ho pensato a perdita di passi, quindi test di ripetizione andati a buon fine con movimento comuni che di fatto in altre occasioni non aveva mai manifestato errori, poi ho pensato alla risoluzione ma avevo già i driver 1/16, li ho messi a 1/8 e non è cambiato nulla, ho pure chiesto sul forum ma nessuna ipotesi in breve tempo e nell'attesa mi son messo a smanettare con la testa, e sono andato a modificare il parametro in questione che di default è 10, l'ho messo a 15 ed ho lanciato la lavorazione sul materiale già posizionato ed incompleto, man mano che il tempo passava vedevo che da che non asportava il bulino sulla parte lavorata in precedenza pian piano toglieva materiale, segno che mi avvicinavo alla soluzione, ma non bastava, l'ho portato a 20 e a fine lavorazione ero di poco più basso, 20 era troppo ma 18 è risultato perfetto alla fine e l'ho lasciato così, praticamente ho ripetuto 3 volte una lavorazione di 1 ora in cui Z va costantemente avanti ed indietro di piccoli movimenti, come descrivi tu nel caso dell'inpulso troppo stretto a quel tempo da ignorante l'ho vista così, ecco perché se fai dei semplici test di ripetizione certi errori non si manifestano. Poi è sempre possibile che la soluzione dell'utente non sarà questa, chissà forse disturbi o problemi di meccanica chissà, ognuno ha davanti la propria macchina, io ciò speso abbastanza tempo e pazienza ad aspettare il tempo passare però ho potuto fare osservazioni con parametri diversi e diversi risultati a parità di condizioni.
Io penso che al di là della teoria (giusto che ci sia e mi dispiace non averne abbastanza) ci vuole anche pratica altrimenti la teoria non è più necessaria se non messa in campo, provare non costa nulla, ci va di mezzo solo un po' di tempo per escludere le ipotesi.

Saluti e ben tornato hellfire.

[Galliano]

Buongiorno, io utilizzo il controller COLIBRI, ho cercato nella configurazione dove cambiare la durata dell' impulso di step ma non sono riuscito a trovare il dato. Qualcuno saprebbe darmi un aiuto? Grazie e buona giornata a tutti.

[hellfire39]

Io penso che al di là della teoria (giusto che ci sia e mi dispiace non averne abbastanza) ci vuole anche pratica altrimenti la teoria non è più necessaria se non messa in campo, provare non costa nulla, ci va di mezzo solo un po' di tempo per escludere le ipotesi.

Saluti e ben tornato hellfire.

Ciao, MauPre,
io penso che serva strumentazione, più che altro. Purtroppo, senza strumentazione è difficile valutare l'effetto delle prove. Si è sostanzialmente ciechi.
Ed il rischio di mal-interpretare le osservazioni è elevato.
Il mio personalissimo parere è che, con l'elettronica, sia necessario avere strumenti che ti permettano di osservare direttametne cosa sta succedendo.
Ad esempio, tramite l'oscilloscopio puoi vedere i segnali che vengono emessi, la loro forma, la loro correttezza, ecc.
Oltre, 'chiaramente, avere un'idea più o meno precisa dello scopo del parametro che si va a modificare.

Nel caso in esame, io partirei dal verificare l'hardware, in particolare il cablaggio dei cavi di segnale dal controller ai driver e, soprattutto, ricontrollare la corretta schermatura del cavo che va dall'inverter l mandrino.

Mi sembra ottimo il suggerimento di Vecchietto67 di fare prove a vuoto, eventualmente ripetendole con mandrino acceso e spento.

Sicuramente è interessante conoscere la lunghezza dei cavi che vanno dal controller ai driver. Più corta è, meglio è.

[MauPre75]

@Galliano purtroppo non so aiutarti con colibrì ma sono sicuro che qualcuno ti darà una mano.

Hellfire avere tutte le strumentazioni sarebbe bello ma non possibile se non c'è un uso almeno periodico, nello specifico dell'argomento trattato comunque non credo sia indispensabile visto che basterebbe un semplice comparatore se proprio non ci si vuole accontentare del tocco della fresa sul materiale per constatare il risultato.

Riguardo all'isolazione del cavo schermato credo che ci sia poco da verificare e comunque un problema di cavo o c'è sempre o non c'è, quando ho montato il mandrino l'ho fatto direttamente con il cavo schermato e non ho mai avuto problemi fortunatamente nonostante stia a pochi cm dal motore in aria e a 1,6 cm dai cavi motori nelle catene passacavo.

Il test suggerito dal sig.Vecchietto lo avevo eseguito senza risultati, il ritorno a 0 era preciso, non so quali relazioni ci siano ma secondo me non è lo stesso chiedere di eseguire movimenti lineari costanti in un senso di rotazione o movimento di centesimi avanti ed indietro per tempi lunghi. Non so a che punto è la tua costruzione ma ti consiglio di fare una lavorazione heigtmaps per vedere se è precisa non appena possibile ciao e buon pomeriggio.

[Galliano]

Ho fatto una prova con un comparatore facendo andare su e giù l' asse z per 5 mm per 160 volte di seguito, prima di schermare il cavo del motore passo passo, com elettromandrino spento non avevo nessun errore, con motore acceso a 22000 giri avevo un errore di 0,4mm; ora, dopo aver schermato il cavo, ho un errore di 0,03mm, secondo me ora la macchina è OK.