Prove con stepper e loop chiuso

[Pedro]

come promesso ho fatto un video, mi scuso se fatto di fretta ma ho da finire tante cose prima di andarmene giustamente e bellamente in vacanza , sul funzionamento pratico del mio controller a loop chiuso. Faccio un breve riepilogo......

"l'ordigno" in questione è un controller interposto tra un qualsiasi controller (basta che sia direzione/step) e i driver per motori stepper. Io ho usato una smoothstepper e mach3 per queste prove ma funzionerebbe con qualsiasi software e qualsiasi inerfaccia (ripeto basta che sia con uscita o in quadratura o direzione/step, funziona comunque). Il loop viene chiuso, sui tre assi principali X Y Z, con lettura fatta su tre righe ottiche da 5 micron di risoluzione. Il controllo è trasparente per il software, come dicevo, tant'è che volendo posso usare anche gli altri due assi, se mi servissero, senza loop chiuso e senza che il tutto si influenzi.

Diciamo che ho risolto sia il problema del backlash che della precisione. Devo mettere ancora a punto un paio di cose, ma ormai penso che finirò a ripresa autunnale. Come già  detto ed anticipato non metto schemi, ne listati a disposizione(non è un progettto open source insomma) e specifico che non è in vendita ne l'esemplare singolo che il progetto (beh....dipende dalla cifra )


Scherzi a parte mi fa piacere condividere qui un risultato da me raggiunto e quello che mostro non è ne uno spot pubblicitario ne una dimostrazione commerciale ma una cosa per ora molto hobbistica



Allora.......il video mostra all'inizio il file NC usato. E' un semplice file per posizionare i tre assi su diversi punti per mostrare sia la precisione (ai 5 micron) che l'assenza di backlash sia in una direzione che nell'altra. Le pause inserite, di 8 secondi, tra una posizione e l'altra sono servite a me per cambiare inquadratura alla telecamera e l'ultima parte mostra che (ho allentato leggermente i lardoni) spingendo su un asse il closed loop riposiziona correttamente; ecco il file:
----------------------------------------------------
(Closedloop test #1 2-7-2009)
(Prova 1; la pausa è inserita per controllare l'esatta

posizione degli assi cambiando inquadratura)
(TOOL NUMBER:1)
(SPINDLE RPM:5200)
f300

g01 x15.235 y3.675
g04 p8
g01 x12.235 y0 z14.735
g04 p8
g01 x7.655 y2.345 z7.565
g04 p8
g01 x3.145 y0 z3.765
g04 p8

g0 x0 y0 z0

M2
--------------------------------------------------------------
ed ecco il video, sperando che piaccia

http://www.youtube.com/watch?v=IvxzyV1I8T0


dimenticavo: senza il loop chiuso ho sulla macchina un backlash di 0.2 mm circa su Y e Z mentre su X sono intorno a 0.4mm

[fabpri]

che encoder hai usato?
dove li hai presi?
quanto costano?
che numero di scarpe porti?

[Pedro]

dunque, le righe le presi su http://www.stappenmotor.nl, quanto le pagai circa 129 euro l'una, più spedizione, ovvio, che non ricordo quanto fosse (devo riprendere le fatture)

il DRO è un SINO preso su Mjcnc pagato...non me lo ricordo vallo a vedere

le scarpe un 42

[7272]

l'idea e molto interessante anche se non vuoi scendere nei dettagli del tuo sistema potresti dirci qualcosa di piu' su come lo hai realizzato? potrebbe essere di ispirazione per molti di noi

[Pedro]

sto usando due DSP texas (ne sto usando due per praticità  di debug ma poi monterò tutto il firmware su uno) uno che controlla la posizione, legge gli input e comunica con un visualizzatore test l'altro (slave) che ha gli algoritmi di correzione della popsizione e i filtri. Per gli I/O uso uno Spartan della Xilinx (sto usando un 3E anche se sovradimensionato per quello che deve fare ma lo avevo...), ormai mi pare abbastanza standardizzato per queste applicazioni. L'algoritmo come già  detto in altri post è fuzzy supervisionato, montato come dicevo sul secondo DSP per comodità  di programmazione e debug

[7272]

sto usando due DSP texas (ne sto usando due per praticità  di debug ma poi monterò tutto il firmware su uno) uno che controlla la posizione, legge gli input e comunica con un visualizzatore test l'altro (slave) che ha gli algoritmi di correzione della popsizione e i filtri. Per gli I/O uso uno Spartan della Xilinx (sto usando un 3E anche se sovradimensionato per quello che deve fare ma lo avevo...), ormai mi pare abbastanza standardizzato per queste applicazioni. L'algoritmo come già  detto in altri post è fuzzy supervisionato, montato come dicevo sul secondo DSP per comodità  di programmazione e debug

Scusa se ti rompo unì altra volta ma a quali post ti riferisci mi devono essere sfuggiti

[Pedro]

ce ne sono in giro alcuni...come qui ad esempio

https://www.cncitalia.net/forum/viewtopi ... =8&t=14992

[7272]

Ti ringrazio per l'indicazione ma non ti andrebbe di dettagliare un po di piu' il tuo sistema ?

[Pedro]

il mio sistema, ripeto, è un dispositivo interposto tra la scheda controller di tipo step/dir, qualsiasi essa sia...anche una parallela, e i driver dei motori stepper. La lettura della posizione è fatta, sui tre assi principali X Y e Z, con tre righe ottiche con uscita in quadratura a 5 micron. Per leggere la posizione impostata, quella letta sulle righe ottiche e calcolare lo spostamento uso il sistema che ho detto 4 post fa

[cncpaolo]

Si puo` intervenire in un thread di 3 anni fa?

Per Pedro:

mi sto leggendo "tutti" i tuoi post sul loop chiuso ma sono veramente tanti, sto facendo confusione... qui stai parlando di un dispositivo da mettere tra controller e drive del motore stepper, e collegato all'uscita della riga ottica, per gestire il loop chiuso in modo trasparente al software.
Questo mi e`chiaro. E`come avere un motore passo passo che non perde mai un passo.

Quello che non mi e`chiaro e`: in altri tuoi post che ho appena letto, sempre dell'estate 2009, stavi parlando del loop chiuso fatto invece con la KFLOP.

Quindi stavi facendo esperimenti in contemporanea su due macchine, una con la KFLOP e l'altra con il dispositivo da te realizzato?

Oppure la KFLOP e il "dispositivo misterioso" sono la stessa cosa?

[Pedro]

no no, sono due cose ben diverse. La "cosa" da me realizzata per motivi di studio e prototipizzazione era un progetto che ho realizzato e poi usato su una macchina costruita per tutti altri scopi, non una macchina utensile, che usava gli stepper e per prova montai il "coso" sulla mia CNC per testare nel mio laboratorio le funzioni di un loop chiuso. La macchina posizionatrice per cui nacque l'esigenza di realizzare il circuito era controllata non da un PC ma da un suo controller e comunque il mio sistema si metteva tra i driver e il controller aggiungendo la lettura e il controllo posizione preso dalle righe ottiche, cosa che come si vede andava benissimo anche su una CNC. La kflop invece è da allora e a tutt'oggi montata sulla mia CNC

[Zebrauno]

Qualche video ogni tanto potresti girarlo per gli amici del forum, eh!

[cncpaolo]

Grazie mille per il chiarimento (visto che era la stessa macchina, con le stesse righe, lo stesso DRO e lo stesso esperimento di posizionamento a 5 um il dubbio poteva venire...)

A questo punto la mia domanda e`: capisco che il "coso"da te realizzato non e`in vendita, ma sono passati 3 anni dai tempi dei tuoi eseprimenti:

nel frattempo e`uscito qualche aggeggio commerciale che fa la stessa cosa (a costo inferiore della KFLOP) o l'unica alternativa per fare un loop chiuso con gli stepper e` sempre la KFLOP ?

[Pedro]

il costo magari non è tanto la kflop, che come controller lo considero a buon mercato se paragonato ad altri, ma le righe ottiche. Ci sono dei driver per stepper che consentono il closed loop, il vero closed loop e non quello magari n pochino farlocco, ad esempio i granite devices ne fa di belli ma non risparmi certo, il closed loop rispetto al classico sistema porta parallea/driver stepper non è a buon mercato

[cncpaolo]

Beh si certo alla fine e` tutta questione di costi... personalmente ritengo il loop aperto inaccettabile per questo sto cercando di capire come fare un loop chiuso senza svenarsi. Poi alla fine non mi sembra che costi tanto in piu`, qui tutti nel tentativo di rendere precise le macchine a loop aperto impazziscono tra viti e guide ad altissima precisione (che sarebbero adatte a ben altre macchine), motori stepper giganteschi e sovradimensionati (e anche pericolosi) che poi richiedono driver di potenza e alimentatori anch'essi giganteschi... alla fine mi sembra che i soldi risparmiati sul controllo vengono spesi nell'à­nutile tentativo di rendere preciso un loop aperto che comunque avra`un posizionamento indeternimato.
Come hai dimostrato (sono contento che tu lo abbia fatto) anche una misera BF20 con un backlash meccanico di 0.200 mm, permette un posizionamento RIPETIBILE di 0.005 mm anche coi lardoni allentati.
Vorrei proprio sapere se cé`qualcuno che con gli stepper a loop aperto, ha ottenuto una ripetibilita` reale di 0.005 mm dimostrabile, e spendendo meno di te (considerando tutto il sistema compresi motori alimentatori viti etc.).

Scusate se mi sono dilungato, proseguo nel prossimo post con osservazioni e domande piu`concrete.