Rilievo 3d: problema asse Z

Sezione dedicata ai rilievi in 3D.
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arrigo.ceramista
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Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da arrigo.ceramista » giovedì 31 dicembre 2020, 18:21

Ciao a tutti,

è il mio primo messaggio ed essendo un neofita spero di essere perdonato per eventuali spiegazioni poco tecniche, così come spero di aver indovinato la sezione del forum :-)
Sto realizzando un modellino tridimensionale del massiccio della Majella con la mia CNC 3018 e il programma Candle a corredo.

Ho importato in Fusion 360 il file .stl e ho generato i percorsi per 3 lavorazioni: sgrossatura (con fresa da 10mm), un primo passaggio di finitura (fresa con testa sferica diametro 3.175mm) e un secondo passaggio con una fresa a testa sferica da 1mm per andare a lavorare meglio gli avvallamenti del massiccio.

I primi due passaggi sono andati bene; il terzo è iniziato bene, ma a partire da circa metà della lavorazione la macchina ha iniziato a "guadagnare" in profondità lungo l'asse z, al punto che dopo un po' aveva scavato di circa 5mm rispetto alla lavorazione precedente.

Dopo aver caricato il codice della terza lavorazione, prima di lanciarla ho voluto verificare che la macchina rispondesse adeguatamente facendola muovere di qualche millimetro nelle varie direzioni tramite il jog di Candle e ho osservato che la macchina rispondeva meno prontamente del solito, come se dovesse in qualche modo "mettere in coda" i comandi.
Visto che però si muoveva correttamente, ho lanciato la lavorazione e tutto è filato bene fino a circa metà percorso. Si nota chiaramente nella seconda immagine come la macchina inizia a scavare rispetto alla lavorazione precedente all'incirca a metà del lavoro.
Dato che (almeno per i miei standard) questa lavorazione è piuttosto lunga (poco più di 1 milione di righe), può essere che la macchina abbia accumulato ritardi fino a che non è più stata in grado di tenere il passo dei comandi? Questa ipotesi non mi convince, dato che lungo X e Y non ha avuto problemi.

Qualcuno ha avuto un'esperienza simile e può dirmi come ha risolto il problema?
Ogni suggerimento è bene accetto.
Grazie!
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MauPre75
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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da MauPre75 » giovedì 31 dicembre 2020, 19:11

Potrebbe essere possibile che devi aumentare il micropasso se la tua elettronica lo permette.
Se pubblichi quale micropasso hai impostato in zeta (gli altri assi sembrano buoni), scheda di controllo e driver forse si può capire se puoi aumentare il micropasso, gli esperti in elettronica potrebbero dare una mano, altra causa potrebbe essere una perdita di passo e sarebbe da capire perché.

Domanda : c'è qualche sito dove scaricare il 3d del territorio? Se si puoi condividere?

arrigo.ceramista
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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da arrigo.ceramista » giovedì 31 dicembre 2020, 21:32

Ciao,

grazie per la risposta. Non ho idea di come aumentare il micropasso... ora cerco in giro.
Ho scaricato il 3d da qui: http://jthatch.com/Terrain2STL/ , hai ampia scelta 8)
Buon anno!

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da MauPre75 » venerdì 1 gennaio 2021, 0:50

Grazie per il link, Buon Anno anche a te.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da qandro » venerdì 1 gennaio 2021, 10:55

In sistemi open-loop (in questo caso driver + motore stepper senza encoder) aumentare il micro-passo porta più svantaggi che vantaggi.
In sistemi closed-loop (driver vettoriale + motore stepper + encoder) invece, dato che il driver ha una diversa e più efficiente gestione della corrente aumentare il micro-passo comporta una minore rumorosità e in certi versi una maggiore precisione della lavorazione, questo perchè l'interpolatore della CNC utilizza quanti di movimento più piccoli ed è minore l'errore (delta per quanto minimo) tra passo e passo in interpolato.

Aumentare i micro-passi significa generare una frequenza step più elevata quindi bisogna avere driver che supportino tale frequenza e una scheda CNC che permetta quella frequenza con un duty cycle il più vicino possibile al 50%, ovvero un tempo ON e OFF uguale a qualsiasi frequenza.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da hellfire39 » venerdì 1 gennaio 2021, 19:52

@qandro

mi hai preceduto :-)

il problema lamentato dall'utente non mi sembra assolutamente legato ad una scarsa risoluzione dovuta ad una impostazione troppo bassa di micropassi.
Non vedo una spiegazione razionale per cui avere micropassi troppo bassi possa portare ad una perdita di passi.

Se dovessi tirare a caso, la prima cosa che verificherei è l'accelerazione dell'asse Z. Visto che sembra ci sia un eccesso di discesa, ipotizzerei che l'asse perda passi in risalita, dove deve compensare anche il peso.
Inizierei verificando a vuoto, con movimenti rapidi in Z che l'asse non perda passi.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da MauPre75 » venerdì 1 gennaio 2021, 21:02

Io credo che per la finitura di quella lavorazione non ci sia movimento in rapido ma un movimento continuo su e giù, se ha motori open loop i micropassi possono creare quel problema ma non è detto che sia quello.
Non ci sono abbastanza informazioni al momento quindi meglio aspettare che arrivino, chissà potrebbe anche essere meccanica, frequenza inpulsi o altro.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da hellfire39 » venerdì 1 gennaio 2021, 22:50

Non trovo nessuna spiegazione ragionevole per cui avere micropassi "bassi" possa portare a perdita di passi in salita.

Potresti spiegare quale potrebbe essere la spiegazione logica?
Non vale dire: "ho osservato...", "ho visto...", ecc. Parlo di spiegazione, ovvero di una ragione fisica, elettronica, ecc. che possa spiegare la perdita di passi.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da MauPre75 » venerdì 1 gennaio 2021, 23:57

Non ho una spiegazione logica e certa ma solo una ipotesi, supponiamo che con un passo (a prescindere dalla regolazione impostata) l'asse si muove di un centesimo di mm ma in un determinato punto dello spazio la quota esatta dovrebbe essere 1,1 centesimo, il controller non è in grado di correggere la posizione in caso di open loop mentre lo sarebbe un closed loop, che al passo successivo andrebbe a correggere l'errore di posizionamento, parlando sempre di open loop un errore di micron passo dopo passo a fine lavoro diventano mm che il controller nemmeno sa, contrariamente al closed loop.
Se fosse stata una lavorazione eseguita a livelli esempio 0,5 mm la stessa macchina non compierebbe l'errore perché è un calcolo esatto livello dopo livello , in una finitura orizzontale /verticale non lavora più per livelli ma seguendo il percorso millesimo dopo millesimo (ed in un 3d come quello in questione di millesimi ce ne sono) che un encoder risolverebbe a prescindere del passo impostato ma non un open loop, se il tipo di elettronica in questione permette un micropasso più spinto l'errore si può ridurre ma forse non correggere del tutto solo perché sempre un open loop rimane.

Forse mi sbaglio di grosso ed è una teoria campata per aria e ci sono altre spiegazioni.
Anch'io ho avuto quel problema nelle mie prime esperienze con i 3d, aumentando il micropasso mi sono avvicinato ad una precisione migliore, ma con il tempo seguendo il forum so bene che solo l'encoder può dare precisione assoluta.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da qandro » sabato 2 gennaio 2021, 0:07

Qualsiasi posizionatore/interpolatore è progettato per lavorare internamente con coordinate/posizioni virtuali perfette poi quantizzare solamente al momento di essere trasdotte/riportate in base all'organo di movimento.

In parole semplici anche se i passi non sono piccolissimi l'errore massimo è poco meno di un quanto che non si somma nel tempo. Al massimo sbaglia di poco meno del passo o micropasso se si usano micropassi.

Da quel che si vede le possibilità principali sono due:

- il sistema ha perso passi
- l'interpolazione ha un baco ed ha aggiunto un offset fisso

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da hellfire39 » sabato 2 gennaio 2021, 9:29

con il tempo seguendo il forum so bene che solo l'encoder può dare precisione assoluta.
NO, il termine "precisione assoluta" è scorretto.

L'encoder ha una risoluzione (ad esempio 500, 1000, 1024, 2000 passi giro). Risoluzioni che sono comparabili con quelle dei driver open-loop.
La differenza sta nella possibilità di correzione (o meglio: di inseguimento) della posizione.
Ma la risoluzione rimane la stessa. L'encoder è semplicemente in grado di verificare la posizione e garantire il corretto posizionamento.
E la precisione è data dalla risoluzione dell'encoder MENO l'errore dichiarato, perché anche l'encoder ha una sua precisione (i suoi passi non sono tutti esattamente identici).

Aumentando i micropassi hai una risoluzione più fine (sempre che la macchina sia in grado di mantenerla) ma non giustifichi la perdita di passi lamentata dall'utente.
Ricorda inoltre che all'aumento di micropassi corrisponde un relativo decremento di coppia disponibile per il micropasso. Per questo motivo è possibile che l'aumento di risoluzione sia solamente "virtuale".

Oltre al fatto che aumenti la frequenza degli impulsi e potresti arrivare (o superare) al limite del sistema (driver, processore).

P.S. da notare che, con i sistemi closed-loop, sostanzialmente non hai una scelta libera dei micropassi, ma sei vincolato alla risoluzione dell'encoder.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da MauPre75 » domenica 3 gennaio 2021, 19:43

Oggi pomeriggio ho fresato la sgrossatura su legno del terreno della mia zona, 140x120mm, ho riscontrato un problema nel gcode che non mi convince, praticamente al terzo livello di sgrossatura ha ripetuto il livello a vuoto, poi ha continuato fino alla fine senza anomalie.
Unica cosa da evidenziare è che al momento di generare il gcode l'ho salvato in una cartella sbagliata e con taglia ed incolla l'ho messo nella cartella dei gcode, non penso che questo possa avere generato una duplicazione di righe, domani lo rifaccio e confronto i due gcode per capire se sono uguali.
Ho notato anche un qualcosa di strano nel stl scaricato, domani con una foto lo mostro.

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da arrigo.ceramista » mercoledì 6 gennaio 2021, 23:00

Ciao a tutti,

ho recuperato uno screenshot di Candle quando l'ho fermato perché mi sono accorto della deriva dell'asse z.
Secondo la macchina, la posizione in z è a -11.8mm circa, mentre per riportare la fresa allo z=0 vero ho dovuto alzarmi di 16mm, quindi la posizione vera è z=-16mm.
Ho pensato di rilanciare la lavorazione dividendo il lungo file in 2 parti: la prima fino a dove tutto sembra essere andato bene, la seconda a partire da quando la macchina ha iniziato ad aumentare profondità. Credete che possa essere utile?

@qandro:
1) posso fare qualcosa per verificare se c'è stata una perdita di passi?
2) è possibile che il baco si manifesti a metà lavoro? Vero è che se è un baco, è un baco... ma dopo qualche centinaio di migliaia di righe andate bene parte per la tangente piuttosto in fretta...

Grazie in ogni caso!
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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da hellfire39 » giovedì 7 gennaio 2021, 8:25

Che accelerazione hai impostato?
Hai fatto la prova a vuoto di cui parlavo?

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Re: Rilievo 3d: problema asse Z

Messaggio da arm » venerdì 8 gennaio 2021, 10:36

Si, fai una prova a vuoto, magari con un altro file; ti fai una lavorazione parallela di migliaia di righe di un canale e vedi se alla fine la z torna all'origine.
L'arte è l'espressione di piacere che l'uomo prova nel lavoro. (William Morris artigiano - architetto 1834-1896)
Cnc 3 assi per alluminio, 600x350, ponte fisso
Cnc 3 assi+1, 1200x800, doppia vite
Fresatrice verticale per acciaio

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