Righe ed Encoder...

[zumpitu]

Salve a tutti !


Ho cercato in giro sul forum ed ho trovato diversi Topic in cui si parla di righe (ottiche o magnetiche) e di encoder, ma sinceramente non ci ho capito molto


mi interessava capire esattamente come funzionano questi aggeggi..

In pratica se ho capito bene , le Righe ottiche si usano combinmati ad un driver specifico che gestisce il motore e che manda l'imput al Pc in modo che questo conosce esattamente la posizione del asse, che a sua volta manda l'eventuale correzione al driver. Qui non ho bene capito la differenza che ci sta tral utilizzare motorei Stepper e Servo in questo sistema a partre che un motore servo dovrebbe permettere una risoluzione più alta

Invece l'encoder (rotativo) si posiziona sul albero motore e stabbilisce la posizione del asse rispetto ad un punto, quindi si può usare "solo" per controllare un eventuale perdita di passi o per usare un motore servo.

Per quest'ultimo tipo di motori (sempre se ho capito bene.. ) è indispensabile avere o l'uno o l'altro sistema.

UmMm... giusto ?!

Grazie !

[bobwolf]

ciao

tutti e due i sistemi servono per controreazionare un sistema sia che sia fatto con stepper, brushless, dcmotor o altro
al brushless ed al dcmotor servono sicuramente minimo l'encoder rotativo messo sull'albero del motore per poter essere pilotati come posizionatori... allo stepper non serve niente in più per funzionare
l'encoder rotativo se montato sul motore, che realizza il moto attraverso una vite od una cinghia, dirà  al sistema quale è la posizione dell'asse in quel momento, ma se per esempio la vite ha delle piccole imperfezioni nel passo oppure ha gioco, il sistema sa di essere in un posto mentre l'asse è un pò più in la... se poi la vite è collegata al motore con una cinghia anche questa darà  un piccolo errore sulla posizione reale...
per ovviare a questo si sono inventati la riga ottica (o magnetica) che essendo collegata solamente all'asse e non dipendente dalla vite o da altro che da il moto a questo (cremagliera,cinghia dentata etc etc) riporta fedelmente ogni spostamento dell'asse
su sistemi professionali si parla di centesimi di errore di posizionamento con il solo utilizzo dell'encoder rotativo sulla vite di trasmissione... ma per chi paga dei bei soldoni per spaccare il millesimo (o quasi) l'unico modo è con riga (ottica)
sui sistemi amatoriali secondo me è un vezzo mettere le righe

[zumpitu]

Ciao bobwolf ! Ti ringrazio per la risposta.

Quello che non ho ben capito esattamente, detto in parole povere quello che serve per avere un sistema funzionante

ad esempio, che tipi di driver ci sono in relazione ai motori ad esempio.

Stavo pensando ad utilzzare dei motori servo invece degli Stepper, e comunque anche se continuassi ad usare degli Stepper mi piacerebbe avere il "controllo" del Encoder.


Su internet si trovano moltissimi motori servo professionali usati a prezzi che mi sembrano bassi, con potenza dai 3 ai 10 Nm di coppia, ma credo che siano esaggerati come potenza, forse 1 o 2 Nm vanno bene, non mi rendo conto dato che credo che non siano direttamente comparabili i due sistemi.

P.s Ma è la mia impressione o i motori Servo sono enormi in rapporto con gli stepper ^?!

[Zebrauno]

I tuoi occhi sono il tuo feedback sui tuoi movimenti, e forniscono istante dopo istante la conferma che ti stai muovendo in una data direzione o che sei in una posizione.
Il tuo cervello e' il driver che comanda i tuoi muscoli (motori).

Nel sistema closed-loop gli occhi sono le righe ottiche, mentre gli encoder rotativi sono dei sensori che confermano un movimento ma non una posizione (i peli, i capelli, il senso del tatto in generale...ti confermano che ti stai spostando, e basta).

In pratica l'encoder chiude il loop sul cervello (controller, o singolo drive con ingresso encoder) ma questo non ha la conferma della posizione meccanica.

La riga invece fornisce lo stesso feedback, a valle di tutto, che restituiscono i nostri occhi.

A dirla tutta l'unico modo per avere un feedback volumetrico, come quello che opera il cervello, e' solo dato da un controller che riceva tutti i segnali di encoder/righe e li rielabori istantaneamente per tenere i singoli motori coordinati tra loro.


Il sistema closed-loop piu' comune e' un anello di reazione che si chiude nel driver che aziona il motore, dunque ogni asse e' indipendente e non sa niente della posizione degli altri.

Tenere l'errore massimo entro margini molto stretti e' l'unico modo per avere un movimento coordinato entro una certa tolleranza nel volume di spostamento, quando si tratta di encoder che chiudono il loop nel singolo driver.

Ricordiamoci che ogni movimento nello spazio e' un vettore in XY e Z, dunque ogni distorsione nel movimento di un asse comporta una deformazione del vettore, il quale arrivera' nel punto previsto, ma mai passanto per una linea perfettamente retta.

Il solo modo per avere uno spostamento reale paragonabile a quello teorico, nel volume XYZ, e' un controller che riceva tutti i segnali di righe ed encoder, come detto sopra.

Immagina un sistema di 3 incognite e 3 equazioni in cui introduciamo per iterazione le soluzioni di due incognite per volta: la terza incognita ammettera' solo una soluzione che soddisfi il sistema di equazioni, e questo e' il movimento coordinato.
Chiudere il loop nei singoli drive significa che ogni tanto una delle incognite viene risolta con una soluzione errata, che non soddisfa le soluzioni ammesse dal sistema.

Spero di averti chiarito qualche dubbio sui concetti di base di un sistema closed loop.

Ciao

[user77]

nei motori brushless (servo) gli encoder servono per ricostruire le sinusoidi per pilotare il motore, poi se implicitamente ti danno anche la posizione dell'asse, ma non è il loro scopo....

[zumpitu]

Grazie mille per le risposte

In pratica, terra terra mi serve un driver in grado di pilotare un motore servo che ha un encoder al interno (o si aggiunge esternamente) e che può ricevere il segnale di questo encoder, il tutto viene comandato da mach 3 (ad esempio..)

A quanto pare le righe ottiche/magnetiche sembrerebbero quasi "eccessive" anche se per quanto detto da Zebrauno è l'unico modo per avere una sincronizzazione con gli assi.

chiaramente è d'obbligo precisare che personalmente vorrei avere una precisione inferiore 0,05 mm sul pezzo come punto di partenza, considerando anche la meccanica chiaramente,

Mi interessano molto i Servo anche per le loro proprietà  di avere una coppia costante, e per come si sta configurando la mia fresa ( UmM.. sesto progetto credo.. ) con un ponte molto pesante.

Bene !! Qualche consiglio anche su dove poter comprare questi congegni magici ?!

[zumpitu]

Grazie mille per le risposte

In pratica, terra terra mi serve un driver in grado di pilotare un motore servo che ha un encoder al interno (o si aggiunge esternamente) e che può ricevere il segnale di questo encoder, il tutto viene comandato da mach 3 (ad esempio..)

A quanto pare le righe ottiche/magnetiche sembrerebbero quasi "eccessive" anche se per quanto detto da Zebrauno è l'unico modo per avere una sincronizzazione con gli assi.

chiaramente è d'obbligo precisare che personalmente vorrei avere una precisione inferiore 0,05 mm sul pezzo come punto di partenza, considerando anche la meccanica chiaramente,

Mi interessano molto i Servo anche per le loro proprietà  di avere una coppia costante, e per come si sta configurando la mia fresa ( UmM.. sesto progetto credo.. ) con un ponte molto pesante.

Bene !! Qualche consiglio anche su dove poter comprare questi congegni magici ?!

[Zebrauno]

Non fraintendiamo, io non ho detto che le righe ottiche servono a sincronizzare gli assi, ho detto invece che l'unico modo per sfruttare i segnali di feedback (da righe o encoder) e di coordinare i movimenti e' avere un controller a monte di tutto che riceve i segnali da encoder o righe.

ciao

[user77]

mi sa che stai facendo un filino di confusione, primo come detto da Zebrauno ti serve un controller che "sappia" gestire l'anello chiuso... cioè se monti una riga ottica o un encoder, redolver etc poi il segnale dove lo "butti"??

il motore brushless (attenzione perché anche il passo passo è brushless) ho bisogno indipendentemente il feedback, ma non per fare posizionamento ma per gestire il segnale di comando, quindi il tuo driver va scelti in funzione del tipo di motore (numero di fasi, corrente, etc ) e il feedback (resolver, effetto di hall, pickup, encoder seno coseno etc)

il servo motore (non necessariamente brushless ) è un meccanismo in grado di compiere uno specifico movimento, normalmente è composto da un motore elettrico (qualsiasi tipo) un motoriduttore (non obbligatorio) un sensore che indica la posizione, viene comandato da un segnale che indica in che posizione deve portarsi e avrai un feedback che ti dirà  se hai raggiunto o meno la posizione, in alcuni casi avrai un secondo segnale che indicherà  a che velocità  devi arrivare al punto indicato.

[zumpitu]

a scusate, avevo capito che il controller che riceveva i segnali dalle righe encoder ecc... era presente negli stessi driver


quindi il controller riceve il feedback dalle righe (ad esempio) e che poi manda ai driver,

Ok molto interessante è chiaro adesso (Almeno spero ! ) che il tipo di driver dipende dal tipo di motore che si sta usando e che quando si indica "Servo motore" si indica un motore dotato di Encoder

[Zebrauno]

La maggioranza dei driver e' in grado di controllare il feedback dell'asse, e chiudere il loop in autonomia, ma per la coordinazione quel loop va chiuso a monte di tutto.

[zumpitu]

Grazie ancora.

In questi giorni sto guardando un pò di servomotori e Driver. Ho trovato infatti una miriadi di driver che è in grado di ricevere l'input dai vari tipi di encoder ma non sono riuscito a trovare qualche cosa per la coodinazione.

Poi ho visto che i motori spesso sono classificati come "bassa inerzia ecc ecc... " e quindi mi chiedo che differenza ci sta tra un motore con bassa inerzia e con uno con alta. credo che cambi la velocità  di accellerazione ma non ne capisco bene i vantiggi.

Inoltre mi sono imbatutto con molti motori che hanno il freno... a che scopo avere un freno ? serve forse per la fase di decellerazione ?

Grazie !

[user77]

il freno serve per tenere fermo il rotore, l'inerzia è tirata in ballo per le variazioni di velocità  (accelerazione e decelerazione) e controllo della velocità