Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Sezione dedicata all'elettronica di controllo cnc.
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Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da DriftBoy318is » venerdì 27 marzo 2020, 18:47

Ciao a tutti come da titolo, vorrei delle info da chi ne sa più di me su elettroniche di controllo in grado di gestire la lettura della riga ottica e intervenire su motori passo passo, ora ovviamente vi chiederete perché stepper, la risposta è semplice, li ho da anni ed il progetto si è evoluto molto nel tempo.

La macchina su cui devo montare il tutto è una bf20vL su cui sto montando viti ricircolo 1605 su x e y e 2005 su z tutte doppia chiocciola, ha già montato un dro 3 assi con righe ottiche a 5 micron e volevo sfruttarle per il controllo posizione effettiva, se ne avete voglia sarebbe gradito qualche bel consiglio!

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da DriftBoy318is » lunedì 30 marzo 2020, 2:37

Ok ho speso parecchie ore per far ricerche, per chi si approccia per la prima volta a questi sistemi non è per nulla facile, ho scoperto che la Kflop è in grado di gestire ciò che mi serve ma non ho trovato da nessuna parte ne esempi ne spiegazioni su come tutto ciò viene settato/gestito.

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da Pedro » lunedì 30 marzo 2020, 8:24

"Ho controllato molto approfonditamente," disse il computer, "e questa è sicuramente la risposta. Ad essere sinceri, penso che il problema sia che voi non abbiate mai saputo veramente qual è la domanda."

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da DriftBoy318is » martedì 31 marzo 2020, 0:08

Pedro ti ringrazio ho letto una montagna di tuoi post cercando di carpirne il più possibile, avevo già visto i link che mi hai mandato ma non mi è molto chiaro il tutto, nel senso la scheda di suo supporta già il sistema da software o richiede modifiche sw scritte in c? supporta già la gestione pid o vanno implementati? ripeto da neofita totale nel mondo cnc a parte gestioni e modifiche semplici utilizzando stepper, non vorrei fare una spesa errata, in quanto le disponibilità non sono molte e vorrei andare diciamo a colpo sicuro, poi se c'è da litigarci e studiare no problem, ma almeno un minimo di info e certezza prima dell'acquisto farebbe comodo per essere quantomeno sicuro che non me la tiro in faccia insomma :D

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da Pedro » martedì 31 marzo 2020, 2:54

e che ti posso dire? io non ho ricevuto informazioni diverse dai link messi. Sono anni che la uso e ne sono entusiasta, molti qui hanno desistito dall'usarla. I pid certo che sono implementati ma ovvio che vanno tarati, come tutti i pid, non nasce un pid con i parametri universali insomma. E' una scheda che permette tanto ma come tutte le cose non rigidamente strutturate richiede un po' di conoscenza. Leggiti bene tutto, se per te è arabo lascia perdere, se vuoi invece approfondire allora è una buona sfida
"Ho controllato molto approfonditamente," disse il computer, "e questa è sicuramente la risposta. Ad essere sinceri, penso che il problema sia che voi non abbiate mai saputo veramente qual è la domanda."

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da qandro » mercoledì 13 gennaio 2021, 10:00

Ripesco il post solo per precisare che chiunque può avere un sistema a loop chiuso, resolver (encoder) su motore e riga ottica su asse, usando i
giusti drivers come i Delta ASDA-A2 sia che si usino in modalità STEP/DIR che tramite EtherCAT.

Sarà il driver a gestire la differenza rilevata tra posizione richiesta e posizione effettiva.

In caso di connessione EtherCAT inoltre l'errore verrà riportato alla CNC tramite bus.
photo_2021-01-12_14-05-15.jpg

Risolvere il loop direttamente in Driver, oltre a semplificare le cose, ha maggior velocità di regolazione del sistema
in quanto i driver rispondono nei tempi di centinaia di nanosecondi contro la risposta delle CNC che è nell'ordine del ms.

Inoltre il driver opera con i parametri PID+FF ed altri algoritmi del motore che solo il costruttore di driver e motore conosce nell'intimo.
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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da hellfire39 » mercoledì 13 gennaio 2021, 10:19

Vabbè, così però mi fai venire voglia di comprarli... 8)

qandro
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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da qandro » mercoledì 13 gennaio 2021, 10:52

Nelle FAQ della delta:

What is full closed loop control?
Servo drives usually commands servo motor in close loop control by taking motor position feedback through encoder connected at motor.

In a full closed loop control, there is a provision to read the machine position by additional feedback device like linear scale/encoder.

In case of full closed loop control when servo drives receives command signal from controller then servo drive continuously compare the read position of machine (ex. ball screw mechanism) through linear encoder with the commanded value (target value) and takes corrective action to adjust deviation.

A fully-closed loop is used when high precision is required. Therefore, there is no need to compensate for gear backlash between the motor and mechanical system, feed screw pitch error, or error due to feed screw torsion or expansion.

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da PumaPiensa » mercoledì 13 gennaio 2021, 21:26

Per curiosità ho provato senza successo (solo offerte su aliexpress che non so quanto valide come prezzi) a vedere cosa costa per asse un sistema del genere driver più motore. Da mettere su una macchina come quella del mio primo link che avevo già predisposto per l'installazione di righe con banda magnetica 1micron di risoluzione. Per adesso sono più che soddisfatto degli stepper close loop nema34 8Nm ,però cosi per sapere se qualcuno lo sa gia a grandi linee senza farvi perdere tempo. Grazie.

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da tecno67 » mercoledì 13 gennaio 2021, 21:55

da hellfire39 » mer gen 13, 2021 10:19 am

Vabbè, così però mi fai venire voglia di comprarli...

In un mio precedente post riguardo Teensy 4.1 su GrblHal ho scritto:
In effetti i Driver brushless che impiego per lavoro offrono appunto questa possibilità di separare il feed-back di velocità da quello di posizione e ricordo che parlando col programmatore che li aveva creati, mi disse che questa caratteristica era stata sviluppata per i sistemi di taglio al volo sui macchinari di tranciatura delle lamiere, dove a causa dell'inevitabile scivolamento sulle calandre di traino la velocità era regolata sul motore mentre la misura era fatta con ruote metriche a bassissima inerzia.
I driver che usavo io erano gli Hi-Drive della Parker in produzione da più di 15 anni. Il fatto che anche Delta lo faccia, conferma che l'idea di correggere il controllo al volo con feedback di posizione separato dal feedback di velocità non è del tutto strampalata altrimenti due costruttori mondiali non ci avrebbero investito soldi.

...Che poi sia effettivamente fattibile da parte della maggior parte di coloro che seguono il forum, la vedo moolto difficile, ma vale la pena di ricordare che alle volte ci sono tecnici preparati che sabato e domenica o la sera sono anche degli hobbysti con tempo e voglia da dedicare a queste cose.

qandro dice:
Ripesco il post solo per precisare che chiunque può avere un sistema a loop chiuso, resolver (encoder) su motore e riga ottica su asse, usando i giusti drivers come i Delta ASDA-A2 sia che si usino in modalità STEP/DIR che tramite EtherCAT.
Risolvere il loop direttamente in Driver, oltre a semplificare le cose, ha maggior velocità di regolazione del sistema
in quanto i driver rispondono nei tempi di centinaia di nanosecondi contro la risposta delle CNC che è nell'ordine del ms.
Condivido.
Inoltre il driver opera con i parametri PID+FF ed altri algoritmi del motore che solo il costruttore di driver e motore conosce nell'intimo.
Non condivido. Perché se devo compensare i difetti dell'intera catena di trasmissione (dal motore alla tavola) mi aiuta si, conoscere gli algoritmi, ma anche dinamiche giochi ed inerzie della macchina. Quindi alla fine la cigliegina sulla torta la mette chi integra il sistema, non il costruttore del driver/motore. Questo mi da gli strumenti, ma sono io che integro che devo capire se sono idonei e sufficienti o se devo intervenire anche sulla meccanica perché oltre un certo limite non riesco ad andare anche se i driver sono eccelsi.

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da hellfire39 » mercoledì 13 gennaio 2021, 22:19

So bene quanto costano i sistemi che utilizzo al lavoro. Si parla di un paio di migliaia di euro per asse, per i drive più piccoli.
E so che non li metterò mai.
Però, magari, degli stepper closed loop, chissà...

Non sono d'accordo sull'ultima frase, quando parli di motori "idonei".
I motori e i loro azionamenti devono essere idonei, altrimenti ho sbagliato la progettazione.

Sono parzialmente d'accordo sul fatto che il progettista ci metta del suo, ma i sw degli azionamenti hanno degli ottimi sistemi di tuning e di autotuning.

P.s. praticamente tutti gli azionamenti che utilizzo al lavoro hanno la possibilità di gestire un secondo encoder, oltre a quello sul motore.

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da PumaPiensa » mercoledì 13 gennaio 2021, 22:55

Paio di miglia? mi sa che anch'io per molto tempo resterò con gli stepper cinesi :lol:

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da hellfire39 » giovedì 14 gennaio 2021, 8:47

Parliamo di oggetti industriali, tipicamente controllati da PLC attraverso bus di campo.
Ultimamente ho usato dei Festo relativamente economici per carichi molto piccoli e siamo sui 1500 azionamento più motore.
Con i Bosch il prezzo dovrebbe essere un po' superiore (sempre parlando di taglie piccole).

Io penso che questi azionamenti sono fuori portata per gli hobbisti. A parte il fatto che è più difficile trovare interfacce step/dir, richiedono comunque un riduttore, che aggiunge complessità/costi.
Certo è che, quando confronti le curve di coppia degli stepper, che "cadono in picchiata" non appena li muovi, con i brushless, che offre coppia costante fino al limite della potenza max.
Vedi immagine allegata. La riga gialla(S1) rappresenta la coppia massima erogabile in modo continuo.
Ma il drive, per brevi periodi di tempo, è in grado di erogare coppie molto superiori (riga rossa) riuscendo a garantire dinamiche molto elevate. E, girando veloce, si presta bene ad essere ridotto.

Do notare che quei regimi si raggiungono perché il motore è alimentato in 380V trifase (al più in 230V monofase). Esistono anche brushless cinesi per hobbisti (ci avevo fatto un pensierino, ma avrei dovuto mettere una riduzione a tutti gli assi) che costano qualche centinaio di euro, ma girano più bassi, mi pare fino a 3000 rpm, in quanto sono alimentati a tensioni più basse.
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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da qandro » giovedì 14 gennaio 2021, 9:17

Non posso parlare di prezzi, competenze dell'ufficio commerciale, ma per un asse con EtherCAT + Drive + Motore si rimane ampiamente
sotto le 1000E.

Il sistema non costa tantissimo, soprattutto se chi lo rivende ha un canale preferenziale di acquisto con accordi commerciali vantaggiosi.

Chiaro che tutto ha senso in una CNC per lavorare e non per divertirsi ma i risultati, con meccaniche apposto, sono indiscutibili.
I Delta sono un ottimo sistema di controllo e non richiedono bus specifici di un costruttore di CNC.
In gran parte dei casi per la riduzione bastano due pulegge ed una cinghia HD.

Si possono poi raggiungere velocità ed accelerazioni interessanti.

Nel video in link i Delta in Step/Dir (non EtherCAT) muovono una plasma con assi Gantry da quasi 13m x 2.5m a 66m/min,
poi portati definitivamente a 88m/min in tutta scioltezza. Chiaro che per tali velocità la CNC deve poter almeno arrivare
a generare 500Hkz di step/dir per asse, ma meglio se si arriva a 1Mhz. Meglio ancora se la CNC riesce a gestire il Jerk.

https://youtu.be/KUjXz6GT1JA


Nel movimento a Jog era applicata un'accelerazione più blanda di quella usata poi in lavorazione:

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Re: Info elettroniche loop chiuso con righe ottiche

Messaggio da hellfire39 » giovedì 14 gennaio 2021, 9:33

Interessante.
I prezzi a cui faccio riferimento io sono quelli dei marchi comunemente utilizzati in automazione industriale (Lenze, Siemens, Bosch-Rexroth).
Mi sa che la prossima volta che avrò bisogno di una soluzione low-cost, esplorerò anche questo prodotto.

P.S. dimenticavo di dire che, con i brushless, è necessario avere il freno sugli assi verticali.

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