CNC portálovka

fotky našich strojů, aneb co máme doma
Odpovědět
Uživatelský avatar
Cjuz
Příspěvky: 2422
Registrován: 17. 2. 2013, 6:27
Bydliště: Předklášteří
Kontaktovat uživatele:

27. 12. 2014, 9:26

robokop píše:A co feed forward
ten bere vlecnou chybu na sebe, pouzili jste ho?
Ano ale momentový :) Ono je jich víc a tehdy šlo spíše o testík co zvládne výpočet a aby nám to neodešlo ze stolem. Navíc ty chyby byly vždy jen ve zlomu času při rozjezdu a ustálení rychlosti, při konstantním zrychlování a pohybu byla chyba neznatelná resp. jsme ji nezjišťovali. Tam ty algoritmy fungují dobře. Když se dá autotunig tak to pak člověk rukou z pozice nedostane ani náhodou i když se určitě už musí prohýbat to hliníkové lože motoru takže ty um přesnosti jsou v "".
Na konci poznávacího procesu je omyl zcela vyvrácen a my nevíme nic. Zato to víme správně.
Uživatelský avatar
CZ_Pascal
Příspěvky: 870
Registrován: 14. 1. 2008, 8:24
Bydliště: Brno

27. 12. 2014, 9:49

Dostal jsem "pod stromeček" Hybrid-Serva (ty z CNC Shopu) 2Nm 3-fázové + enkoder 1000-line (tedy 4000 "kroků" na otáčku).

S porovnání s klasickýma 2-fáz krokáčema:

+ Poloha je opravdu přesná (narozdíl od klasického mikrokrokování, kde vlivem nelinearity nedochází k lepší přesnosti při použití nad 8 mikrokroků, ale i tak není od věci použít více mikro-krokuů pro hladší chod)
+ Chod je při nižších rychlostech výrazně tišší (motor jede na zlomek proudu a pouze ve chvíli kdy by se mu nedařilo dosáhnou požadované polohy přidá proud jako klasické servo)
+ Neexistuje něco jako ztráta kroku (jednak se přidá proud když by motor nestíhal, a druhak nedojde nikdy k "prokluzu" - driver prostě nepředběhne s magnetickým polem stator víc než je možné)
+ Polohová smyčka má Feed-Forward (bohužel bez detailnějšího popisu jak je implementován :evil: )

- Je to prostě krokáč a jako každý krokáč poměrně rychle ztrácí moment s otáčkama (i když je na tom trochu líp jak 2-fázový)
- Polohy jednotlivých mikrokroků jsou samozřejmě nelineární a tuto nelinearitu musí driver kompenzovat, což se mu v nižších otáčkách daří velice dobře. Při rychlejších se občas dostane do "rezonance" jak polohová smyčka "honí" správnou polohu. (bez nelinearity by "jednoduše" točil magnetickým polem při konstantních otáčkách rotoru konstantní rychlostí). Ještě jsem něměl čas pohrát si s nastavením polohové smyčky, takže věřím že se podaři to codela obstojně naladit aby k "rezonancím" nedocházelo.
- Momentové krátkodobé "přetížení" je samozřejmě podstatně nižší než u klasického serva (2Nm krokáč prostě o moc větší moment nedá - driver ho prostě moc netrápí, i když by se dalo pravděpodobně vyždímat trochu víc)
- Ťaman (Leadshine) si myslí že smrtelník nedokáže pochopit matematický model regulační polohové smyčky, tak se (zřejmě ze strachu ze zkopírování konkurencí) zdráhá v manuálu popsat přesněji jak je tato regulace v driveru implementovaná (s tím že při požadavku o radu/přesnější info ho mám jakožto výrobce kontaktovat - vyzkouším :twisted: ). Přesněji řečeno je to klasický PID + ten Feed-Forward, ale ten je težko říct jakého řádu / jak je tam implementovaný. Kdyby to byl obyč Feed-Forward prvního řádu tak by jeho vypnutí nerozhodilo totálně funkci toho PID a pouze způsobilo klasickou vlečnou chybu)

Jak budu mít možnost si s tím víc pohrát tak ještě napíšu dalsí postřehy a pokusím se i nějaké to video nahodit :wink:
Uživatelský avatar
robokop
Site Admin
Příspěvky: 22399
Registrován: 10. 7. 2006, 12:12
Bydliště: Praha
Kontaktovat uživatele:

27. 12. 2014, 10:07

Nemuze to byt tim ze ff resi prevaznou vetsinu energie do motoru a pid jen pripadne docmrndava v pripade odchylky
Vsechna prava na chyby vyhrazena (E)
Uživatelský avatar
CZ_Pascal
Příspěvky: 870
Registrován: 14. 1. 2008, 8:24
Bydliště: Brno

27. 12. 2014, 10:37

Nemyslim že by to bylo až takhle, protože ta polohova regulačni smyčka řeší polohu i při stojící požadované rychlosti (tedy kdy FF je "nulový").
Energie do motoru se pohybuje (tak jak jsem ji měl při rychlém testu) od 50% při správné (požadované) poloze až po 100% při odchylce.

100% odpovídá 6 Ampérám. Bohužel už nikdo nikde nepíše kolik A přísluší těm jmenovytým 2Nm u toho motoru co mám (driver je na více typů motorů takže není zcela "automatické" že by právě těch 6A bylo 2Nm)

Tady je ještě dost rozdíl oproti servu které když stojí (a nikdo se ho nesnaží rozhodit) nebaští skoro nic (píšu "skoro" protože ono něco malinko baští jak se pořád zanedbatelně "houpe" kolem požadované polohy).
Je to dané vlastností každého hybridního KM (hybridním teď nemyslím to že je s enkoderem, ale to že používá z velké částí i reluktanční moment), který když bych vypnul proud uplně, tak si "najde" nějakou polohu kde bude mít magnetický obvod (rotor - vzduch. mezera - stator) nejmenší odpor. Tam hraje vliv permanentní magnet který je na rotoru v součinosti s remanentním magnetismem "plechů" rotoru a statoru.

Ale jak říkám mněl jsem hrozně málo času si s tím opravdu pohrát a vyzkoumat jak ten driver opravdu funguje a reaguje na parametry které můžu nastavovat.

Proudová smyčka je obyč PI regulátor.
Polohová je PID + nějakým způsobem ten FF, s tím že ta polohová hlídá nejen proud motoru ale i natočení mag vektoru, aby nedošlo k "prokluzu" a aby kompenzovala nelinearitu mikrokrokování.
Mex
Příspěvky: 10287
Registrován: 6. 2. 2014, 10:29

27. 12. 2014, 10:59

CZ_Pascal píše:Tady je ještě dost rozdíl oproti servu které když stojí (a nikdo se ho nesnaží rozhodit) nebaští skoro nic (píšu "skoro" protože ono něco malinko baští jak se pořád zanedbatelně "houpe" kolem požadované polohy).
Je to dané vlastností každého hybridního KM (hybridním teď nemyslím to že je s enkoderem, ale to že používá z velké částí i reluktanční moment), který když bych vypnul proud uplně, tak si "najde" nějakou polohu kde bude mít magnetický obvod (rotor - vzduch. mezera - stator) nejmenší odpor. Tam hraje vliv permanentní magnet který je na rotoru v součinosti s remanentním magnetismem "plechů" rotoru a statoru.
Teda já se nechci hádat, protože nemám ani hybridní KM a dokonce ani servo. Ale tenhle princip je podle mě úplně stejný.
KM i AC servo má cogging effect (česky asi západkový efekt), tj. má nějaký počet stabilních poloh, kam ho tahá permanentní magnet a remanentní magnetismus plechů. A pokud má motor stát v nějaké jiné než této stabilní poloze, tak prostě do něho musí téct proud, aby jeho magnetickým polem ten cogging překonal, a navíc aby měl i nějaký přídržný moment v té požadované poloze.
A tohle podle mě funguje jak u KM s enkodérem, tak u serva. A je jenom na driveru, jak dobře dokáže ošéfovat to snížení proudu.
Rozdíl je jen v tom, že těch stabilních pozic má servo výrazně méně než krokáč. Z toho taky mimo jiné plynou nižší dosažitelné otáčky KM, resp. dřívější pokles krouťáku.
Kamil
Příspěvky: 112
Registrován: 17. 2. 2008, 7:29
Bydliště: Dolní Lutyně

28. 12. 2014, 7:30

Taky jezdím na těchto hybridech a byl bych rád za jakoukoli informaci ohledně co nejlpšího naladění driveru.Zatím jedu v zakladním nastavení výrobce.Asi by se tyto dotazy měly přesunout do správného vlákna.
Naposledy upravil(a) Kamil dne 29. 12. 2014, 12:53, celkem upraveno 1 x.
Uživatelský avatar
CZ_Pascal
Příspěvky: 870
Registrován: 14. 1. 2008, 8:24
Bydliště: Brno

28. 12. 2014, 8:09

Mex píše:KM i AC servo má cogging effect (česky asi západkový efekt), tj. má nějaký počet stabilních poloh
Záleží samozřejmě na typu toho AC serva, ale většina AC serv jsou asynchronní motory (nejsou to 3-fáz BLDC), které žádnou stabilní polohu nemají a nemají ani žádný permanentní magnet.
Nemají rotor s "vyniklým póly" a nevyužívají reluktanční moment. (Serva které jsou 3-fáz BLDC jsou levnější variantou, něco jako další mezistupeň mezi KM a "opravdovým" AC Servem).
Hlavní nevýhodou BLDC AC serva je nerovnoměrnost momentu v závislosti na poloze rotoru vůči statoru.
(protože maximální moment se nachází v místě kde jsou na sebe vektory mag. pole rotoru a statoru kolmé - neboli jsou zavislé na Sinus(Alfa), kde Alfa je úhel mezi těmito vektory)

Naopak hybridní KM tu má 99 procent uživatelů - a právě protože tento typ KM je tak častý, tak nikdo už toto "přesné / úplné" označení (tedy slůvko "hybridní") nepoužívá a je to prostě KM.

Klasické servo nemá ve stabilní poloze ždný přídržný moment. Jeho moment vzniká až při polohové chybě.
Toto je mimojiné důvod proč si Raveo dovolí argumentovat "vibrací hřídele klasického servomotoru v klidové poloze".
Pro "normální" CNC obráběcí stroj je tento jev naprosto zanedbatelný, ale najdou se případy, kde to má vliv - například zmíněné kamerové systémy.
Uživatelský avatar
robokop
Site Admin
Příspěvky: 22399
Registrován: 10. 7. 2006, 12:12
Bydliště: Praha
Kontaktovat uživatele:

28. 12. 2014, 8:52

Ten feedforward slouzi vpodstate k nauceni pozadovanych normalnich hodnot energie ktera ma jit do motoru aby se splnil pozadovany prikaz

Viz treba diagram zpetnovazebni smycly linuxcnc
vpodstate treba ten pohon se da popsat tak ze ma nejakou charakteristiku treba rychlost v zavislosti na napeti/proudu/kmitoctu
kdyz vezmu teorii ze stroj ma konstantni moment kterym pohon zatezuje
muzu tedy tvrdit ze v rychlostnim ovladani dosahnu pozadovane rychlosti pouze prilozenim pozadovaneho napeti/proudu/kmitoctu
takhle funguje feed forward

V tehle casti se vubec neuplatnuje zpetna vazba
kdyz tedy vypnes pid a nechas feed forward tak stroj bude jezdit skoro spravne ale s nejakou odchylkou nedokonalosti toho predpokladu a ta odchylka se bude zvetsovat
nicmene feedforward bude delat 99% pohybu stroje a neni zatizen vlecnou chybou
zase je zatizeny chybou toho ze nezna predem nezname vykyvy v zatizeni pohonu atd... (proste je jen nastaveny na vychozi zname hodnoty a chovani stroje)
to resi pidka ale ta se uplatnuje az kdyz vznikne odchyla a to je ve zbytku pripadu tedy v 1%
Vsechna prava na chyby vyhrazena (E)
testone
Sponzor fora
Příspěvky: 7212
Registrován: 3. 12. 2010, 5:56
Bydliště: Slaný

28. 12. 2014, 9:00

CZ_Pascal píše: Záleží samozřejmě na typu toho AC serva, ale většina AC serv jsou asynchronní motory
sorry
AC servo je VŽDY SYNCHRONNÍ motor, tj. magnetické pole rotoru je vyvozeno permanentními magnety nebo cizím ss proudem procházejícím vinutím rotoru
proto se rotor otáčí synchronně s otáčením magnetického pole statoru
to co se označuje v podstatě chybně jako BLDC motor je z hlediska principu mag. obvodu totéž, ta zkratka BLDC se spíše vztahuje k systému napájení motoru, tj. měničí z ss na 3f proud !!!!
ASYNCHRONNÍ motor si vytváří mg. pole rotoru proudy vzniklými ve vinutí rotoru (obvykle kotva nakrátko) díky skluzu mezi rychlostí otáčení mg. pole statoru a rychlostí otáčení rotoru !
Obvykle se dějí věci obvyklé. Méně často se dějí věci neobvyklé a zcela vyjímečně se dějí věci vyjímečné...
Masturn 40 CNC, Hermle UWF1200H CNC a pár klasik
http://www.radialengine.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
http://www.autopejsek.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
Uživatelský avatar
Ben Ash
Site Admin
Příspěvky: 1404
Registrován: 25. 3. 2009, 8:02
Bydliště: Vladislav
Kontaktovat uživatele:

28. 12. 2014, 11:19

Bych malinko upřesnil, BLDC tedy brush less tedy bezkartáčový stejnosměrný. Samo o sobě to jen říká, že řídící jednotka motor napájí impulzním stejnosměrným napětím, nikoli sinusovým a že v konstrukci motoru nejsou použity kartáče k přenosu energie. Z toho vyplývá, že motory mají rotor vždy tvořen permanentními magnety a stator tvoří vinutí. Někdy se před BLDC uvádí ještě Synchronnous, tedy že motor se točí synchroně s magnetickým polem a řídící elektronika hlídá zda nedošlo ke skluzu, což vyhodnotí jako chybu na rozdíl od asynchronních motorů.
Per aspera ad astra
lubos
Sponzor fora
Příspěvky: 5091
Registrován: 2. 5. 2007, 3:47
Bydliště: Praha

28. 12. 2014, 11:35

Ještě jsem neměl v ruce AC servo které by nemělo PM, rozebral jsem jich asi jen 30 od různých výrobců. Fyzikálním pricipem je jak ac servo tak KM synchronní motor. Jaké jsou mezi nima rozdíly není težké najít. Obecně je KM dobrý pro použití do cca 300 otáček, pak jde moment dolů a i dynamika není nic moc ( právě díky jeho konstrukci magnetického pole). Bohužel podle mě je KM s endkodérem na půli cesty k servu ale bohužel momentově je to pořád málo. Když srovnám servo 700W která má caa trvale 2.5 Nm až do 3000 otáček tak to nedá ani 8Nm Km od 700 otáček nahoru.
XpertMill, Gravos, Ninos, Galaad
IQ156
-1500Kč, -520Kč, -1čokoláda, - 28000Kč
www.freeair.cz www.rotexelectric.eu www.retrofitcnc.cz
testone
Sponzor fora
Příspěvky: 7212
Registrován: 3. 12. 2010, 5:56
Bydliště: Slaný

28. 12. 2014, 11:57

Ben Ash píše:........ že řídící jednotka motor napájí impulzním stejnosměrným napětím......
ano, tak by se to dalo říci, ale chybí ti tam dosti podstatný detail, a to sice že řídící elektronika (střídač) také prohazuje polaritu, zjednodušeně řečeno připojuje vinutí motoru ke zdroji ss napětí jednou tak a podruhé obráceně, a tím z ss zdroje odebírá (z hlediska spotřebiče) střídavý proud
šířkou impulsů se mění velikost toho proudu
četností změn polarity kmitočet toho proudu
Obvykle se dějí věci obvyklé. Méně často se dějí věci neobvyklé a zcela vyjímečně se dějí věci vyjímečné...
Masturn 40 CNC, Hermle UWF1200H CNC a pár klasik
http://www.radialengine.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
http://www.autopejsek.cz" onclick="window.open(this.href);return false;
Uživatelský avatar
CZ_Pascal
Příspěvky: 870
Registrován: 14. 1. 2008, 8:24
Bydliště: Brno

28. 12. 2014, 1:50

testone píše:
CZ_Pascal píše: Záleží samozřejmě na typu toho AC serva, ale většina AC serv jsou asynchronní motory
sorry
AC servo je VŽDY SYNCHRONNÍ motor, tj. magnetické pole rotoru je vyvozeno permanentními magnety nebo cizím ss proudem procházejícím vinutím rotoru
proto se rotor otáčí synchronně s otáčením magnetického pole statoru
to co se označuje v podstatě chybně jako BLDC motor je z hlediska principu mag. obvodu totéž, ta zkratka BLDC se spíše vztahuje k systému napájení motoru, tj. měničí z ss na 3f proud !!!!
ASYNCHRONNÍ motor si vytváří mg. pole rotoru proudy vzniklými ve vinutí rotoru (obvykle kotva nakrátko) díky skluzu mezi rychlostí otáčení mg. pole statoru a rychlostí otáčení rotoru !
aniž bych se chtěl hádat tak musím nesouhlasit s tím že AC servo je vždy SYNCHRONNÍ (a zároveň tedy i souhlasit s tím že v oblasti menších serv bude nejspíš většina synchronních).
Mimochodem je jednoduší vektorově řídit moment asynchronního serva (v porovnání s obyč. asynchroňákem) protože onen skluz nemusím složite dopočítávat, ale znám polohu rotoru z enkoderu.

Dále bych doplnil princip BLDC. Magnetické pole statoru se mnění většinou skokově (velice často 6 poloh / 3 vinutí) podle natočení rotoru a rotor pak musí tyto skoky dohánět což má za dusledek nerovnoměrný kroutící moment. Natočení je pak snímáno buďto halovými senzory, nebo podle indukovaného napětí (jeho průchodu nulou") ve "třetím" zrovna neaktivním vinutím.
Klasickým zástupcem bezsenzorového BLDC je modelářský motor. Klasickým zástupcem BLDC motoru s halovkama je většina ventilátorků v PC.

BLDC je pouze skratka Brush Less Direct Current - přeloženo tedy Bez Kartáčový Stejnosměrný.

Pro regulaci napětí (a s tím souvisejícím proudem) se potom používá klasická PWM - Pulse Width Modulation (tedy Pulzně Šířková Modulace)
Uživatelský avatar
CZ_Pascal
Příspěvky: 870
Registrován: 14. 1. 2008, 8:24
Bydliště: Brno

28. 12. 2014, 2:00

testone píše:
Ben Ash píše:........ že řídící jednotka motor napájí impulzním stejnosměrným napětím......
ano, tak by se to dalo říci, ale chybí ti tam dosti podstatný detail, a to sice že řídící elektronika (střídač) také prohazuje polaritu, zjednodušeně řečeno připojuje vinutí motoru ke zdroji ss napětí jednou tak a podruhé obráceně, a tím z ss zdroje odebírá (z hlediska spotřebiče) střídavý proud

Ze stejnosměrného zdroje se špatně odebírá střídavý proud. Tato formulace by mohla být pro spoustu méně znalých matoucí/zavádějící.

BLDC Motor (jakožto spotřebič) odebírá vždy stejnosměrný proud. To že si s tím proudem "hraje" vnitřní elektronika a dokáže prohazovat napájení cívek (neboli elektronicky "komutovat") je věc další.
testone píše:šířkou impulsů se mění velikost toho proudu
Nebo přesněji řečeno mnění se střední hodnota napětí a proud je pouze na tomto napětí závislý. Proud se nemusí třeba vůbec zmněnit když vzrostou otáčky motoru a zůstane zachovaný moment.
testone píše:četností změn polarity kmitočet toho proudu
Opět zavádějící. I to PWM tedy šířka impulzů má svůj kmitočet nezávislý na polaritě vnitřní komutace BLDC. Navíc nedochází pouze ke zmněně polarity, ale také ke střídaní jednotlivých cívek pro dosažení točivého (skokovitě) pole.
Uživatelský avatar
CZ_Pascal
Příspěvky: 870
Registrován: 14. 1. 2008, 8:24
Bydliště: Brno

28. 12. 2014, 2:11

Ben Ash píše:....řídící elektronika hlídá zda nedošlo ke skluzu, což vyhodnotí jako chybu na rozdíl od asynchronních motorů.
Principelně řídící jednotka BLDC nehlída zda došlo ke skluzu, ale pouze to aby vektor magnetického pole statoru byl vždy kousek "napřed" oproti vektoru magnetického pole rotoru.

Samozřejmě jsou jednotky které mohou hlídat zda se motor točí dle očekávání, ale to nemá s principem BLDC moc společného - pro člověka věci neznalého by to mohlo být zavádějící/matoucí.
Odpovědět

Zpět na „naše mašinky“