ВОПРОС Токарный станок

[vvv1234]

Приехал абсолютный энкодер, разрешение - 2000. Пристроил его на токарничек и проверил стабильность оборотов шпинделя. Неплохо, в среднем 0.5%, максимум - 1%. Теперь можно поэкспериментировать с различными алгоритмами нарезания резьбы.

Жаль, что не делают китайцы энкодеры с разрешением 1600 или 3200. А такие бы очень неплохо согласовывались с числом микрошагов ШД продольной подачи. И можно было бы работать с целочисленной арифметикой. Ладно, ЕСП32 - штука шустрая, с плавающей запятой справится.

 

[vvv1234]

Проверка стабильности энкодера в режиме высокого разрешения (2000 импульсов/об). Написал программку, измеряющую временное расстояние между соседними импульсами и считающую статистику. Подключил энкодер к ЕСП, посмотрел статистику, полный бардак.

70% - более-менее совпадает с расчетным (в пределах 20%)
25% - раза в полтора выше расчетного
5% - намного ниже расчетного, иногда раз в 10.

Начал разбираться. По шиту минимальное напряжение питания энкодера 5в. Ну и запитал я его от этих 5в. А кабель у энкодера длинный, 1.5м, на нем напряжение падало на 0.5в. Поэтому все работало нестабильно. Повысил напряжения до 7в, все заработало как надо.



Посмотрел статистику при питании 7в, совсем другое дело.

Расчетная средняя величина: 83.33 us
Измеренная средняя величина: 83.88 us
Разница между минимальными и максимальными измеренными величинами - в пределах 5%.

P.S. Для стабильной работы с такими энкодерами схема подключения ниже (A - канал высокого разрешения, Z - канал абсолютного положения). Если нужно детектировать направление вращения - подключается канал B).

 

[Robinson1957]

Расчетная средняя величина: 83.33 us
Измеренная средняя величина: 83.88 us
Разница между минимальными и максимальными измеренными величинами - в пределах 5%.

Как понимаю, это при ~200RPM, если в канале А?
А каковы показатели будут, скажем, при 5000RPM?
О стабильности чего речь? Точности периодов за оборот, или скорости вращения?

 

[2aas]

Проверка стабильности энкодера в режиме высокого разрешения (2000 импульсов/об)

На точность позиционирования продольной подачи проверяли?
Интересно было бы сравнение расчетной с практической.
Тоже (пока в голове) обкатываю различные варианты датчиков положения (линейный, энкодер). Цена реализации тоже важна.

 

[vvv1234]

А каковы показатели будут, скажем, при 5000RPM?
О стабильности чего речь? Точности периодов за оборот, или скорости вращения?

Это суммарная ошибка позиционирования. На которую влияют точность энкодера, нестабильность оборотов шпинделя, помехи, вибрации и т.д. Вот так эта ошибка зависит от скорости шпинделя.

511.92 RPM
calculated=58.60 us
measured=58.51 us
795.05 RPM
calculated=37.73 us
measured=37.63 us
1002.72 RPM
calculated=29.92 us
measured=29.93 us
1516.80 RPM
calculated=19.78 us
measured=19.52 us
1949.74 RPM
calculated=15.39 us
measured=14.45 us

При скорости больше 1000 мой токарничек начинает сильно вибрировать, что сказавается на результатах. Больше 2000 не разгонял: китайскую птичку жалко .

В реальной работе этот энкодер будет использоваться только для нарезания резьбы, где скорость будет не больше 300RPM.

Ваши сообщения автоматически объединены: 22.06.2024

На точность позиционирования продольной подачи проверяли?
Интересно было бы сравнение расчетной с практической.

Когда допишу прошивку - проверю. Там главная сложность - надо оптимально расположить импульсы управления ШД между импульсами энкодера. С учетом накопления дробной части. Так, чтобы ускорения/замедления были минимальны. Иначе получится как в той прошивке, которую критикует Леха-технарь.

 

[Robinson1957]

В реальной работе этот энкодер будет использоваться только для нарезания резьбы, где скорость будет не больше 300RPM

Для мелких деталей (если диаметр не 30÷35мм) эта скорость резания маловата. Какой максимальный шаг планируешь?

 

[vvv1234]

Для мелких деталей (если диаметр не 30÷35мм) эта скорость резания маловата. Какой максимальный шаг планируешь?

На этом токарничке я в ручном режиме режу резьбы на скорости 250-300. Делал для деталей диаметром от 6 до 20мм. Нормально получается. Для автоматики шаг больше 3мм не планирую.

 

[Robinson1957]

шаг больше 3мм не планирую.

3мм это круто, прикинь что с твоим винтом (1мм) винту надо сделать 3 оборота на оборот шпинделя. А шаговик разгонишь на 900RPM? И какой момент у него будет при этом? Для шага 3мм и винт надо с шагом не меньше 3мм. В этом и дилемма на токарных такой концепции, на малых оборотах шпинделя не хватает крутящего момента шпинделя а на больших, не хватает крутящего винта.

 

[vvv1234]

3мм это круто, прикинь что с твоим винтом (1мм) винту надо сделать 3 оборота на оборот шпинделя. А шаговик разгонишь на 900RPM? И какой момент у него будет при этом?

Упадет раза в полтора, не так уж и страшно. Ну и как я тебе говорил, резьба будет делаться по методу равных площадей, что существенно уменьшит нагрузку на продольный ШД.

Но пока это все теоретические прикидки. А что будет на практике - посмотрим. Есть там еще несколько потенциально неприятных моментов, например, точность экстрополяции предыдущего периода энкодера на последующий. Вообщем, только практика покажет.

 

[Robinson1957]

точность экстрополяции предыдущего периода энкодера на последующий.

Ну, вот, зачем выдумывать неадекватных сущностей... Напрвление знаем, прерывание обслужить проблем нет. А уж коэффициент деления подсчитать, через сколько импульсов энкодера (а у нас их дохрена, если прерывать и по фронту и по спаду) надо микрошагнуть, даже дробный, по методу Брезенхема, вообще дело плевое. А всякого рода флуктуации механика сожрет. Самое смешное тут не забыть про ускорения на старт-стопе, это несколько неприятный момент. Кстати, положение кареток, относительное, можно считать по шагам.

 

[2aas]

Когда допишу прошивку - проверю. Там главная сложность

Еще и люфты... Почему и начал смотреть на линейные энкодеры. В том числе и их компенсация.
Предполагаю (не специалист - с цифрами утверждать не могу) что и на этапе старт-стопных ускорений точность будет выше.

Ваши сообщения автоматически объединены: 23.06.2024

 

[Robinson1957]

. Почему и начал смотреть на линейные энкодеры. В том числе и их компенсация.

В общем то подход с линейками исключает влияние люфтов и пропуски шагов, но получается замкнутая сервосистема, которая непроста в настройке и повторении.
И, да, далеко не на любой станок можно, ввиду массогабаритных параметров, припиндюрить эти самые линейки, и целесообразно ли это... На свой BD-3, однако не приспособлю. Хотя, таки, "гитару" на продольную изобразил.

 

[vvv1234]

Еще и люфты... Почему и начал смотреть на линейные энкодеры. В том числе и их компенсация.
Предполагаю (не специалист - с цифрами утверждать не могу) что и на этапе старт-стопных ускорений точность будет выше.

Если люфты стабильные - на качество резьбы они не влияют. Поэтому и нарезка резьбы с шестеренками работает.
А для других операций, где нужна абсолютная точность линейного позиционирования, стабильные люфты можно скомпенсировать программно.

Линейки - да, неплохая вещь, но имеют смысл, если предполагается потеря шагов в ШД. Но высокоточные линейки весьма недешевы. Да и точная их установка непроста. Причем эту установку надо часто проверять, быстро сбивается. Поэтому потери шагов проще и дешевле избежать установкой более мощных ШД.

P.S. Когда смотришь Лехино видео с установкой 1мкм линеек, кажется, что их точная установка - раз-два - и готово, как два пальца... А я, когда прикручивал 10мкм линейки длинной 0.5м к фрезеру, часа два возился...

 

[2aas]

но получается замкнутая сервосистема

А не могли бы Вы в двух словах что за зверь "замкнутая сервосистема" и чем она отличается от "системы с обратной связью".

кажется, что их точная установка - раз-два - и готово, как два пальца...

Не знаю - это кому как. Мне не казалось. Так как есть некоторый практический опыт в том же шабрении.
Нюансов масса и не все в видео показываются. Зачастую потому что кажутся несущественными или всем известными.
Тут конечно же только личный опыт, с набиванием своих индивидуальных шишек.

 

[Robinson1957]

А не могли бы Вы в двух словах что за зверь "замкнутая сервосистема" и чем она отличается от "системы с обратной связью".

Может не очень корректно выразился, "замкнутые сервосистемы" это как "получил задание, исполняй, сам", т.е. по положению вала, а системы с обратной связью, это "получил задание, а сделал ли ещё проверю", т.е. по положению приводимого узла . Здесь достаточно доступно рассказано. По сути схоже, но имеются нюансы.