Willkommen! Anmelden Ein neues Profil erzeugen

Erweiterte Suche

Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit

geschrieben von Legion 2.3 
Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
11. October 2015 12:21
Verehrte Gemeinde

Ich habe vor einiger Zeit beschlossen, meinen großen Drucker auf ein Closed-Loop-Schrittmotorsystem umzurüsten.
Grund für den Umbau waren mehrere Schrittverluste in den vergangenen Monaten, die ich mit den aktuellen Motoren (Nema 17, 400 Schritte / U, Haltemoment 0,44 Nm, ebenfalls Fa. Nanotec) hatte.

Die Motoren der X - und Y - Achse sollten durch Schrittmotoren mit integriertem Encoder und Steuerung ersetzt werden. Der Motor, den ich mir zu diesem Zweck zugelegt habe, war dieser hier von der Firma Nanotec.



Kurz die technischen Daten:
- Haltemoment : 1,1 Nm
- Nennstrom: 4,2 A (Kurzzeitig 6,3 A)
- Nennspannung: 12 - 48V DC (bei mir 24V)
- Integrierter magnetischer Encoder mit 4096 Inkrementen
- bis zu 1/512 Mikroschrittbetrieb

Das schöne dabei ist, dass man dern Closed-Loop-betrieb einfach über einen DIP-Schalter zu - und abschalten kann.

Vorneweg, ich habe zwar alle Teile für den Einbau vorliegen, aber es hat mir bislang die Zeit zum Einbau gefehlt, sodass ich den Motor nur unmontiert testen konnte.
Dabei ist mir leider aufgefallen, dass der closed-Loop-Betrieb nur suboptimal funktioniert.
Mir ist im Detail folgendes aufgefallen:

- Das Regelverhalten und die Laufruhe im unteren Drehzahlbereich (< 30 U/min = 25 mm/s bei mir) ist sehr schlecht. Der Motor läuft nicht richtig rund, die Drehbewegung ist eher pulsierend.
- Bei Belastung benötigt der Motor erst ein paar 1/10 Sekunden, um mit erhöhtem Drehmoment gegenzusteuern und wieder auf die Soll-Position zu fahren. Durch Straffung der PID-Parameter konnte das verbessert werden, aber der Motor ist im Closed-Loop immer noch nicht so steif wie im Open-Loop.
- Der Motor führt im Stillstand zum Teil Mikrobewegungen aus und pfeift etwas.
- Bei höheren Drehzahlen fährt der Motor extrem leise und gleichmäßig bis ca. 1000 1/min

Alles in Allem also nicht unbedingt geeignet für die hochdynamische Bewegung, die beim 3d-Drucker gefordert ist.

Im Open-Loop-Betrieb funktioniert der Motor wie erwartet mit den üblichen Nachteilen, also den schrittmotortypischen Vibrationen und Geräuschen und mit Schrittverlusten bei Überlast.

Deswegen habe ich mich mit dem Nanotec-Support kurzgeschlossen, deren Aussage ist, dass der closed-Loop-Betrieb nie ideal im Drehzahlbereich unter 30 U/min funktionieren kann, da die Encoder-Rückmeldung dafür nicht ausreichend sei.

Damit kann ich mich aber nicht zufrieden geben.
Hat von euch jemand Erfahrungen mit Closed-Loop-Motoren?
Es muss doch irgendwie möglich sein, einen Motor mit Encoder vernünftig in einem Drehzahlbereich von 0 - 400 U/min mit hoher Dynamik und Laufruhe zu steuern.
Kennt jemand vielleicht einen Motorhersteller, der entsprechende Antriebe anbietet?
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
11. October 2015 15:54
[www.youtube.com]

Oder??


[www.facebook.com]

Power is nothing.....without control!
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
12. October 2015 04:05
Hast du dich mal mit der Sensorless Steuerung von Nanotec befasst?
[de.nanotec.com]
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
12. October 2015 09:14
So wie ich das lese, funktioniert der Kram genauso wie die ganzen Fahrtregler für Modellmotore die ich hier rumfliegen habe. Villeicht noch ein bisschen verfeinert, weil die genau wissen was für ein Motor am Regler klemmt.
Wenn das so ist, kapier ich aber das Produkt als solches nicht. Für Antriebe mit Positionieraufgaben dürfte es dann eher nicht geeignet sein.
Drehzahlgeregelte Antriebe bekommt man hingegen damit prima hin. Das schafft man dann aber auch mit "normalen" DC-Brushless Motoren viel besser (weit größeres Drehzahlband) & billiger.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. October 2015 08:54
Quote
Legion 2.3


Kurz die technischen Daten:
- Haltemoment : 1,1 Nm
- Nennstrom: 4,2 A (Kurzzeitig 6,3 A)
- Nennspannung: 12 - 48V DC (bei mir 24V)
- Integrierter magnetischer Encoder mit 4096 Inkrementen
- bis zu 1/512 Mikroschrittbetrieb

Dir ist aber schon klar, dass Du Dich in einem REPRAP! -Forum befindest?
Der Motor ist wohl eher was für professionelle CNC-Geschichten.
Wenn Du solche Geschütze benötigst, um einen Schlitten in einer Mikrowurstpresse zu bewegen, hast Du irgendwo etwas nicht so wirklich optimal zusammen gebastelt.
Vielleicht doch mal die Lagerung überprüfen/überdenken.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. October 2015 09:19
Es geht da glaube ich weniger darum, daß die Kraft benötigt wird um den Schlitten zu bewegen, sondern darum, daß dort ein Encoder drin steckt, der Feedback darüber gibt ob ein Mikroschritt durchgeführt wurde oder nicht und die reale Schrittweite gemessen werden kann. Wäre doch super, wenn es keine Schrittverluste mehr geben würde, bzw. die Firmware auf Schrittverluste entsprechend reagieren könnte und so einen sonst "zerstörten" Druck retten kann.


--
Microsoft MVP in den Kategorien DirectX/XNA * Visual C++ * Visual Studio and Development Technologies seit 2011

  • Mein Erster (RAMPS 1.4, Selbstbau WolfStrap-Derivat mit Linearführungen, Wade Extruder und E3D lite6 Hotend)
  • Cub44 (Selbstbau Dual Wire Gantry Derivat mit Zahnriemen und Linearschienen, RADDS 1.5 und DUE, Custom Hotend - E3D like, Compact Bowden Extruder)
  • HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
  • P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. October 2015 09:36
Quote
Glatzemann
daß dort ein Encoder drin steckt, der Feedback darüber gibt ob ein Mikroschritt durchgeführt wurde oder nicht.
Einen Encoder kannst Du auch auf einen Nema14 oder kleiner aufpflanzen, in alten Floppy-Laufwerken war das Usus.
Dazu benötigt man nur eine durchgeführte Achse. Es gab im RepRap-Bereich wohl schon verschiedene Ansätze dazu, wirklich duchgesetzt hat sich keiner.
Letzten Endes verliert man Geschwindigkeit, jede Regelung, auch autark, benötigt Zeit.

Der hier angesprochene Motor frisst > 4A, ich bezweifel, dass der sich mit 1A begnügen wird.
Summasummarum frisst und säuft der nur Strom und prodiziert Wärme.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. October 2015 09:49
Das der Motor überdimensioniert ist, ist keine Frage. Das ist aber hier ja auch nicht die Problemstellung. Es geht hier darum, Schrittverluste aus den unterschiedlichsten Gründen zu verhindern. Ein Closed Loop-System läuft halt autark und es müssen halt nicht vom Microcontroller im Kilohertz-Bereich Step-Signale generiert werden.

Wenn es die Motoren kleiner/leistungsschwächer geben würde und das System für unsere Zwecke genausogut funktionieren würde wie in anderen Bereichen, dann würde das die Motorsteuerung von RepRap's schlicht und einfach revolutionieren, die Firmware's extrem vereinfachen und einen Haufen Rechenleistung auf/unter den Controllerboards freischaufeln.


--
Microsoft MVP in den Kategorien DirectX/XNA * Visual C++ * Visual Studio and Development Technologies seit 2011

  • Mein Erster (RAMPS 1.4, Selbstbau WolfStrap-Derivat mit Linearführungen, Wade Extruder und E3D lite6 Hotend)
  • Cub44 (Selbstbau Dual Wire Gantry Derivat mit Zahnriemen und Linearschienen, RADDS 1.5 und DUE, Custom Hotend - E3D like, Compact Bowden Extruder)
  • HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
  • P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. October 2015 10:09
Quote
Glatzemann
Wenn es die Motoren kleiner/leistungsschwächer geben würde
Gibt es.
Ich habe sogar welche rum liegen.
Die will ich auch noch verwenden, dann aber ohne das Encoder-Gedöns.

Im RepRap-Sektor wurde schon allerhand probiert, von bemalten Pappscheiben bis hin zu professionellen hochauflösenden Hallsensoren.
Es ist teurer und träger.
An welcher Stelle soll die FW vereinfacht werden?
Die Step-Vorgaben sind davon doch völlig unberührt.

Im Gegenteil, m.E. wird die FW weiter verkompliziert, denn irgendwie muss eine Rückmeldung erfolgen.
Wenn bei spanabhebender Verarbeitung Schritte vergessen werden und die Regelung nach einer Denkpause nachbessert dreht die Spindel freudig einige Luftpiouretten.
Bei der Wurstproduktion wird aber lustig weiter gepresst...
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. October 2015 10:13
Das was du da hast...ist ja auch nur ein Pseudo-Closed-Loop. Die Steuerung bekommt von möglichen Schrittverlusten ja nix mit. Die interne Regelung der Leadshines ist, und das bestätigen auch andere, richtig gut. Alles lässt sich am Rechner parametrieren.

Ich finde schon, dass diese Systeme sinnvoll sein können. Die Drucker werden ja immer größer und die Schlitten schwerer.

Ich hab ja persönlich auch damit zu kämpfen, die Nema23 mit Strom zu versorgen. Die Raps128 sind da an ihrer Grenze.


[www.facebook.com]

Power is nothing.....without control!
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. October 2015 10:28
Quote
bianchifan
Quote
Glatzemann
Wenn es die Motoren kleiner/leistungsschwächer geben würde
Gibt es.
Ich habe sogar welche rum liegen.
Die will ich auch noch verwenden, dann aber ohne das Encoder-Gedöns.

Es geht hier in diesem Thread aber gerade um das "Encoder-Gedöns".

Es ging Legion niemals um die Motorgröße. Ob das jetzt ein Nema 11, 14, 17, 23 oder noch größer ist, tut doch erstmal nichts zur Sache. Es geht ihm doch lediglich um das Closed-Loop System. Es ist doch vollkommen egal, warum er diese dicken Motoren einsetzt. Vielleicht hat er die ja von Nanotec oder sonstjemandem geschenkt bekommen, oder auf der Arbeit aus einer großen Maschine ausgebaut, oder was auch immer.

Es geht darum:

Quote
Legion 2.3
Deswegen habe ich mich mit dem Nanotec-Support kurzgeschlossen, deren Aussage ist, dass der closed-Loop-Betrieb nie ideal im Drehzahlbereich unter 30 U/min funktionieren kann, da die Encoder-Rückmeldung dafür nicht ausreichend sei.

Ich steig jetzt aber hier auch aus dem Thema aus... Ich kann zu der eigentlichen Fragestellung des Threaderstellers nämlich leider nichts beitragen und von den bisherigen Wortmeldern glaube ich auch niemand...


--
Microsoft MVP in den Kategorien DirectX/XNA * Visual C++ * Visual Studio and Development Technologies seit 2011

  • Mein Erster (RAMPS 1.4, Selbstbau WolfStrap-Derivat mit Linearführungen, Wade Extruder und E3D lite6 Hotend)
  • Cub44 (Selbstbau Dual Wire Gantry Derivat mit Zahnriemen und Linearschienen, RADDS 1.5 und DUE, Custom Hotend - E3D like, Compact Bowden Extruder)
  • HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
  • P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
18. October 2015 11:42
So, jetzte melde ich mich mal wieder

Wie schon richtig erkannt wurde geht es mir bei der Wahl dieses Motors allen voran um die Encoderrückmeldung und das daraus resultierende Ausschließen von Schrittverlusten.
Da die gesamte Regelung innerhalb des Motorcontrollers abläuft, ist auch garkeine Rückmeldung des Motorcontrollers an das Druckermainboard (bei mir RADDS) notwendig.
Da ich bisher gute Erfahrungen mit Nanotec bei Standard-Motoren gemacht habe, habe ich meine Suche zunächst auf diesen Hersteller fokussiert, besonders da er in Deutschland ansässig ist und dementsprechend die Kommunikation deutlich einfacher ist als mit etwaigen asiatischen Herstellern.
Es gibt auch einen Nema17 dieser Bauart, dieser ist aber noch etwas teuere bei geringerere Leistung. Der Motor, den ich ausgewählt hatte, war schon der günstigste dieser Sorte bei Nanotec.

Bevor Spekulationen á la "wozu braucht man so einen großen Motor" oder " der ist viel zu überdimensioniert für einen RepRap" aufkommen: Der damit betriebene Drucker hat einen Bauraum von 340 x 310 x 500 mm (X x Y x Z) und damit kann alleine das Material, was man für einen einzigen Druck verfeuert, mal eben 100 € oder mehr wert sein und ein Druck kann schnell >100h dauern. Aus diesem Standpunkt betrachtet amortisiert sich diese Investition, wenn ein kleiner Extrudercrash nicht gleich zu einem Totalausfall führt (beispielsweise, wenn bei steilen Kanten sich Material hochwölbt und das Hotend dagegen fährt).

Netter Nebeneffekt eines gut arbeitenden Closed-Loop-Systems ist die Laufruhe und das verschwinden von Vibrationen, die z.B beim RDD-Silencioso auch bei höherem Mikroschrittbetrieb immer noch auftauchen.

Quote
BombieTHeZombie
Hast du dich mal mit der Sensorless Steuerung von Nanotec befasst?
[de.nanotec.com]

Ja, habe ich. An sich ist das eine feine Sache, hat aber den Nachteil, dass hier eine Mindestdrehzahl erforderlich ist und so im ungünstigsten Fall immer noch ein Schrittverlust auftreten kann.

Quote
bianchifan
Quote
Glatzemann
daß dort ein Encoder drin steckt, der Feedback darüber gibt ob ein Mikroschritt durchgeführt wurde oder nicht.
Einen Encoder kannst Du auch auf einen Nema14 oder kleiner aufpflanzen, in alten Floppy-Laufwerken war das Usus.
Dazu benötigt man nur eine durchgeführte Achse. Es gab im RepRap-Bereich wohl schon verschiedene Ansätze dazu, wirklich duchgesetzt hat sich keiner.
Letzten Endes verliert man Geschwindigkeit, jede Regelung, auch autark, benötigt Zeit.

Der hier angesprochene Motor frisst > 4A, ich bezweifel, dass der sich mit 1A begnügen wird.
Summasummarum frisst und säuft der nur Strom und prodiziert Wärme.

Ich weiß, dass man einen Encoder auf fast jeden Stepper mit durchgehender Achse montieren kann, man benötigt aber immer noch eine Steuerung, die den Encoder verarbeitet.
Die Reprap-Ansätze sind mir ebenfalls bekannt. Ich habe aber auch schon Kritik an diesen Ansätzen gelesen und bin daher davon wieder abgekommen. Mir ist hier eine Nicht-Bastellösung irgendwie auch lieber.

Die Stromaufnahme ist, auch wenn der Strom auf maximum eingestellt ist, nicht permanent bei 4 A wie bei Open-Loop-Motoren. Ein Vorteil der Closed-Loop-Regelung ist, dass der Motor nur so viel Strom wie nötig bekommt und deswegen bei niedriger Last eben kaum warm wird.


Quote
Stud54
[www.youtube.com]

Oder??

So, und genau so WOLLTE ich das eigentlich haben und habe es von den Nanotec-Motoren erwartet.
Leider haben sie nicht das gehalten, was ich mir davon erhofft habe, wie ich es bereits erläutert habe.
Passenderweise hat Leadshine genau die selbe Bauart wie Nanotec (also integrierte Closed-Loop-Regelung) zum fast gleichen Preis wie Nanotec im Angebot: Hier
Diesbezüglich habe ich eine Anfrage an Leadshine gesendet bezüglich der Motorcharakteristik, also Laufruhe bei niedrigen Drehzahlen und Dynamik. Falls die mir bestätigen, dass die integrierten Motoren genauso schön laufen wie im Video, werde ich damit vielleicht nochmal einen Versuch wagen und die Nanotec-Motoren irgendwie über Ebay loswerden (falls hier keiner Interesse hat).

Quote
bianchifan
Quote
Glatzemann
Wenn es die Motoren kleiner/leistungsschwächer geben würde

Es ist teurer und träger.

Ich hoffe und denke nicht, dass closed-Loop-Steuerungen generell träge sind. Wenn dem so wäre, hätten die ganzen High-Speed-Fräsanlagen ein großes Problem.
Wenn ich mir ansehen, wie Bocksteif die Position vom Leadshine in dem Video gehalten wird, muss der Regler dahinter schon verdammt schnell sein. Irgendwo in den Datenblätter habe ich gelesen, dass die Position alle 25 ys, also 0,000025 s nachgeregelt wird. (Das war hier )
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
01. November 2015 06:30
Quote
Legion 2.3
Ich hoffe und denke nicht, dass closed-Loop-Steuerungen generell träge sind.
Träge ist relativ.
Ein Closed-Loop-System wird immer träger sein als ein Open-Loop-System, das ist von der Anlage her systemimanent.
Schließlich handelt es sich um eine Regelung und die benötigt Zeit.

Quote
Legion 2.3
Wenn dem so wäre, hätten die ganzen High-Speed-Fräsanlagen ein großes Problem.
Und nochmal:
Fräsanlagen kannst Du nicht Spitz-/Pressanlagen vergleichen.
Wenn der Vortrieb stockt, hebt der Fräser keinen Span ab, PUmpe/Presse o.ä. laufen weiter, das Ergebnis ist Suppe.
Bei genauer Betrachtung haben aber gerade Highspeed-Fräsanlagen damit einige Probleme, da sich bei ausbleibendem Vortrieb die Eigenschaften ändern, Nachgiebigkeit, Temperatur..

Quote
Legion 2.3
Irgendwo in den Datenblätter habe ich gelesen, dass die Position alle 25 ys, also 0,000025 s nachgeregelt wird. (Das war hier )
Wer's glaubt, wird selig..
Aktuelles Beispiel ist VW, was unter optimalen Bedingungen gilt trifft in Paxis niemals zu.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
18. November 2015 16:54
Ich melde mich mal wieder grinning smiley

Inzwischen habe ich die Motoren von Leadshine bestellt und sie sind auch angekommen:







Erster Eindruck: Die Verarbeitung ist sichtbar hochwertiger als die von Nanotec, alles ist schon passgenau, die Motorwelle hat ab Werk eine Abflachung und die Anschlüsse wirken robuster.
Zweiter Eindruck: Bei einem der beiden Motoren lässt sich die Motorwelle axial ca. 1-2 mm ohne Kraft bewegen! Scheinbar wurde hier eine Scheibe oder Feder vergessen ...

Nun zur Inbetriebnahme: Beim ersten Anlauf funktioniert erst mal nichts. Grund: Die Steuerimpulse des RADDS sind zu kurz. Das ließ sich ja schnell über den Delay in Repetier abändern, sodass das Signal erkannt wurde.
Die Parametrierung gestaltete sich als schwierig: Der Motor wird über eine RS232-Schnittstelle parametriert. Dafür gibt es auch einen USB-Konverter. Knackpunkt ist, dass die Software nicht auf 64-Bit-Systemen laufen möchte, also musste ich alles erst mühsam auf eine virtuelle Maschine mit WinXP 32 bit installieren. Da darauf das Adapterkabel nicht automatisch erkannt wird, musste ich erst das Internet nach einem entsprechenden Treiber durchforsten, für den es natürlich auf der Leadshine-Homepage keinen Verweis gibt.
Das schöne bei der Software ist allerdings, dass man übersichtlich alle Parameter einstellen kann und auch grafisch den Encoder- oder Stromverlauf nachverfolgen und so das Regelverhalten beurteilen kann.

Schlussendlich habe ich den Motor zum Laufen gebracht. Das Regelverhalten des Motors ist wirklich super, anders als der Nanotec-Motor regelt der Leadshine bocksteif und gibt kein bisschen nach, bevor nicht das eingestellte Drehmoment überschritten wird. Im Stillstand ist der Motor auch wirklich still, kein nachregeln, kein garnichts thumbs up
Die Laufruhe (bei eingestellten 1/64 Schrittbetrieb) ist im Drehzahlbereich von 0-20 U/min und ab 120 U/min ebenfalls super butterweich, das Problem ist der Bereich dazwischen. Im Drehzahlband zwischen ca. 20 - 120 U/min scheint der Resonanzbereich des Motors zu sein. Zumindest läuft der Motor in diesem Bereich lauter, quasi brummend und entsprechend unruhig. Unglücklicherweise ist aber genau das der Geschwindigkeitsbereich, der beim Drucken am häufigsten auftritt, was sehr ärgerlich ist. thumbs down
Meine aktuell verbauten 400 Schritt - Nema 17 haben auch einen gewissen Resonanzbereich, aber die laufen trotzdem sehr viel ruhiger mit den RRD-Silenciosos (im 1/32-Schritt-Betrieb). Dahingehend möchte ich mich eigentlich ungern verschlechtern.

Ich frage mich hier, ob das nur ein Problem des Leadshine ist (der laut Kocomotion, wo ich den Motor gekauft habe, ein schon ziemlich guter Motor sein soll) oder ob das generell bei größeren Motoren ein Problem ist.
Jetzt überlege ich, ob ich die Motoren wieder zurück geben soll.

Eine Alternative wäre vielleicht noch der Trinamic Steprocker (TMC1110). Mit 2,8 A kann der auch mittelgroße Nema23-Motoren befeuern und hat wir der TMC2100 interpolierte 1/256 Schritte und Features wie "Spread Cycle" und "StallGuard" aufweist. Den könnte ich dann ggf mit einem 400-Schritt-Nema23 kombinieren.

Daneben bietet Kocomotion noch andere integrierte Schrittmotoren mit Resonanzunterdrückung an, die allerdings bei dieser Leistungsklasse schon bei ca. 370€ vor Steuern liegen. Das ist allerdings dann doch etwas zu teuer für meinen Geschmack.

Noch Vorschläge für sinnvolle Alternativen?
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
19. November 2015 01:19
Ich persönlich würde an deiner Stelle weg von Steppern, hin zu Antrieben, die keine Vibrationen erzeugen können.
Sollte ich demnächst mal wieder ne Fräse oder größeren Drucker bauen, hab ich meine Kandidaten schon gefunden. Clearpath.....winking smiley
[www.teknic.com]

Warum die, nunja, alles verpackt in einem Motor. Keine Encoderkabel mehr.....Versorgungsspannung und Step/Dir sind ausreichend.

Gruß


[www.facebook.com]

Power is nothing.....without control!
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
22. November 2015 08:38
Quote
Legion 2.3
Inzwischen habe ich die Motoren von Leadshine bestellt und sie sind auch angekommen

Nur mal so zur Erinnerung..

Oben links steht irgendwo dick und fett : REPRAP

Im Wiki ist der Begriff eigentlich recht ausführlich erläutert.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
22. November 2015 10:21
Quote
bianchifan
Quote
Legion 2.3
Inzwischen habe ich die Motoren von Leadshine bestellt und sie sind auch angekommen

Nur mal so zur Erinnerung..

Oben links steht irgendwo dick und fett : REPRAP

Im Wiki ist der Begriff eigentlich recht ausführlich erläutert.

Erst ne Selbstbauelektronik kritisieren und jetzt nach Reprap schreien... Weißt auch nicht was du willst?


Triffid Hunter's Calibration Guide --> X <-- Drill for new Monitor Most important Gcode.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
23. November 2015 04:05
Quote
Wurstnase
Erst ne Selbstbauelektronik kritisieren und jetzt nach Reprap schreien... Weißt auch nicht was du willst?
Was hat das mit dem Thema hier zu tun?

Abgesehen davon, hast Du meine Kritik offensichtlich völlig missverstanden.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
23. November 2015 05:47
Quote
bianchifan
Quote
Wurstnase
Erst ne Selbstbauelektronik kritisieren und jetzt nach Reprap schreien... Weißt auch nicht was du willst?
Was hat das mit dem Thema hier zu tun?

Abgesehen davon, hast Du meine Kritik offensichtlich völlig missverstanden.

Na, dann kläre mich doch auf!


Triffid Hunter's Calibration Guide --> X <-- Drill for new Monitor Most important Gcode.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
29. November 2015 11:03
Wieso darf man bei einem REPRAP keine höherwertigen Motoren verbauen ???

Clearpath habe ich mir mal angesehen. Die "Regular" - Version hat aber eine Auflösung von gerad mal 0,45°, was bei meinen Zahnscheiben etwa 0,075 mm entsprich bzw 800 Schritten pro Umdrehung (1/4-Schritt-Betrieb verglichen mit normalen Schritt-Motoren). Das wäre schon sehr grob.
Die "Enhanced" - Version (Hier) ist mit 0,06° dagegen ausreichend (entspricht ca 0,01 mm), ist aber auch mit 327$ nochmal knapp 40$ teurer.
Blöderweise gibt es die Motoren nur in den USA, ich habe noch keine deutschen Reseller gefunden. Dadurch sind die Versandkosten enorm hoch, auch im Falle einer Rücksendung zwecks Erstattung.

@Stud: Hast du Erfahrung mit diesen Motoren ?

Wie es aussieht, sind das einfach BLDC-Servos. Diese gibt es auch von anderen Herstellern (auch Leadshine).

BLDCs haben wahrscheinlich eine bessere Laufruhe als Stepper. Ich frage mich, wie es dagegen mit der Steifigkeit aussieht. Immerhin haben BLDCs weniger Polpaare und sind auf höhere Drehzahlen ausgelegt. Normale Stepper lassen sich nicht mehr als einen Vollschritt drehen (bis zum Schrittverlust), die Servo-Schrittmotoren von Leadshine waren noch steifer. Es wäre für den Drucker ja fatal, wenn der Motor bei jedem Beschleunigungs-/Bremsruck erst mal ein paar Grad einpendelt, bis er die Soll-Position hält. Hat da jemand Erfahrungswerte?
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
29. November 2015 12:06
Die Steifigkeit brauchst du nicht bei den Motoren suchen...sondern beim Regler. Wenn die PID Strecke gut ist....dann drehst du den nicht mehr.

Gut....welche Nut/Pol Kombi jetzt in den Motoren drin steckt, kann ich dir nicht sagen. Ich hab nen großen Siemens BLDC hier....der hat 18 Nuten und 24 Magnete.

In der CNC Ecke hat die jemand gekauft und ist hoch zufrieden.


[www.facebook.com]

Power is nothing.....without control!
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
29. November 2015 14:26
Quote
Legion 2.3
Wieso darf man bei einem REPRAP keine höherwertigen Motoren verbauen ???

Darf man thumbs up

Ich für meinen Teil schaue gerne, was es links und rechts vom Tellerrand so gibt und lese gerne mit, wenn hier jemand seine Erfahrungen so wie du postet. thumbs up

Manch anderer hier aber nicht und tut es dann lautstark kund. Einfach ignorieren. thumbs down


Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
01. December 2015 11:12
Quote
Legion 2.3
Es wäre für den Drucker ja fatal, wenn der Motor bei jedem Beschleunigungs-/Bremsruck erst mal ein paar Grad einpendelt, bis er die Soll-Position hält.

Ganz so fatal kann's nicht sein, denn das "einpendeln" findet statt, seit es Schrittmotoren gibt. "Ein paar Grad" ist allerdings übertrieben, maximal ist das ein viertel Schritt, bei Mikroschritten weniger.


Generation 7 Electronics Teacup Firmware RepRap DIY
     
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
16. January 2016 15:26
Nach längerer Zeit melde ich mich mal wieder in diesem Thread:

Es wurden wieder neue Motoren geliefert. Dieses mal sind es Leadshine DC-Servomotoren, genauer gesagt der Motor BLM57090-1000 mit der Steuerung ACS606.




Kenndaten :

BLM57090-1000
Nennleistung / Nennspannung: 90 W / 36 V DC
Nenndrehzahl: 3000 rpm
Nennstrom / Spitzenstrom: 3,4 A / 10,3 A
Nennmoment / Spitzenmoment: 0,29 Nm / 0,87 Nm
Länge / Masse: 100 mm / 0,75 kg

Bei diesem Motorsystem handelt es sich anders als bei Schrittmotoren um "Echte" Servos, in diesem Fall 3-phasige Motoren mit 4000 Inkremente-Encoder.
Diese Motoren haben nur 2 Polpaare. Sie weisen zwar ein geringes Rastmoment auf, dieses stört aber aufgrund der geringeren Polzahl nicht so wie bei Schrittmotoren. Diese Servos haben absolut keine Probleme mit Resonanzen, wie ich sie bei Schrittmotoren erlebt habe.
Der Haken bei dieser Art von Servos ist allerdings das aufwändige Reglertuning. Ich war die letzten 2 Tage damit beschäftigt, den Regler einzustellen ... Natürlich habe ich den Motor dabei noch nicht eingebaut, alles andere wäre lebensmüde. Wenn man den P-Anteil des Reglers zu hart einstellt, fängt der Motor so hart an zu vibrieren, dass es einem die ganze Mechanik zerreißen würde.

Das gute vorweg: Anders als befürchtet lässt sich der Motor mit nur 1 U/min betreiben. Dabei ist er immer noch recht laufruhig. Er Vibriert dabei ein wenig (er springt zwischen 2 Encoder-Inkrementen, also 0,09° hin - und her). Ich hoffe aber, dass diese Vibrationen aufgrund der sehr kleinen Amplitude von den Riemen geschluckt wird. Bei höheren Drehzahlen ist die Laufruhe sehr gut, es gibt nirgendwo einen Resonanzbereich (zumindest habe ich noch keinen entdeckt).

Das Problem, was ich zurzeit jedoch habe, ist der Schleppfehler:



Bei z.B 400 U/min baut sich ein konstanter Positionsfehler von 70 Pulsen, also knapp 6° auf. Der Fehler steigt dabei quasi proportional zur Drehzahl. Für gewöhnlich würde man bei solchen Abweichungen den Inkremental-Anteil des Reglers anpassen. Das blöde ist: Es gibt hier scheinbar keinen! Ich kann an jedem Parameter drehen wie ich will, der Fehler wird nie kleiner als 70 Pulse! Wie das Druckbild dabei aussehen würde, will ich mir garnicht erst vorstellen.

Ein weiteres Problem, was aber seltsamerweise nur bei einem der beiden Servosteuerungen auftaucht: Ich bekommen den Motor nicht schneller als 500 U/min (3000 U/min sind laut Datenblatt drin). Wenn ich es trotzdem versuche, bleibt der Motor beharrlich bei 500 U/min und der Schleppfehler steigt und steigt.



Ganz krass wird das verhalten bei noch höheren Drehzahlen.



Bei 1000 U/min kann von ruhigen Motorlauf keine Rede mehr sein. Irgendwie scheint die Steuerung einen Defekt zu haben. Ich kann mir nicht vorstellen, wie ich bei der Inbetriebnahme das verursacht haben kann, die Steuerung ist ja angeblich gegen Überspannung, Überstrom etc abgesichert. Alle Leitungen sind original von Leadshine und sind wohl auch geschirmt.

Ich habe beide Probleme Kocomotion geschildert und warte zurzeit noch auf eine Antwort. Mit der Maximaldrehzahl von 500 U/min kann ich leben, das entspricht immerhin über 400 mm/s bei meinem Aufbau. Wenn ich den Schleppfehler nicht weg bekomme, kann ich die Motoren aber nicht gebrauchen. Die Steuerung wird explizit für CNC-Anwendungen beworben. Mir fällt keine Anwendung ein, bei der man mit so einer hohen Ungenauigkeit leben kann.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
17. January 2016 09:07
Das ist, nachdem ich mich bis hierher durchgelesen habe, alles sehr interessant.

Wenn hier das ist kein Reprap gerufen wird, ist das eher beschämend als weitsichtig,
denn gerade die Trampelpfade zu verlassen, ist die Kunst die weitere Entwicklungen möglich macht.
Wohin sich die 3D-Drucktechnik entwickelt ist nun wirklich noch nicht absehbar, deswegen sind abweichungen vom "Normalen" wichtig.
Und wenn wir ehrlich sind:
Keiner wünscht sich heute noch einen Altair auf den Tisch.

Eine Frage ist mir aber doch hochgekommen, insbesondere nachdem ich das Video von der Fa.Teknic deren ClearPath Motoren-Präsentation gesehen habe:

Wären diese Motoren denn soweit kompatibel das man sie, nach Anpassungen in der Hostsoftware, als Ersatz für den "klassischen" Stepper einsetzen könnte ??
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
17. January 2016 09:18
Quote
luclass
Das ist, nachdem ich mich bis hierher durchgelesen habe, alles sehr interessant.

Wenn hier das ist kein Reprap gerufen wird, ist das eher beschämend als weitsichtig,
denn gerade die Trampelpfade zu verlassen, ist die Kunst die weitere Entwicklungen möglich macht.
Wohin sich die 3D-Drucktechnik entwickelt ist nun wirklich noch nicht absehbar, deswegen sind abweichungen vom "Normalen" wichtig.
Und wenn wir ehrlich sind:
Keiner wünscht sich heute noch einen Altair auf den Tisch.

Eine Frage ist mir aber doch hochgekommen, insbesondere nachdem ich das Video von der Fa.Teknic deren ClearPath Motoren-Präsentation gesehen habe:

Wären diese Motoren denn soweit kompatibel das man sie, nach Anpassungen in der Hostsoftware, als Ersatz für den "klassischen" Stepper einsetzen könnte ??


Aber sicher...warum auch nicht....


[www.facebook.com]

Power is nothing.....without control!
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
17. January 2016 09:19
Die Motoren von Teknic lassen sich mit Takt-Richtungssignal betreiben, von daher sollte einem Betrieb mit einem RADDS oder RAMPS nichts im Weg stehen. Vielleicht muss der Spannungspegel angepasst werden, aber bisher haben alle getesteten Treiber mit 3,3V vom Arduino Due funktioniert.

Das Problem bei diesen Motoren von Teknic ist, dass die (zumindest laut Shop) nicht nach Deutschland liefern und ich habe auch noch keinen Händler gefunden, der das macht. Wenn jemand einen kennt, bitte melden! Man könnte bei Teknic ein Angebot einfordern, aber in einem anderen Forum habe ich (sinngemäß) gelesen, dass die Firma bei einer jährlichen Abnahmemenge von <50.000€ keinen Finger krumm macht. Ob das wirklich so krass ist, weiß ich selber nicht.

Auf jeden Fall kommt noch (wenn man von DHL ausgeht) mindestens 35 € Versand oben drauf, wobei ich auch schon von >80€ Versandkosten bei anderen Shops gelesen habe.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 17.01.16 09:20.
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
17. January 2016 09:26
Nachtrag: Bei Ebay habe ich doch gerade einen Händler gefunden !!
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
17. January 2016 09:32
Vielen Dank für die Antworten,

ich wusste nicht das Servo- und Steppermotore ansteuerungtechnisch so dicht beieinander liegen.

Meine Schwester hat einen Freund in den Staaten...soll ich mal Fragen ??? (wegen der Motoren ??, mir sind die Grundpreise schon zu hoch....)
Re: Closed Loop-Antrieb, Probleme bei langsamer Geschwindigkeit
17. January 2016 10:16
Die sind in den Staaten auch nicht billiger....und die müssen ja trotzdem hier her....winking smiley

Wenn du jemanden in Chna kennst, in dem Werk, dann wäre das spannend...grinning smiley

Naja...wieso sollen die denn auch nicht sooo angesteuert werden? Industriell ist zwar immer noch +-10V das Maß der Dinge, aber das ändert sich auch irgendwann.
Was toll wäre, wenn irgendwann man ne Sinumerik 808D für 300 Euro zu kaufen wäre....grinning smiley


[www.facebook.com]

Power is nothing.....without control!
In diesem Forum dürfen leider nur registrierte Teilnehmer schreiben.

Klicke hier, um Dich einzuloggen