步进电机伺服化，全闭环控制，大家看看这个玩意儿怎么样，高手进！

HR-1983 · 发表于 2011-12-31 05:27

淘宝上见到的：

说明摘要：

②：本控制器既可接增量编码器构成半闭环控制,又可接光栅尺构成全闭环控制,精度高过伺服系统,免除了丝杆,导轨和机械的误差,定位精度能可靠的控制在正负0.001mm.
也可以把旋转编码器接在减速机或分度头的输出轴端, 构成免去机械齿轮的误差和回差的超高精度的全闭环旋转角度定位装置, 比如精密电控分度头和五轴CNC系统的旋转轴.可以达到0.001度的角度定位精度.

③：用了本控制器的步进系统不用再担心步进电机会失步造成机器的不安全，可以最大限度的挖掘步进电机的潜力, 不必为防止失步而留有很大的力矩和速度的裕留量。
本控制器能适应所有的二相、三相、五相步进系统，现有的电机和电机驱动器都可以应用和匹配，不必更换。并且上电时能纠正电机不是停在整步位置造成的偏位.
④：本控制器借鉴了伺服系统的控制原理，能即时的对运转中或静止时的步进电机的失步和误差进行高速补偿和位置较准.......
⑤：本控制器也能接伺服电机系统配合光栅构成直线全闭环,或者接伺服电机系统配合输出轴接旋转编码器构成旋转轴全闭环, 获得比较好的全闭环效果.

看起来挺完美，缺点是什么呢？蓝色字是否就是缺点所在？有懂的高手吗:em26: 讨论下。

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上不了图，给个链接感兴趣的朋友打开看看
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21楼【 fastarrow 】观点：系统初设计时，力矩非常关键，基本的机械驱动要求。这个不满足，电气上的弥补是非常有限的
说的好，非常赞成！:em26:

先不讨论步进电机失步的问题。假设不失步。单说丝杆方面。
我们知道不管C7 C5 C3 他都有一定的误差。只不过等级越高，误差越小。
现在假设光栅尺的分辨率是0.01。而我们的机械分辨率是0.005 也就是小于光栅尺的分辨率。
现在，我们与光栅尺组成全闭环控制。
问：是否这时丝杆的精度已经变得不重要，此时丝杆仅仅沦为一种传动工具！而精度最终是以光栅尺为基准，并且是准确的？
问：机械分辨率大于光栅尺分辨率，机器定位的时候会抽筋吗？系统会怎么样？
新手问题:em00:

.

[ 本帖最后由 HR-1983 于 2012-1-2 00:43 编辑 ]

sxpspcc · 发表于 2020-11-9 21:15

又见叶工发表于 2011-12-31 17:31
这才是真正工业用伺服化步进电机
自带驱动器和磁性编码器，50000线
厂家有非常详细的资料

这个是什么牌子的？哪有卖？

ttian · 发表于 2012-4-4 21:23

我觉得不能只从丢步考虑步进电机伺服的作用，如果用光栅尺配和步进伺服因该可以从另一个方面解决丝杆回差的问题，当然首先必须有3轴伺服的联动功能，这样理论上回差是不是无限大都可以消除呢。

id19642000 · 发表于 2012-2-13 02:22

闭环控制的步进电机伺服化不是不好，但價格和一套便宜的60W直流伺服相約，或加多些少便可以用無刷伺服，除了安裝不需改動外看不到太多好處，反而改用110V的步進驅動，轉用0.9度的2相步进电机，或3相步进电机來得性價比高

心在飞 · 发表于 2012-2-13 01:45

非常好的套件,
正好手头有3跟海德汉的万分之一光栅，先用再小车上试试。

夜行侠 · 发表于 2012-2-13 00:58

用楼主说的这东西和光栅尺组成全闭环的话，把伺服电机的旋转编码器拆掉，只用光栅尺反馈行吗？

elediy2008 · 发表于 2012-2-13 00:07

个人看法：闭环系统中失步中的步进工作状态和伺服工作是一样的原理，伺服是一直在失步的，不过人家的编码器精度高。几个脉冲的误差是允许的，咱们也用不上那么高的精度。试想如果闭环步进的编码器也在2000线以上再倍频，容许失步两三个脉冲那又怎么样。
假设导程05的丝杆两项步进用10细分，每圈2000脉冲配500线编码器4倍频。丢一个脉冲误差是0.0025.如果在4个脉冲时间内追上都是1个丝的误差。闭环步进追补脉冲是一定要提高驱动电压的。此系统还是有好处，关键是看你能容受多大的误差。

非非非非 · 发表于 2012-2-12 20:51

其实伺服电机+精密减速器才是王道

fly0eye · 发表于 2012-2-12 20:40

闭环步进原理上和伺服是一样的，要达到伺服的性能也是可以的，但是估计成本都要高于伺服了:em15:

HR-1983 · 发表于 2012-2-12 20:12

又想到一点问题。

cnc或者雕刻机是需要精确控制轨迹的应用,当编码器起作用时,肯定就是有失步的情况发生,所以闭环干预是不可能
做到同步的,一是有时间延时,二是如果按原来的轨迹运行,肯定是超扭矩了,在驱动器不变的情况下,那就不可能按原来
轨迹运行,有编码器闭环也不可能.

那么伺服系统是怎么解决超扭矩后的同步时间延时问题的？伺服在超扭矩的时候就报警，所有轴都停止动作吗？

所以归根结底，还是不能超扭矩，对不对。（不超扭矩就不可能失步对不对）

所以还是浴血前锋前辈说的实在。57不行用86，,86不行用110:em15: 是这样吧。

caowenxu · 发表于 2012-1-5 02:08

认同 flosc1的说法
一个人之力研制出的东西不可能超过一个公司的水平，否则此产品一定会被东方公司高价收购了。

墨儿 · 发表于 2012-1-5 01:06

进度如何，要我再找资料不？

dashan · 发表于 2012-1-4 23:14

110钱多就买86,86钱多就买57，和你说的正相反，至于性能嘛，呵呵，太多人就是这样。

浴血前锋 · 发表于 2012-1-4 22:07

我的理念就是57的不行用86，再不行换110。。。。。。
冗余是精确稳定的保证

flosc1 · 发表于 2012-1-4 21:51

原帖由 Wisdon 于 2012-1-4 21:31 发表
1.光栅是可以电子细分的，最少可以四细分，做到几十细分也是有办法的
2.这个东西参照了东方的一种驱动器，肯定是有一定作用的

你说的是东方的阿尔法系列闭环步进吗.是有点像,不过仔细看下这种闭环控制器是有很大局限的.
东方的闭环步进电机你用普通2相驱动器驱动,其步距角是10度的.但配合配套驱动器使用,定位
精度远远高于10度,官方的参数是可以做到0.036度,不管是不是真的,其肯定比10度好,而且好很多.
我用过东方的这种闭环步进,电机通电后你是听不到任何声音的,可以说比伺服的声音还小(高速转动
后声音就比伺服大了,不过比普通步进还是小很多).所以东方的这种闭环步进,编码器已经不是单纯
的检测失步不失步的,其已经参与到步进电机实际工作过程中了.具体东方用的啥技术咱就不清楚了.
当然diy能出这样的闭环控制器已经非常不容易了,虽然没买过论坛朋友出的这套闭环控制器,不过有幸
和他谈过几次.感觉首先人很热情(不买东西:em15: ),其次对闭环研究的很多.个人能达到这种程度已经非
一般diy网友能企及的了,期望以个人能力再在步进驱动技术上面再做更大的改进也不太现实,不过听说
这套闭环控制器还是有改进的,真的很不容易了.

flosc1 · 发表于 2012-1-4 21:38

原帖由 cslzgts 于 2012-1-4 20:59 发表

你错了。工业伺服CNC在遇到这些情况的时候是自动报错。停机。
如果说这些情况少。。。。。。那是你没DIY过机器。。嘿嘿，DIY机器没防护，意想不到的情况多了去了。
我的机器连限位都不装嘿嘿

越说越偏题了,第一咱是工业机器吗!你能自己停不,就是遇到这种情况停后,你还能继续干嘛?(一般都要重来了吧)
其实说到底了,闭环控制器确实是个好东西,有肯定比没有强,问题就是个性价比的事.论坛网友出的算是很优惠了,
就这样添加一轴填一套闭环系统至少需要400,3轴就是1200,这还是光编码器和控制器的,还有改装,增添的编码器线
缆,增加的成本肯定不止1200.加上3套二手57步进的话我想1800那是至少的了,如果是86的话,那成本至少在2000以上了.
(当然这些是一般网友能买到的价格,你说你买步进是按斤秤的就不好说了)
上面是实际分析的,下面是我个人感受:考虑到上面所说的闭环控制器的实际工作原理,我想就雕刻机而言把钱花在挑选更大一级步进
上更值得.或者直接买交流伺服吧,型号稍旧点的200w伺服600-800也能买到了(具体看运气和你的刀快不快了),
以上都是我个人观点,cnc确实是爱好,机加工几乎一窍不通,不过本人热衷于收集各类电控.我想除了专业二道贩子,论坛可能没几个人接触过的
步进和伺服种类有我多的.并且所有买回来的电控我都会实际操作下,当然也没有专业测试工具,不过俗话说不怕不识货就怕货比货.个人
感受还是真实的.
在此不想挣论出什么是非(也很难争论出来,可能个人侧重点本身就不同),仅此说下我的个人观点,以前写过一贴关于步进选择的帖子,可惜后
来和谐之后就看不到了,在此也算是个延续吧. 希望给看到的朋友能有点帮助!

Wisdon · 发表于 2012-1-4 21:31

1.光栅是可以电子细分的，最少可以四细分，做到几十细分也是有办法的
2.这个东西参照了东方的一种驱动器，肯定是有一定作用的

cslzgts · 发表于 2012-1-4 20:59

原帖由 flosc1 于 2012-1-4 20:50 发表

个人认为此情况不在本讨论范围,卡销杂物这种问题不实质的去掉的话,光靠编码器反馈是无法克服的,撞刀我想大部分情况下都需要
急停了,如果在这种情况下,驱动器使能信号没有和系统连接的话,此时虽然系统没有发脉冲,但 ...

你错了。工业伺服CNC在遇到这些情况的时候是自动报错。停机。
如果说这些情况少。。。。。。那是你没DIY过机器。。嘿嘿，DIY机器没防护，意想不到的情况多了去了。
我的机器连限位都不装嘿嘿

flosc1 · 发表于 2012-1-4 20:50

原帖由 cslzgts 于 2012-1-4 20:11 发表

丝杆卡屑会丢步。杂物卡行程会丢步。撞刀会丢步。。。。。。。。。。。我都经历过，玩床的意外多了去了。

个人认为此情况不在本讨论范围,卡销杂物这种问题不实质的去掉的话,光靠编码器反馈是无法克服的,撞刀我想大部分情况下都需要
急停了,如果在这种情况下,驱动器使能信号没有和系统连接的话,此时虽然系统没有发脉冲,但是闭环控制器还会不断地产生脉冲,这时反而
对机器和工件更加不利.如果驱动器和系统设置了使能联动,那么此时驱动器到是可以进入脱机状态,不过闭环控制器还处与不停发脉冲
状态. 再者如果撞刀发生,一般都是程序编制的问题,那么原来的程序继续运行的可能性很小,得修改程序.也就是在撞刀的过程中闭环几乎没
啥作用.