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！

fastarrow · 发表于 2012-1-1 10:05

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

t2930 · 发表于 2012-1-1 12:27

为了绕过伺服电机的驱动器，绕这么大弯子，何必了，何苦呢。

半桶水 · 发表于 2012-1-1 13:18

:em15: 这家伙打字应该不是一般的快

HR-1983 · 发表于 2012-1-1 18:56

原帖由 fastarrow 于 2012-1-1 10:05 发表
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 2012-1-1 18:59 编辑 ]

jiaopi998 · 发表于 2012-1-1 21:47

有点明白了!是定点位可以做到很精确,但走线的话就不一定了,因为各轴之间有一轴失步再补偿的话就可能和别的轴不同步了走的线也不一定是原定的那条线了...是不是这样理解?

风之魅影 · 发表于 2012-1-1 22:02

原帖由 林大夫 于 2011-12-31 18:30 发表
就怕你是用个破电脑，加个并口的mach3，就不是丢步的问题了，来的脉冲都是不全的:em15:

如果用并口卡，情况是否好些？求解

flosc1 · 发表于 2012-1-1 22:08

原帖由 jiaopi998 于 2012-1-1 21:47 发表
有点明白了!是定点位可以做到很精确,但走线的话就不一定了,因为各轴之间有一轴失步再补偿的话就可能和别的轴不同步了走的线也不一定是原定的那条线了...是不是这样理解?

差不多就是这个意思:em15:

arp · 发表于 2012-1-1 23:11

步进伺服，用来解决失步问题。什么情况下失步呢？高速、或者力矩不足时。
得看你的机器是否需要高速？是否有大力矩情况出现？如果是，用这个就很好要

HR-1983 · 发表于 2012-1-4 17:04

原帖由 arp 于 2012-1-1 23:11 发表
步进伺服，用来解决失步问题。什么情况下失步呢？高速、或者力矩不足时。
得看你的机器是否需要高速？是否有大力矩情况出现？如果是，用这个就很好要

:em26:
是否扭力足够，不高速运行，就一定不会失步了？
还有其他引起失步的条件吗？
伺服电机在扭力不够的情况下，会怎么样？

flosc1 · 发表于 2012-1-4 18:31

原帖由 HR-1983 于 2012-1-4 17:04 发表

:em26:
是否扭力足够，不高速运行，就一定不会失步了？
还有其他引起失步的条件吗？
伺服电机在扭力不够的情况下，会怎么样？

1\步进电机本身就是数字化的执行电机,只要电机本身没有问题,额定范围(扭矩,转速,加速度等)内是不会失步的.
2\一时半会还真没想出来失步的其他情况,可能强磁干扰吧,不过那样的话,可能编码器本身也会受到影响.
3\伺服电机扭矩不够就会报警了,也就是玩不转了.
   其实输出功率够不够是主要问题,伺服也好,步进也罢,功率不够啥都是浮云.编码器相对伺服还有个本质区别,伺服
编码器是伺服系统正常工作的必须部分,也就是伺服整个运行过程中编码器都参与工作.而diy级别的步进闭环控制器
配套的编码器更像个监测设备,当步进系统本身出问题时才会起作用.我们一般用的步进系统输出功率也就是200W
以内,见过最好的也就500W不到,如果你的设备需求的最高功率在500W以上的话,想用步进就很难了,就是加再多的编码器
还是无济于事.
   当然这种闭环步进还是很不错的东西,当你需要精确定位,或避免累积误差,这种闭环步进还是
个比较低成本的解决方案,其实这时候闭环步进本身起的作用就是个监测器,一个以防万一的作用.而且就是在这种需求
下,步进系统本身还是不要根据实际需求来选择,合适大小的步进系统才是第一步.想要靠编码器反馈来解决功率的不足,我觉
得那是很难达到的.
   当然这种闭环步进本身还有其他的好处,不过都和改善步进系统性能没啥关系,这就不说了.

cslzgts · 发表于 2012-1-4 20:11

原帖由 flosc1 于 2012-1-4 18:31 发表

1\步进电机本身就是数字化的执行电机,只要电机本身没有问题,额定范围(扭矩,转速,加速度等)内是不会失步的.
2\一时半会还真没想出来失步的其他情况,可能强磁干扰吧,不过那样的话,可能编码器本身也会受到影响.
3\ ...

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。

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.

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

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

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!

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.