Es wird kein neues Video dazu mehr geben, da diese Kombination in meinen Augen nicht zielführend ist, da die Zuverlässigkeit beim Zusammenspiel der beiden Motoren nicht so hoch ist wie theoretisch erwartet. Wenn es unbedingt so schnell sein soll, so sollte eine ordentlicher Servoantrieb verbaut werden...
Hallo Herr Heyder. Ich finde die Idee grundsätzlich spannend und finde es super, dass Sie dies "einfach" auch mal in der Praxis umgestzt haben. Jedoch möchte ich einer grundsätzlichen Aussage ihrerseits widersprechen. Die Aussage, dass die Schrittmotoren genauer seien, da Servos immer eine Abweichung haben (bezogen auf Positionieraufgaben, bzw. geringen Kräften). Korrekt ist, dass Servos immer eine Abweichung haben (PID Regelung etc.). Die gleiche Abweichung haben Schrittmotoren zwischen (!) den Vollschritten jedoch prinzipiell auch, denn im Mikroschrittbetrieb werden diese zwischen den Vollschritten mehr oder weniger wie Servos angesteuert. Und hier stört dann das Rastmoment erheblich bei der Einhaltung der gewünschten Position. Sie betreiben die Schrittmotoren im 32-tel Mikroschrittbetrieb. Dabei hat dieser noch knapp 5% Inkrementalmoment (also 0,06 Nm). Das Rastmoment der JMC Servos kenne ich jetzt nicht, jedoch liegt dieses typischerweise bei 5 bis 20% des Haltemoments. Nehmen wir 0,3 Nm an. Sie sehen, dass der Schrittmotor (immer dann wenn er nicht an einer Vollschrittposition ist) bis zu 5 Mikroschritte abweicht. Hier also 5/6400 Umdrehung. Bei einer 5 mm Steigung macht das einen Fehler von 0,004 mm. Nicht viel, das stimmt. Jedoch kann ich einen Servomotor so parametrieren, dass dieser unter gleichen Bedingungen (also Positionieraufgabe ohne weitere Kräfte) ebenfalls solch geringen Abweichungen zeigt. Ich persönlich sehe in dem Anwendungsfall Fräsmaschine nicht die Positioniergenauigkeit als Vorteil bei einem Schrittmotor so wie von Ihnen dargestellt. Andere Vorteile hat ein Schrittmotor natürlich unbenommen. Mit freundlichen Grüßen Julian König PS: Oder sind die JMC Servos so mies zu parametrieren, dass im Stillstand hier Abweichungen größer 0,001 mm die Regel sind?
Hallo Herr König, das "Problem" an den Servos ist die Stromabsenkung. Würde diese nicht durchgeführt würde der Servo (insbesondere im Stillstand) sehr schnell sehr heiß werden. Es bedeutet aber auch, dass bei plötzlich einsetzenden Last zunächst mal eine Abweichung auftritt die dann zwar wieder nachgeregelt wird aber eben eine Abweichung in der Fräsbahn darstellt. Dies tritt zum Beispiel beim seitlichen Fräsen einer unterbrochenen Kontur entlang einer Achse (Stillstand des Motors) auf; sieht dann so ähnlich aus wie das "ghosting" bei weichen 3d-Druckern. Grüße Michael Heyder
@@m5-GmbH Hallo Herr Heyder. Ich verstehe was Sie meinen. Ich verstehe jedoch nicht völlig, was Sie mit Stromabsenkung meinen. Wenn ein Servoantrieb auf Sollposition muss logischerweise nicht geregelt werden und es fließt kein Strom. Das ist ja grundsätzlich auch aus thermischen Gründen gewollt und wird eher als Vorteil von Servoantrieben gesehen (Wärementwicklung, Energieeinsparung etc.). So ganz "still" steht so ein Antrieb aber definiv nie. Dafür sorgen schon die entsprechenden PID Werte. Zumindest meine Servoantrieb machen schon im Stillstand entsprechenden radau (niedrige Ansteuerfreuquenz, da schon recht alte Systeme). Wenn dann eine Plötzliche Last auftritt wird natürlich nachgeregelt. Das geht aber definiv eigentlich so schnell, dass der beschriebene Effekt definiv nicht auftreten sollte. Beim Schruppen schon möglich, da ist es ja egal, aber beim Schlichten? (!) Das sind doch höchstens ein paar Newton bei Alu. Vielleicht 20N. Mit einer Kugelumlaufspindel sollte fabei der Schleppfehler im Mikrometerbereich sein. Tja. Es sei denn, dass die JMC Endstufen aufgrund von irgendwelchen "Energiesparmaßnahmen" oder einfach aufgrund schlechtem Regelverhalten tatsächlich so langsam regeln, dass es nicht vergleichbar ist mit (hust) 30 Jahre alter Qualitätstechnik. Irgendwie kann ich es nicht glauben, dass diein dieser Disziplin so schlecht sind. Aber ich glaube es gerne. Vor allem ist bei Ihnen entsprechender Scahverstand vorhanden, weshalb ich langsam davon absehe JMC Servos für mein nächstes Projekt eine Chance zu geben. Auch meine Aussage von gestern bzgl. 0,001 mm ausregeln bei den JMC Servos scheint unrealistisch zu sein. Die scheinen einen magnetsichen Encoder verbaut zu haben. Damit ist nicht unbedingt der erste Preis zu holen. Mit freundlichen Grüßen Julian König
@@m5-GmbH Eine kleine Ergänzung, da mir gerade noch der Gedanke gekommen ist: Wenn beim Servo die Abweichung auftritt und dieser nachregelt entsteht natürlich eine Bahnabweichung wie von Ihnen geschildert. Ich bin der Meinung, dass diese nicht relevant sein sollte, vielleicht sind die Servos aber nocht entsprechend paremetrierbar. Beim Schrittmotor tritt diese Bahnabweichung jedoch auch auf, da auch dieser nicht unendlich steif ist. Die Frage ist, regelt dieser nach oder nicht. Da es CL Schrittmotoren sind gehe ich mal davon aus, dass sie nachregeln. Anscheinend aber deutlich härter, da die sichtbare Abweichung gem. Ihren Erfahrungen nicht auftritt. Mit freundlichen Grüßen Julian König
Interessantes Video, aber ich seh da auch viele potenzielle Probleme, z.B. was passiert mit dem Schrittmotor und Elektrik dahinter wenn ich den mit 3700rpm als Dynamo benutze, bei der Drehzahl müsste die Spannung die im Schrittmotor erzeugt wird ja höher sein als die Spannung die von der Endstufe kommt. Elektrisch nicht so einfach, genauso denke ich das Probleme mit der Synchronität geben könnte. Was die Beschleunigung angeht war das Video sehr gut erklärt auch wenn das ganze Thema Beschleunigung noch deutlich komplexer ist, hab da im 3D-Druck so meine Erfahrungen gemacht. Die Idee ist in jedem Fall sehr Interessant.
Hallo Herr Heyder, vielen Dank für das spannende Video. Was mir im Video noch fehlt, ist ein näheres Eingehen auf die Kopplung der Antriebe. Wie werden die eigentlich angeschlossen? Einfach auf den gleichen Schrittgenerator mittels parallelerer Verdrahtung? Über ein Video von Ihnen zum Thema PID Tuning wäre ich ebenfalls gespannt. Vielen Dank und viele Grüße Guido
WoW, Kreativität 📈💪💪💪👍👍👍 hab ich so noch nicht gesehen, noch nicht einmal daran gedacht! Wann besorgst du dir eine 1080p 📷? Licht ist ja schon gut. Also top Video!
Grüß Gott Herr Heyder! Ist diese Portalfräse mit dieser Kombination zwischen Servo und Schrittmotor nur ein Prototyp für Testzwecke oder kann man sie so auch bei Ihnen erwerben?
Hallo Michael, Erstmal Respekt für deine Videos! Da kann man einiges dazulernen. Ich habe auch gerade meinen Eigenbau fertiggestellt. Als Software habe ich mich auch für Eding V5A4E entschieden und Motoren habe ich (auch aufgrund deiner Videos) für die JMC Closed Loop Stepper 3NM Nema 24 entschieden. Kannst Du Angaben zu den Einstellungen für diese Motoren in Eding machen? Steps, Geschwindigkeiten und Beschleunigung?
Hallo Gorgo, grundsätzlich gilt: die maximale Taktfrequenz von 125kHz ausnutzen, d.h. möglichst viele Schritte pro Umdrehung! Die Motoren schaffen auf den Maschinen dieser Gewichtsklasse eigentlich immer 1000/min. Dies multipliziert mit der Spindelsteigung ergibt die Geschwindigkeit in mm/min. Umrechnung mit /60 die Geschw. in mm/s. Ich verwende hier für 1000/min z.B.: 4er: 6400Schritte pro Umdrehung, 1600Schritte/mm, 66.67mm/s, 2000mm/s^2 5er: 6400Schritte pro Umdrehung, 1280Schritte/mm, 83.33mm/s, 2500mm/s^2 10er: 6400Schritte pro Umdrehung, 640Schritte/mm, 166.67mm/s, 4000mm/s^2 oder um auf 125kHz zukommen (dann wird's etwas langsamer): 4er: 8000Schritte pro Umdrehung, 2000Schritte/mm, 62.5mm/s, 2000mm/s^2 5er: 8000Schritte pro Umdrehung, 1600Schritte/mm, 78.125mm/s, 2500mm/s^2 10er: 8000Schritte pro Umdrehung, 1600Schritte/mm, 156.25mm/s, 4000mm/s^2 Dip-Schalter 5 auf "high", d.h triggern auf die fallende Flanke! Grüße, Michael
Ich bin jetzt ein bisschen pigelig. 1. Sehe ich hier keinen "echten" Servo Motor sondern lediglich einen closed loop Schrittmotor. 2. Die erwähnten Defizite des eingesetzten closed loop Schrittmotors sind nicht prinzipieller Natur sondern liegen am low cost Regler. 3. Eine Profi Closed Loop Schrittmotor Steuerung hätte die Defizite wohl nicht. 4. Eine Profi Closed Loop Schrittmotor Steuerung verwendet zwei Feedbacks 1x Rotationsencoder direkt am Motor primär für die Geschwindigkeitsregelung 1x Linearencoder an der Achse primär zur Positionsregelung. Für den low-cost Hobbybereich scheint die gewählte Lösung tip top.
Hallo Michael, Sie sagen doch im Video bei den Schnellfahrten Ihrer Maschine, als die Maschine schließlich anhielt: sie habe angehalten, weil der Schrittverlust eines der beiden X-Motoren die Toleranzgrenze von 40 Schritte erreicht habe. Wie wird das gemessen, über das Auslesen der parallel geschalteten closed loop Servomotoren?
Es handelt sich um Closed-Loop-Motoren; diese überwachen die Soll-Ist-Abweichung. Ist diese größer als eingestellt, so schalten sie das Alarmsignal aktiv, das wiederum von der Steuerung detektiert wird.
@@m5-GmbH Danke für diese Auskunft! Und die beiden Schrittmotoren laufen immer mit dazu? Ich dachte aber die beiden Achsen sind zusätzlich noch mit einem Zahnriemen miteinander verkoppelt, sodass das verhindert wird, oder handelt es sich lediglich um 40 MIKROSCHRITTE, bei ggf mehr als 40 Mikroschritten pro Vollschritt?
Hammer Geschwindigkeit! Ich freue mich auf das Video zum Servo.
Bin schon sehr gespannt auf das follow up Video! Das Haltemoment der Stepper ist ja perfekt für die genaue Positionierung...
Es wird kein neues Video dazu mehr geben, da diese Kombination in meinen Augen nicht zielführend ist, da die Zuverlässigkeit beim Zusammenspiel der beiden Motoren nicht so hoch ist wie theoretisch erwartet. Wenn es unbedingt so schnell sein soll, so sollte eine ordentlicher Servoantrieb verbaut werden...
Hallo Herr Heyder.
Ich finde die Idee grundsätzlich spannend und finde es super, dass Sie dies "einfach" auch mal in der Praxis umgestzt haben.
Jedoch möchte ich einer grundsätzlichen Aussage ihrerseits widersprechen. Die Aussage, dass die Schrittmotoren genauer seien, da Servos immer eine Abweichung haben (bezogen auf Positionieraufgaben, bzw. geringen Kräften).
Korrekt ist, dass Servos immer eine Abweichung haben (PID Regelung etc.). Die gleiche Abweichung haben Schrittmotoren zwischen (!) den Vollschritten jedoch prinzipiell auch, denn im Mikroschrittbetrieb werden diese zwischen den Vollschritten mehr oder weniger wie Servos angesteuert. Und hier stört dann das Rastmoment erheblich bei der Einhaltung der gewünschten Position.
Sie betreiben die Schrittmotoren im 32-tel Mikroschrittbetrieb. Dabei hat dieser noch knapp 5% Inkrementalmoment (also 0,06 Nm). Das Rastmoment der JMC Servos kenne ich jetzt nicht, jedoch liegt dieses typischerweise bei 5 bis 20% des Haltemoments. Nehmen wir 0,3 Nm an. Sie sehen, dass der Schrittmotor (immer dann wenn er nicht an einer Vollschrittposition ist) bis zu 5 Mikroschritte abweicht. Hier also 5/6400 Umdrehung. Bei einer 5 mm Steigung macht das einen Fehler von 0,004 mm. Nicht viel, das stimmt. Jedoch kann ich einen Servomotor so parametrieren, dass dieser unter gleichen Bedingungen (also Positionieraufgabe ohne weitere Kräfte) ebenfalls solch geringen Abweichungen zeigt.
Ich persönlich sehe in dem Anwendungsfall Fräsmaschine nicht die Positioniergenauigkeit als Vorteil bei einem Schrittmotor so wie von Ihnen dargestellt. Andere Vorteile hat ein Schrittmotor natürlich unbenommen.
Mit freundlichen Grüßen
Julian König
PS: Oder sind die JMC Servos so mies zu parametrieren, dass im Stillstand hier Abweichungen größer 0,001 mm die Regel sind?
Hallo Herr König,
das "Problem" an den Servos ist die Stromabsenkung. Würde diese nicht durchgeführt würde der Servo (insbesondere im Stillstand) sehr schnell sehr heiß werden. Es bedeutet aber auch, dass bei plötzlich einsetzenden Last zunächst mal eine Abweichung auftritt die dann zwar wieder nachgeregelt wird aber eben eine Abweichung in der Fräsbahn darstellt. Dies tritt zum Beispiel beim seitlichen Fräsen einer unterbrochenen Kontur entlang einer Achse (Stillstand des Motors) auf; sieht dann so ähnlich aus wie das "ghosting" bei weichen 3d-Druckern.
Grüße
Michael Heyder
@@m5-GmbH Hallo Herr Heyder.
Ich verstehe was Sie meinen. Ich verstehe jedoch nicht völlig, was Sie mit Stromabsenkung meinen. Wenn ein Servoantrieb auf Sollposition muss logischerweise nicht geregelt werden und es fließt kein Strom. Das ist ja grundsätzlich auch aus thermischen Gründen gewollt und wird eher als Vorteil von Servoantrieben gesehen (Wärementwicklung, Energieeinsparung etc.).
So ganz "still" steht so ein Antrieb aber definiv nie. Dafür sorgen schon die entsprechenden PID Werte. Zumindest meine Servoantrieb machen schon im Stillstand entsprechenden radau (niedrige Ansteuerfreuquenz, da schon recht alte Systeme).
Wenn dann eine Plötzliche Last auftritt wird natürlich nachgeregelt. Das geht aber definiv eigentlich so schnell, dass der beschriebene Effekt definiv nicht auftreten sollte. Beim Schruppen schon möglich, da ist es ja egal, aber beim Schlichten? (!)
Das sind doch höchstens ein paar Newton bei Alu. Vielleicht 20N. Mit einer Kugelumlaufspindel sollte fabei der Schleppfehler im Mikrometerbereich sein.
Tja. Es sei denn, dass die JMC Endstufen aufgrund von irgendwelchen "Energiesparmaßnahmen" oder einfach aufgrund schlechtem Regelverhalten tatsächlich so langsam regeln, dass es nicht vergleichbar ist mit (hust) 30 Jahre alter Qualitätstechnik.
Irgendwie kann ich es nicht glauben, dass diein dieser Disziplin so schlecht sind. Aber ich glaube es gerne. Vor allem ist bei Ihnen entsprechender Scahverstand vorhanden, weshalb ich langsam davon absehe JMC Servos für mein nächstes Projekt eine Chance zu geben.
Auch meine Aussage von gestern bzgl. 0,001 mm ausregeln bei den JMC Servos scheint unrealistisch zu sein. Die scheinen einen magnetsichen Encoder verbaut zu haben. Damit ist nicht unbedingt der erste Preis zu holen.
Mit freundlichen Grüßen
Julian König
@@m5-GmbH Eine kleine Ergänzung, da mir gerade noch der Gedanke gekommen ist:
Wenn beim Servo die Abweichung auftritt und dieser nachregelt entsteht natürlich eine Bahnabweichung wie von Ihnen geschildert. Ich bin der Meinung, dass diese nicht relevant sein sollte, vielleicht sind die Servos aber nocht entsprechend paremetrierbar.
Beim Schrittmotor tritt diese Bahnabweichung jedoch auch auf, da auch dieser nicht unendlich steif ist. Die Frage ist, regelt dieser nach oder nicht. Da es CL Schrittmotoren sind gehe ich mal davon aus, dass sie nachregeln. Anscheinend aber deutlich härter, da die sichtbare Abweichung gem. Ihren Erfahrungen nicht auftritt.
Mit freundlichen Grüßen
Julian König
Bin schon gespannt auf die folgenden Videos. Top
Vielen Dank für dieses informative Video!!!
Hallo Herr Heyder, gibt es schon das versprochene Video zum Thema Parameter zu sehen😎?
bohrrrrrr super erklärt!!!
Interessantes Video, aber ich seh da auch viele potenzielle Probleme, z.B. was passiert mit dem Schrittmotor und Elektrik dahinter wenn ich den mit 3700rpm als Dynamo benutze, bei der Drehzahl müsste die Spannung die im Schrittmotor erzeugt wird ja höher sein als die Spannung die von der Endstufe kommt. Elektrisch nicht so einfach, genauso denke ich das Probleme mit der Synchronität geben könnte. Was die Beschleunigung angeht war das Video sehr gut erklärt auch wenn das ganze Thema Beschleunigung noch deutlich komplexer ist, hab da im 3D-Druck so meine Erfahrungen gemacht.
Die Idee ist in jedem Fall sehr Interessant.
Würden Sie aus alu auf Ihrer fräse etwas für mich herstellen? Mfg
Hallo Herr Heyder, vielen Dank für das spannende Video. Was mir im Video noch fehlt, ist ein näheres Eingehen auf die Kopplung der Antriebe. Wie werden die eigentlich angeschlossen? Einfach auf den gleichen Schrittgenerator mittels parallelerer Verdrahtung? Über ein Video von Ihnen zum Thema PID Tuning wäre ich ebenfalls gespannt. Vielen Dank und viele Grüße Guido
Ja, beide Motoren parallel auf einen Ausgang anklemmen.
WoW, Kreativität 📈💪💪💪👍👍👍 hab ich so noch nicht gesehen, noch nicht einmal daran gedacht! Wann besorgst du dir eine 1080p 📷? Licht ist ja schon gut. Also top Video!
1080p: aber man muss doch nicht alle meine Pickel erkennen können ;-)
@@m5-GmbH k dann halt nur 4k für die Zerspanung. Hehe
nicht schlecht, die idee.
Grüß Gott Herr Heyder! Ist diese Portalfräse mit dieser Kombination zwischen Servo und Schrittmotor nur ein Prototyp für Testzwecke oder kann man sie so auch bei Ihnen erwerben?
Hallo Michael,
Erstmal Respekt für deine Videos! Da kann man einiges dazulernen.
Ich habe auch gerade meinen Eigenbau fertiggestellt.
Als Software habe ich mich auch für Eding V5A4E entschieden und Motoren habe ich (auch aufgrund deiner Videos) für die JMC Closed Loop Stepper 3NM Nema 24 entschieden.
Kannst Du Angaben zu den Einstellungen für diese Motoren in Eding machen? Steps, Geschwindigkeiten und Beschleunigung?
Hallo Gorgo,
grundsätzlich gilt: die maximale Taktfrequenz von 125kHz ausnutzen, d.h. möglichst viele Schritte pro Umdrehung!
Die Motoren schaffen auf den Maschinen dieser Gewichtsklasse eigentlich immer 1000/min. Dies multipliziert mit der Spindelsteigung ergibt die Geschwindigkeit in mm/min. Umrechnung mit /60 die Geschw. in mm/s.
Ich verwende hier für 1000/min z.B.:
4er: 6400Schritte pro Umdrehung, 1600Schritte/mm, 66.67mm/s, 2000mm/s^2
5er: 6400Schritte pro Umdrehung, 1280Schritte/mm, 83.33mm/s, 2500mm/s^2
10er: 6400Schritte pro Umdrehung, 640Schritte/mm, 166.67mm/s, 4000mm/s^2
oder um auf 125kHz zukommen (dann wird's etwas langsamer):
4er: 8000Schritte pro Umdrehung, 2000Schritte/mm, 62.5mm/s, 2000mm/s^2
5er: 8000Schritte pro Umdrehung, 1600Schritte/mm, 78.125mm/s, 2500mm/s^2
10er: 8000Schritte pro Umdrehung, 1600Schritte/mm, 156.25mm/s, 4000mm/s^2
Dip-Schalter 5 auf "high", d.h triggern auf die fallende Flanke!
Grüße,
Michael
Ich bin jetzt ein bisschen pigelig.
1. Sehe ich hier keinen "echten" Servo Motor sondern lediglich einen closed loop Schrittmotor.
2. Die erwähnten Defizite des eingesetzten closed loop Schrittmotors sind nicht prinzipieller Natur sondern liegen am low cost Regler.
3. Eine Profi Closed Loop Schrittmotor Steuerung hätte die Defizite wohl nicht.
4. Eine Profi Closed Loop Schrittmotor Steuerung verwendet zwei Feedbacks 1x Rotationsencoder direkt am Motor primär für die Geschwindigkeitsregelung 1x Linearencoder an der Achse primär zur Positionsregelung.
Für den low-cost Hobbybereich scheint die gewählte Lösung tip top.
Aber halt leider nicht für 120€...
Sehr informativ.
Wie erkennt die Steuerung das Nacheilen eines Motors gegenüber dem anderen?
Garnicht. Die CNC-Steuerungen dieser Preisklasse haben keinen Eingang für die Ist-Position.
Oder verstehe ich die Frage falsch?
Hallo Michael,
Sie sagen doch im Video bei den Schnellfahrten Ihrer Maschine, als die Maschine schließlich anhielt: sie habe angehalten, weil der Schrittverlust eines der beiden X-Motoren die Toleranzgrenze von 40 Schritte erreicht habe.
Wie wird das gemessen, über das Auslesen der parallel geschalteten closed loop Servomotoren?
Es handelt sich um Closed-Loop-Motoren; diese überwachen die Soll-Ist-Abweichung. Ist diese größer als eingestellt, so schalten sie das Alarmsignal aktiv, das wiederum von der Steuerung detektiert wird.
@@m5-GmbH
Danke für diese Auskunft! Und die beiden Schrittmotoren laufen immer mit dazu?
Ich dachte aber die beiden Achsen sind zusätzlich noch mit einem Zahnriemen miteinander verkoppelt, sodass das verhindert wird, oder handelt es sich lediglich um 40 MIKROSCHRITTE, bei ggf mehr als 40 Mikroschritten pro Vollschritt?
@@m5-GmbH Es gibt für Linuxcnc Mesa Karten, die Encoder Eingänge haben und im Echtzeitbetrieb arbeiten. 7i76e Wäre eine gute Wahl.