Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ.
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Для того, чтобы подтвердить (или опровергнуть) теоретические рассчеты о том, что 750W мотора хватит для тяжелой оси Z, был собран стенд из обломков плит и китайких ШВП 2005.
IMG_20201215_124949.jpg (892 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192071&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (3.57 МБ)</a>
IMG_20201222_200405.jpg (892 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192072&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (2.89 МБ)</a>
IMG_20201223_165005.jpg (892 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192073&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (3.43 МБ)</a>
IMG_20210124_174000.jpg (892 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192074&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (3.22 МБ)</a>
Для меня невероятно тяжело размечать и сверлить вручную. Вроде и вымеряешь точно, и накерниваешь, но все равно получается криво, и приходится допиливать. Такие вещи конечно было бы приятнее по сверлить на ЧПУ.
IMG_20210130_160521.jpg (892 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192075&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (3.19 МБ)</a>
Опора двигателя HM15-80 с али оказалось очень даже неплохого качества.
IMG_20201201_130309.jpg (892 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192076&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (2.84 МБ)</a>
А вот держатель гайки полностью оправдал свою цену в 5 баксов:
IMG_20210131_132217.jpg (892 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192079&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (2.68 МБ)</a>
Плита стенда с нагрузкой 64 кг бегает довольно резво (обороты 3000 rpm, при шаге винта 5мм)

https://youtu.be/vF2XuJCdGHA

и даже попадает в сотку

https://youtu.be/wOOYvAVyofo

Но есть одна проблема...
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

А проблема в следующем. Во время движения набегает динамическая ошибка позиционирования (статическая равна 0, т.е. к концу движения рассогласование снова 0). Такое ощущение, что во время старта (ускорение) набегает какая-то величина, и сохранятеся до момента, когда ось дошла до назначения и остановилась, т.е. добрала позицию. С первого взгляда кажется, что мотору нехватает момента, чтобы разогнать ось. Однако, монитор момента показывает не более 30% при нагруженной оси. А если полностью разгрузить ось, то ничего не меняется, ошибка такая же - это ставит в тупик. Ниже на видео - пустая плита бегает с оборотами винта 1500 rpm (т.е. линейное перемещение 4.5м/мин) и ускорением до заданной скорости 0.1 с (ну примерно 1 м/с2). На индикаторе сервопака значение Un008 (Position error amount, reference unit).

https://youtu.be/_fLcgy4-eHc

Коненчо, изменение скорости и ускорения меняет величину ошибки, но никак не убирает ее. Увеличение коэффициента усиления контура позиционирования тоже влияет (если увеличить в 10 раз, т.е. очень близко к резонансам, то ошибка падает тоже примерно в 10 раз, например, с 1500 до 150). Но это кажется ненормальным, особенно на ненагруженной оси. Пока ничено не могу предположить, почему такое происходит. Единственный вариант, который приходит в голову, это то, что управление задается с USB через SigmaWin+, а не со входов Step/Dir. Это надо бы проверить, подключив внешний генератор импульсов.
Kost_irk
Мастер
Сообщения: 995
Зарегистрирован: 19 июл 2018, 07:46
Репутация: 193
Откуда: Иркутск
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Kost_irk »

Ну в общем-то все так и должно быть. Настройка контуров сервы как раз и нужна, чтобы минимизировать этот эффект. Надо настраивать пиды.
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Kost_irk писал(а): Надо настраивать пиды.
Я забыл упомянуть, что для начала я сделал автотьюниг, т.е. сервопак определил момент инерции оси (78%) и выбрал коэффициент усиления в контуре позиционирования (480). Естественно, я игрался с этими настройками, и как я упомянул уже, поднимал коэффициент усиления в 10 раз - это уменьшает динамическую ошибку, но не до приемлеимых уровней (приемлемо, это примерно 10 и ниже, а мне удалось снизить до 150-180). Дальнейшее увеличение коффициента ведет к резонансу.
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Kost_irk писал(а): так и должно быть
Одинаковая ошибка позиционирования на нагруженной и ненагруженной оси - так не должно быть, как мне думается.
Kost_irk
Мастер
Сообщения: 995
Зарегистрирован: 19 июл 2018, 07:46
Репутация: 193
Откуда: Иркутск
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Kost_irk »

При чем тут нагрузка? У вас просто контур позиционирования настроен не жестко, он не видит необходимости бороться с рассогласованием меньше ваших 1200. Зависимость от нагрузки появится позже, когда вы настроите нормально. Там как бы больше одного коэффициента усиления и автотюнинг не панацея.
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Kost_irk писал(а): У вас просто контур позиционирования настроен не жестко, он не видит необходимости бороться с рассогласованием меньше ваших 1200.
Может, конечно, вы и правы. Мне удалось загнать рассогласование в нужные пределы (<10) задрав пропорциональный коэффициент контура в десять раз (Pn102=6000), и поднятием коэффициента усиления прямой подачи (Feedforward) почти до ста процентов (Pn109=95%). Кстати, постоянная времени фильтра Feedforward (Pn10A) никак не влияет..
Но я бы это не назвал нормальной настройкой, так как все коэффициенты усиления в контуре, по-сути, выкручены на максимум, и это при половинной номинальной скорости двигателя.
Аватара пользователя
Nick
Мастер
Сообщения: 22776
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Репутация: 1735
Заслуга: Developer
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Nick »

Накопленная ошибка рассогласования убирается компонентом I.
Просто так через P - прямой коэффициент это не решить.

Ну и D тоже может помочь, но основные это P и I. А там в ПО наверное есть графики рассогласования, можешь их сфоткать?
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Nick писал(а): Накопленная ошибка рассогласования убирается компонентом I.
Ну мы же тут рассматриваем не классический ПИД-регулятор в вакууме, а контур позиционирования яскавовского сервоусилителя:
1position.jpg (768 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=192133&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (174.71 КБ)</a>
Как я понимаю, основным способом регулирования ответа на ошибку позиционирования является пропорциональный коэффициент: Pn102.
Дополнительным регулированием (не участвующим в рассчете ошибки) явлется коэффициент прямой связи или Feed-Forward, который просто добавляется к заданной скорости: Pn109.

Вот и все управление. В контуре скорости (в режиме управления скоростью) есть и интергальный (Pn101), и пропорциональный (Pn100) коэффициенты. Заметьте, интергальный коэ-т здесь задается другим параметром, нежели интергальный коэ-т в режиме позиционирования. Изменения этих коффициентов никак не влияют на ошибку позиционирования.

Вот список всех параметров, которые могут использоваться для регулирования, в любом режиме, и любым (автоматическим или ручным) методом:
2params.jpg (768 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=192134&sid=e392021f06edde59a417cc1def27fb6e&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (187.5 КБ)</a>
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5181
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Serg »

Можно начать с того, что в доках на эти Yaskawa ничего не говорится о соблюдении траектории при управлении по позиции, обещают только что оно приедет в указанную позицию и будет её удерживать. Посему в настройках и нет соотв. параметров...
Нужно смотреть в сторону других моделей или брендов или менять способ управления.
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Serg писал(а): в доках на эти Yaskawa ничего не говорится о соблюдении траектории при управлении по позиции, обещают только что оно приедет в указанную позицию и будет её удерживать.
А какой производитель сервоусилителей говорит о соблюдении траектории, без full closed loop?
Ну и моушнконтроллеры как-то работают, осями двигают, в частности на Фануках, и вполне себе в режиме позиционирования (читаем мануалы по MP2200).
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5181
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Serg »

Vladimir52 писал(а): А какой производитель сервоусилителей говорит о соблюдении траектории, без full closed loop?
Сервопривод с управлением по позиции вполне себе full closed loop по позиции.
Vladimir52 писал(а): Ну и моушнконтроллеры как-то работают, осями двигают, в частности на Фануках, и вполне себе в режиме позиционирования (читаем мануалы по MP2200).
Внимательно читаем написанное:
Serg писал(а): Нужно смотреть в сторону других моделей или брендов или менять способ управления.
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Serg писал(а): Сервопривод с управлением по позиции вполне себе full closed loop по позиции.
У нас с вами разное понимание терминов. В моем случае, это включение внешнего энкодера в системе для постоянного отслеживания позиции оси.
Serg писал(а): Нужно смотреть в сторону других моделей или брендов
Мне не нужно, я работаю с тем что есть.
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5181
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Serg »

Vladimir52 писал(а): В моем случае, это включение внешнего энкодера в системе для постоянного отслеживания позиции оси.
Замечательно!
А каким образом добавление внешнего энкодера поможет выдерживать траекторию движения, если ПИД-регулятор привода не умеет этого делать? Внешний экодер применяется только для учёта влияния механической передачи между валом мотора объектом перемещения.
А в решении данной проблемы это как поможет? Тут вроде как про механику ни слова не сказано - сам привод показывает рассогласование во время движения между планируемой и реальной позициями вала двигателя, непосредственно на котором и стоит энкодер. Т.е. в данном случае объект перемещения - вал мотора, значит система вполне себе "full closed loop". :hehehe:
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Serg писал(а):
Судя по вашим ответам, вы не знакомы с сервосистемами Yaskawa, но все-равно сюда ходите и оставляете коментарии, полезность которых стремится к нулю. Может не стоит тратить время?
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5181
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Serg »

Vladimir52 писал(а): Может не стоит тратить время?
Ну так ее тратьте время - не читайте их и не реагируйте на них. Кто заставляет-то?..
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Аватара пользователя
Vladimir52
Мастер
Сообщения: 386
Зарегистрирован: 31 май 2017, 15:48
Репутация: 51
Настоящее имя: Владимир
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Vladimir52 »

Serg писал(а): Замечательно!
Переписали свое сообщение? Похвально! Видимо, осознали, что неправы, отвечая насмешливыми смайликами.
Вы же сами говорили:
Serg писал(а): в доках на эти Yaskawa ничего не говорится о соблюдении траектории при управлении по позиции
на что я вам возразил, о соблюдении траектории
Vladimir52 писал(а): А какой производитель сервоусилителей говорит о соблюдении траектории, без full closed loop?
Более того "fully-closed loop" - это официальный яскавовский термин, котрый описывает систему с подключением внешнего энкодера - это можно прочитать в любом мануале. Но вам непременно нужно было оказаться правым, и вы теперь говорите не о траектории, а о "реальной позициями вала двигателя".
Serg писал(а): Т.е. в данном случае объект перемещения - вал мотора, значит система вполне себе "full closed loop".
Нет, это просто "closed loop", как во всех сервах. А как сервопак может решить проблему рассогласования, в этом и был мой вопрос, на который вы, не имея опыта с яскавовскими системами, ответить не можете. Но ваши аргументы я услышал, спасибо.
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5181
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Serg »

Vladimir52 писал(а): Переписали свое сообщение? Похвально! Видимо, осознали, что неправы, отвечая насмешливыми смайликами.
Решил развёрнуто ответить, а то мало-ли кто чего себе нафантазирует. Но похоже не помогло...
Vladimir52 писал(а): Более того "fully-closed loop" - это официальный яскавовский термин
Вы путаете маркетинговые названия отдельных фирм и "абстрагированные" понятия.
Даже если внимательно и полностью почитать определение от Yaskawa (поинтересоваться теорией автоматического управления не рискну предложить) , то можно будет обнаружить, что внешним энкодер должен быть только потому, что между мотором и перемещаемым объектом есть механическая передача, вносящая некоторую погрешность. Вот собственно система потому и называется "fully-closed loop", что позволяет учесть все внешние воздействия/погрешности на систему. В данном-же случае рассматривается система, состоящая только из двигателя и закрепленного на его валу энкодера и между ними нет никаких дополнительных передач, влияние которых нужно было-бы учитывать - посему в данном случае система вполне себе "fully-closed loop".

В описании проблемы ясно написано:
Vladimir52 писал(а): Во время движения набегает динамическая ошибка позиционирования (статическая равна 0, т.е. к концу движения рассогласование снова 0). Такое ощущение, что во время старта (ускорение) набегает какая-то величина, и сохранятеся до момента, когда ось дошла до назначения и остановилась, т.е. добрала позицию.
Vladimir52 писал(а): На индикаторе сервопака значение Un008 (Position error amount, reference unit).
Т.е. серводрайвер без всяких ваших "fully-closed loop" видит ошибку во время движения, но не пытается её исправлять, ибо не умеет (см. настройки). А вот если например подключить это всё к LinuxCNC и задействовать его ПИД-регулятор, то он будет компенсировать эту ошибку, ибо в него такая функциональность заложена.
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Duhas
Мастер
Сообщения: 1949
Зарегистрирован: 10 окт 2015, 23:25
Репутация: 284
Настоящее имя: Андрей
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Duhas »

Serg писал(а): 10 фев 2021, 17:32 А вот если например подключить это всё к LinuxCNC и задействовать его ПИД-регулятор, то он будет компенсировать эту ошибку, ибо в него такая функциональность заложена.
было бы интересно поглядеть на реальный опыт.. т.е. предлагается добавить второй контур положения компенсирующий ошибку первого? по сути он будет давать сначала перебег, а потом откатывать его назад?

по теме - то что писали выше про жесткость, имхо, верно, если увеличивая пропорциональный коэффициент получается приблизиться к желаемому результату вблизи выхода в колебательность, то, вероятно, система в целом спроектирована не верно, имхо, в области согласования инерционностей.

сколько у вас ошибка получается если попугаи сервы перевести в мм?

из моего опыта FeedForward позволяет как раз таки уменьшить эту ошибку, наваливая побольше чем считает нужным ПИД, без необходимости наращивать коэффициент усиления. чем больше инерционности, тем больше фидфорварда.
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5181
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Токарный GDW RD250 в ЧПУ

Сообщение Serg »

Duhas писал(а): было бы интересно поглядеть на реальный опыт.. т.е. предлагается добавить второй контур положения компенсирующий ошибку первого? по сути он будет давать сначала перебег, а потом откатывать его назад?
Уже много раз такое применял - управление скоростью по step/dir замечательно работает. А с данным серводрайвером вообще всё просто - даже I и D в его настроках в ноль сбрасывать не надо будет, ибо нечего сбрасывать. :)
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Ответить

Вернуться в «Токарные станки»