Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Контроллеры, драйверы, датчики, управляющие устройства.
Аватара пользователя
Курдль
Мастер
Сообщения: 1978
Зарегистрирован: 20 мар 2018, 16:55
Репутация: 258
Настоящее имя: Курдль Энтеропийский
Откуда: Msk
Контактная информация:

Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Сообщение Курдль »

UPDATE: Беру назад свои слова про STB4100 и приношу извинения причастным!
STB4100 ведет себя совсем не так, как STB5100.

Привет и извините за пафосный заголовок.
Однако я сам ох... как удивился результатам своих исследований.
Итак. После перехода под управление карты STB5100 приводы моего станка стали работать громче и появилась какая-то мелкая вибрация.
Обычно владельцы фрезерных станков на такое внимания не обращают (это ж не 3D принтер, который стоит на кухне и всю ночь печатает).
Я заподозрил наводки в цепях управления ШД. Вооружился осциллографом, проверил все сигналы - нет наводок, чистые прямоугольные импульсы, как дохтур прописал. Вооружился логическим анализатором, сделал несколько тестовых простых УП типа окружность и начал снимать диаграммы. И тут меня постиг шок: интервалы между смежными импульсами Step (Pulse) имеют сильный разброс по времени. И что совсем непонятно и чудовищно - сигналы направления Dir у вершин синусоиды (напомню, что траектория - окружность) многократно переполюсовываются.
Тогда я для сравнения снял сигналы на той же траектории с "чистым" (LPT) Mach3 контроллером и GRBL-контроллером. У них ничего подобного не наблюдается.
Почему я озаботился этим? Да потому, что шаговые двигатели и так создают ударные (путь даже микроударные) нагрузки на исполнительные механизмы. Для уменьшения негативного влияния применяют демпфирующие муфты, как механическое средство, деление шагов на микрошаги, как электронное средство и умные алгоритмы управления ШД, как программное средство. Эти алгоритмы предполагают плавное повышение или понижение частоты импульсов управления ШД, в соответствие с заданными в настройках допустимыми ускорениями. Это никак не вяжется на хаотично пропущенные импульсы на моей диаграмме и уж тем более лихорадочную смену направления движения ШД.
Итак, вашему вниманию представляются сравнительные диаграммы сигналов (взята только ось Х, чтобы не загромождать картинку):
Обратите внимание на нижний шеврон Dir X - это те самые переполюсовки направления. Также видно, насколько плавно изменяется частота сигнала на верхнем графике (Mach3 LPT) и как это отличается от какого попало расположения импульсов на нижнем.
Diff_X_1.jpg (1904 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192497&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (138 КБ)</a>
Чтобы разницу в следовании импульсов лучше видеть. я увеличил масштаб
Diff_YZ_2.jpg (1904 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192498&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (136.12 КБ)</a>
На этой диаграмме показана также ось Z, которая по замыслу УП должна просто равномерно опускаться. Т.е. импульсы должны следовать через абсолютно одинаковые интервалы. У Mach3 LPT это так. А вот у STB5100 - нет! :(

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ.
Последний раз редактировалось Курдль 24 фев 2021, 15:03, всего редактировалось 1 раз.
Мой сайт: https://cnc1310.ru
Аватара пользователя
Курдль
Мастер
Сообщения: 1978
Зарегистрирован: 20 мар 2018, 16:55
Репутация: 258
Настоящее имя: Курдль Энтеропийский
Откуда: Msk
Контактная информация:

Re: Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Сообщение Курдль »

Я настолько впечатлился увиденным, что решил узнать в цифрах, что это значит для станка и какие последствия.
Для этого набросал программку - анализатор. Вот результаты её работы на самом проблемном участке траектории.
Программка строит траекторию по сигналам Step, Dir (сверху), вычисляет мгновенное ускорение в промежутке между 3-мя импульсами (посередине) и считает разброс интервалов между сигналами (снизу)

Для Mach3 LPT:
Mach3 LPT Circle 20mm 2sec 2.jpg (1901 просмотр) <a class='original' href='./download/file.php?id=192499&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (177.56 КБ)</a>
Для GRBL:
GRBL Circle 20mm 2sec 2.jpg (1901 просмотр) <a class='original' href='./download/file.php?id=192500&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (181.37 КБ)</a>
Для STB5100:
STB5100 Circle 20mm 2sec 2.jpg (1901 просмотр) <a class='original' href='./download/file.php?id=192501&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (198.9 КБ)</a>
И самый чудовищный результат показала карта STB5100 под управлением программы Drufel (которая, как заявлено, написана специально для таких карт)
STB5100 Drufel Circle 5mm 2.jpg (1901 просмотр) <a class='original' href='./download/file.php?id=192502&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (211.65 КБ)</a>
мне даже пришлось ограничить предел разброса интервалов значением 100 000 % (вдумайтесь!) иначе фрэймворк отказывался отображать серию.
Мой сайт: https://cnc1310.ru
Аватара пользователя
Prav
Мастер
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 14 июл 2015, 05:10
Репутация: 138
Настоящее имя: Петр Раввинский
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Сообщение Prav »

Mach3? Занавес...
Аватара пользователя
Курдль
Мастер
Сообщения: 1978
Зарегистрирован: 20 мар 2018, 16:55
Репутация: 258
Настоящее имя: Курдль Энтеропийский
Откуда: Msk
Контактная информация:

Re: Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Сообщение Курдль »

Prav писал(а): Mach3? Занавес...
Масh3 не убивает ваш станок, если использовать старый-добрый LPT.
Мой сайт: https://cnc1310.ru
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5181
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Сообщение Serg »

А почему на графиках разный масштаб по Х? Чтоб ужаснее выглядело?..
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Аватара пользователя
Курдль
Мастер
Сообщения: 1978
Зарегистрирован: 20 мар 2018, 16:55
Репутация: 258
Настоящее имя: Курдль Энтеропийский
Откуда: Msk
Контактная информация:

Re: Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Сообщение Курдль »

Serg писал(а): А почему на графиках разный масштаб по Х? Чтоб ужаснее выглядело?..
На первых 3-х масштаб по Х (оси времени) одинаковый.
Только для DrufelCNC я не смог исполнить УП, сгенерированную для Mach3 (я писал об этом здесь).
Но это и не важно. Разве что-то изменилось бы от масштаба?

Я снял диаграммы сигналов в других масштабах по времени. И там соотношения практически такие же.
Для STB5100:
4 MHz, STB5100 Bore.jpg (1778 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=192520&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (282.5 КБ)</a>
Для Mach3 LPT:
Mach3 LPT Bore 1mm 2.jpg (1778 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=192521&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (253.86 КБ)</a>
Для GRBL:
GRBL Bore 1mm 2.jpg (1778 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=192522&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (275.75 КБ)</a>
Мой сайт: https://cnc1310.ru
Аватара пользователя
Курдль
Мастер
Сообщения: 1978
Зарегистрирован: 20 мар 2018, 16:55
Репутация: 258
Настоящее имя: Курдль Энтеропийский
Откуда: Msk
Контактная информация:

Re: Внимание! USB Motion Card убивают ваш станок! (STB4100, STB5100, etc)

Сообщение Курдль »

Курдль писал(а): Привет и извините за пафосный заголовок.
Беру назад свои слова про STB4100 и приношу извинения причастным!
STB4100 ведет себя совсем не так, как STB5100.
Diff_STB5100_STB4100.jpg (1673 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192661&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (121.46 КБ)</a>
STB4100 Circle 20mm 2sec.jpg (1673 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192662&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (191.52 КБ)</a>
4 MHz, STB4100 Bore.jpg (1673 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=192663&sid=8149edb1dda69d347963000dc3c131ab&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (278.05 КБ)</a>
Мой сайт: https://cnc1310.ru
Ответить

Вернуться в «Электроника»