Нужна помощь по сервоприводам для ЧПУ микроскопа.

[Groove]

Всем привет!

Нужен ликбез по сервоприводам.
Ваяю ЧПУ микроскоп.
Использовал шаговые двигатели, но они создают сильные вибрации. Особенно это критично для вертикального перемещения объектива, т.к. в этом случае настраивается резкость. Разрешение на пиксель порядка микрона, и любые минимальные вибрации приводят дрожанию картинки.
Для устранения вибраций хочу использовать серводвигатели.
Нашёл такой комплект:

50W Leadshine Brushless DC Servo Motor Drive BLM57050
ACS306 - драйвер

Насколько я смог разобраться, они работают в режиме STEP/DIR, что может привести опять же к вибрациям.
Вопросы:
1. Можно ли эти движки заставить работать плавно: плавно разгоняясь, плавно перемещаясь на определенный угол и плавно останавливаясь? Какой протокол для такого управления?
2. Если нельзя заставить так работать эти движки, то можете ли порекомендовать другие (драйверы, движки)?
3. Есть ли ссылки на обучающие материалы по серводвигателям? В частности, по протоколам управления и настройке драйверов.

Всем заранее спасибо за ответы!

[Evilmax]

В любом случае на таком разрешении будут заметны вибрации из-за дискретности перемещения, инерции и недостаточной жесткости\массы, грубую работу шаговых двигателей можно скомпенсировать установкой на драйверах - максимального поддерживаемого ими дробления шага.

[Hanter]

Для микроскопов и всяких измерительных столов существуют готовые решения. вполне себе нормально живут и на шаговиках, и на сервах и на линейных приводах. вопрос в конструкции механики и используемой электронике. сильно подозреваю что электроника от лидшайна при всем желании не в состоянии обеспечить ваши потребности. ибо это дешевое решение с минимумом функций. никаких систем стабилизаци, подавления вибраций и тд и тп у нее нету. соответственно вы будете наблюдать свои "брожения стола"... От себя могу добавить что когда занимался наукой - имел в распоряжении электронный микроскоп фирмы цейс.. у него привода вполне себе были на шаговиках. размером с кружку.. никаких вибраций небыло.

[Groove]

Готовые решения стоят - космос. Тут все дело в экономике. Понятно, что нужно сделать станину жестче и массивнее и т.п. Есть ли все-таки инфа по теме: готовые решения, как максимально плавно управлять движком, какие есть схемы управления, отличные от STEP/DIR?

[Darxton]

Готовые решения стоят - космос. Тут все дело в экономике. Понятно, что нужно сделать станину жестче и массивнее и т.п. Есть ли все-таки инфа по теме: готовые решения, как максимально плавно управлять движком, какие есть схемы управления, отличные от STEP/DIR?

Планетарный мотор-редуктор? Вибрации будут гаснуть в зазорах шестеренок. BLM намного плавней при ходе, чем шаговики. Но пищат при зафиксированном валу. Какие-то микроколебания т.е. есть.

[Hanter]

Ну если схемы управления то на мой взгляд только аналог. ибо сеть в данном случае скорее всего будет хуже.
Готовые решения кстати и живут либо по степ-диру либо по аналогу.
И кстати - тут вопрос больше не в жесткости станины. у того же цейса станина была относительно скромная. вопрос больше в отсутствии люфтов в механике. по электронике же я сильно подозреваю что с китайскими изделиями у вас нет перспектив. во первых сами моторы скажем так откровенная гадость. потому как могут запросто радовать и разным количеством витков в обмотках и разным проводом и тд и тп. все что идет под грифом "Instrumentall grade" оно обычно стоит заметно дороже ширпотреба и гарантирует несколько более высокие параметры. Для начала я бы поискал просто хорошие компоненты. рельсы высокого класса точности. винты инструментального класса. фирменные моторы и драйвера. Оно кстати можно совсем не дорого найти. у вас нагрузок нет практически. можно брать минимальные размеры. рельсы там 7ку или 9ку.. винт 8х1 или 10х1... на ибее оно часто очень недорого пробегает. потому как станкостроителям нафиг не вперлось, а измерительную технику народ как то не охотно строит..
сервы - да. можно заставить плавно разгоняться и плавно останавливаться. собственно это их прямая обязанность. параметры разгона-торможения настраиваются. можно вообще попробовать извернуться - взять самые простые моторы постоянного тока, недорогие аналоговые усилки и коротенькие линейки с хорошим разрешением.. минус такого решения - нужен контролер умеющий работать по аналоговому сигналу. но точность позиционирования может быть реально очень высокой.

[Сергей Саныч]

Любая серва с обратной связью по энкодеру имеет "рысканье". То есть вал слегка колеблется туда-сюда даже отсутствии сигналов управления. В отличие от ШД без ОС, которые при всех недостатках, свойственных шаговикам, не "рыскают".
Если нужна плавность перемещения, я бы ориентировался на ШД с хорошими драйверами. Те же Лидшайны (драйверы ШД) при правильной настройке могут вращать движки на малой скорости практически без вибраций.
Если требуется еще более высокая плавность движения, то можно даже рассмотреть варианты аналогового управления ШД.

[Evilmax]

Какие сейчас используются драйвера шаговых двигателей?

[Serg]

Но пищат при зафиксированном валу. Какие-то микроколебания т.е. есть.

Любая серва с обратной связью по энкодеру имеет "рысканье". То есть вал слегка колеблется туда-сюда даже отсутствии сигналов управления.

Одному мне кажется, что в данном случае "режим удержания" не требуется?.. Переехали куда надо с вибрациями, остановились, обесточили движки, стоим фоткаем/смотрим...

[Сергей Саныч]

Одному мне кажется, что в данном случае "режим удержания" не требуется?.. Переехали куда надо с вибрациями, остановились, обесточили движки, стоим фоткаем/смотрим...

А при отключении ничего не сдвинется? И при последующем включении, если захочется что-нибудь слегка подвинуть или подфокусировать?

[Serg]

А чего это оно должно сдвинуться? Можно какой-нибудь фрикционный тормоз приделать, это ж не фрезер, где надо осями быстро двигать...
Да и в удержании шаговик дёргаться/вибрировать не должен - у него ж в этот момент постоянный ток в обмотках. Ну а серву просто надо правильно настроить, чтоб не рыскала, ибо переменных нагрузок тут нет.
Не думаю, что при подфокусировке надо будет сдвинуть ось на какое-то конкретное количество микрон, нужно будет просто двигать пока фокус не настроишь. И если в момент начала движения неправильный фокус станет немного иным, то это ни на что не повлияет - всё равно начался процес настройки фокуса.

Ну или применить ременный редуктор 1:5, тогда даже с полным шагом в 1 микрон попасть можно будет.

[Hanter]

Любая серва с обратной связью по энкодеру имеет "рысканье". То есть вал слегка колеблется туда-сюда даже отсутствии сигналов управления. В отличие от ШД без ОС, которые при всех недостатках, свойственных шаговикам, не "рыскают".
Если нужна плавность перемещения, я бы ориентировался на ШД с хорошими драйверами. Те же Лидшайны (драйверы ШД) при правильной настройке могут вращать движки на малой скорости практически без вибраций.

Сергей Саныч - вот откуда у вас такие убеждения ?? Вы лично эти рыскания видели ?? Если нет, то зачем пишете такие вещи ?? уверяю вас - нет там никаких рысканий. это бредни тех кто не может настроить привод. с какого перепугу серва должна рыскать ??? у сервы есть параметр обозначаемый "ин позишен" - который задает на сколько импульсов энкодера допускается отклонение от полученного задания. попав в этот диаппазон усилок снимет вообще всякое питание с привода и не будет реагировать ни на какие действия пока положение вала не отклонится более чем прописано в данном параметре.. а на плоском столе, с отсутствием люфтов - откуда эти отклонения должны взяться ??

Касаемо лидшайнов - еще раз повторюсь - не надо советовать подобные решения. Если вы хотите построить что-то и как то - ради бога. делайте что хотите. если вам нужен гарантированный результат - начните с изучения вопроса. что для этого делают профильные конторы, почему они это делают, и чем это обусловлено. Плясать нада от вопроса "как мне реально обеспечить нужные параметры" а не как обычно " че взять подешевше чтобы что-то получилось".. И вот когда вы зайдете с нужной стороны - посмотрите что и как обеспечивается - лидшайны отпадут сами собой.

[Serg]

Пусть тут полежит.
https://geektimes.ru/company/npf_vektor/blog/274096/

[torvn77]

Я тоже прилаживал микроскоп к ЧПУ, как прилаживал можно посмотреть здесь:
Визуальное определение компенсации длинны инструмента #1
При чём у меня ещё и видео работы сохранилось:
https://www.youtube.com/watch?v=cJ5Ar2YMe0Y
Как видишь рывков у меня нет, большей проблемой, особенно на больших увеличениях это не проскочить мимо,
особенно если инструмент не в фокусе.

Подозреваю то, что твоя трудность в том что ты не знаешь что такое микрошаг и как его настраивать.
Объяснение что такое микрошаг такое:
Шаговый двигатель имеет какое то число шагов на оборот, обычно это двести, хотя бывают и больше,
но вроде больше 400 шагов не делают.
Но бывает надо чтобы у двигателя было не эти 200 шагов на оборот, а скажем 6400.
Для этого случая решили каждый из 200 шагов делить ещё на сколько то шагов, называемых микрошагами.
Делается это деление расчётом токов в обмотках двигателя, при которых ротор делает шаг не полностью, а занимет промежуточное положение.
Так вот, видео которое я тут привёл сделано на микрошаге 6400=200*32 что вместе с ШВП с шагом 5 мм/оборот даёт 1280 шагов на миллиметр.
На видео фреза 1 мм или меньше, но я им ставил и гравёры 15 градусов и пяткой 0,15 мм что должно было быть близко к вашему увеличению. (у меня маленькое изображение, около половины мегапикселя, но ведь у вас наверно матрица в 20 мегапикселей?)

[Сергей Саныч]

уверяю вас - нет там никаких рысканий

"Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе - какая разница?"
Насколько видно по фото в первом сообщении, автор не собирается оснащать управлением какой-то профессиональный микроскоп, а хочет сделать нечто своё, на базе USB-камеры и пластиковых деталей. Соответственно, дорогостоящие решения в виде серьезных сервоприводов здесь смотрятся несколько "негармонично", что ли.

Касаемо лидшайнов - еще раз повторюсь - не надо советовать подобные решения.

Вы про продукцию Leadshine вообще, или про их сервы (которые хочет поставить ТС), или же их драйверы ШД?

[Hanter]

Соответственно, дорогостоящие решения в виде серьезных сервоприводов здесь смотрятся несколько "негармонично", что ли.

дорогостоящие решения в "бэу" виде могут стоит заметно дешевле новых китайских

Вы про продукцию Leadshine вообще, или про их сервы (которые хочет поставить ТС), или же их драйверы ШД?

я про продукцию китайской промышленности в целом хотя конечно сервы выглядят в данном случае всетаки лучше..

[Darxton]

дорогостоящие решения в "бэу"

Огласите весь список, пжалста (с)

[donvictorio]

а пьезоактюаторы линейные не?
http://www.eurotek-general.com/products ... _actuator/

[Groove]

а пьезоактюаторы линейные не?
http://www.eurotek-general.com/products ... _actuator/

Супер! Спасибо за наводку! Остается открытым вопрос, сколько стоят устройства подобного рода...

[Groove]

Пусть тут полежит.
https://geektimes.ru/company/npf_vektor/blog/274096/

Спасибо за интересную статью!