PID и ШД в любительском станке

[Cvazist]

Есть контроллер с обратной связью по линейкам, управляюший шаговым двигателем. Для точного позицирнирования нужно настраивать PID, а делается это имерически, т.е. с помощью подбора. Даже если обложиться различными приборами, которые ещё где то надо взять, остановимся на таких значениях которые нас устраивают.
По моему PID нужен только для серводвигателя, так как он не имеет фиксированных положений в отличии от ШД и его нужно удерживать в заданной позиции с помощью PID.
С ШД проще, делаем шаг равный разрешению линейки и задаём допустимую погрешность при превышении которой станок останавливается и всё. ШД + дравер сам отрабатывает задание, а контроллер отслеживает точность выполнения. Получаем простую в настройке систему. а не ломаем себе голову и не заваливаем разработчика вопросами про PID.
Ловлю тапки...

[alex_sar]

ШД и линейки имхо вообще несовместимы. Линейки это большой геморрой, который оправдан только в точных станках. А там шаговикам делать нечего.

Для отслеживания потери шагов есть сервошаговые по разумной цене. Просто и доступно.

[Cvazist]

ШД и линейки имхо вообще несовместимы. Линейки это большой геморрой, который оправдан только в точных станках. А там шаговикам делать нечего.

???
Подключил DRO с микронными линейками к своему китайскому фрезеру на ШД. Без нагрузки попадает в 0,001мм. Точность отличная и это без обратной связи.

[alex_sar]

В 0.001 ? По всему ходу и обратно???

Ну мои респекты Вам надо резюме отправить куда нибудь, или может сразу на нобелевку.

[Cvazist]

Сам в шоке

[Cvazist]

Неактуально. Можно удалить.

[vtgmfg]

А тема меж тем интересная и дело не в линиейках , а в том что в отличие от сервы которая без ОС вырождается в тупой мотор, ШД безо всякой ОС попадает в +-1/2 шага под полной нагрузкой. А если не попадает - значит это пропуск шага и нагрузка просто выше возможностей ШД. И вот ОС и PID нужна бы для работы в окрестностях этих 1/2 шага, увеличивая точность попададания уже в микрошаг и давая алярм при выходе за заданное колвло микрошагов в пределах +-1/2 шага. Я не очень понимаю накой мне эти возможности ШД с ОС который может докрутить несколько оборотов но при этом настроить его PID чтобы он хотя бы не уступал обычному ШД я пока не понимаю как.

[sidor094]

ШД и линейки имхо вообще несовместимы. Линейки это большой геморрой, который оправдан только в точных станках. А там шаговикам делать нечего.

В серводвигателе два контура- контур скорости и контур положения.Контур положения определяет ошибку по положению ,и в зависимости от нее дает задание контуру скорости.Контур скорости обязан поддерживать скорость ,которую ему задает контур положения.В серводвигателе контур скорости поддерживается за счет обратной связи по тахометру или энкодеру.В шаговом двигателе контур скорости получается без особых проблем задавая частоту шагов.А контур положения и в шаговом и в сервах-ошибка выдаваемая линейками или энкодером.В обратной связи по положению можно обоитись всего одним пропорциональным коэффициентом,обнулив интегральный и дифференциальный.В этом случае получается наиболее точное следование заданию даже при мгновенном разгоне задания системы чпу,но уменьшается скорость разгона,реальная координата всегда отстает от задания на одинаковую временную величину.Разгон и торможение при этом будут идти по экспоненте,что немного медленнее линейного.Для увеличения разгона надо добавить интегральный коэффициент,смирившись с минимальными ошибками по положению.При этом координата будет отставать от задания во время разгона,затем ,за счет накапливания ошибки в интегральной составляющей онадогонит задание и будет идти с ним одновременно,и при торможении естественно минимальный выброс координаты,так как реальная координата не может остановиться мгновенно вотличие от задания.При линейном разгоне системы чпу эти ошибки минимизируются,так как сама система чпу плавно увеличивает и уменьшает задание в конце иначале пути и соответственно за счет низкой скороси задания в конце торможения выброс траектории будет минимальным.Траектория разгона и торможения будет близка к разгону координаты.
В общем для начала попробуйте потихоньку увеличивать пропорциональный коэффициент до появления колебаний,затем чуть уменьшить его ,а затем плавно наращивайте интегральный.

[wldev]

ШД и линейки имхо вообще несовместимы. Линейки это большой геморрой, который оправдан только в точных станках. А там шаговикам делать нечего.

Какая разница какой двигатель?

[Cvazist]

ШД и линейки имхо вообще несовместимы. Линейки это большой геморрой, который оправдан только в точных станках. А там шаговикам делать нечего.

Какая разница какой двигатель?

ШД медленне серв, но ШД дешевле.

[vtgmfg]

Какая разница какой двигатель?

так вот

В шаговом двигателе контур скорости получается без особых проблем задавая частоту шагов.

но если я правильно понимаю в режиме с ОС драйвер ШД игнорирует эту ценную инфу и работает с ШД как с обычным мотором рассчитывая скорость степов. в итоге черт его знает как это настроить чтобы сервоШД вписывался в траекторию хотя бы обычного ШД без потери тяги. Хотя обещают и увеличение момента и увеличение точности. при 4000импульсах на оборот эквивалент наихудшего для обычного ШД отклонения будет 10импульсов. Пока крутя коэффициенты я получаю жалкую тягу чтобы вписаться в эту погрешность. а должен бы ее иметь автоматически. чтобы ПИД работал в пределах вот этих +-1/2шага ШД. По идее для этого нужно чтото вроде линии задержки для СТЕП/ДИР и этой задержкой управлять. в ЧПУ не нужны эти свойства "довернуть недовернутые обороты".

ШД медленне серв, но ШД дешевле.

момент ШД падает на высоких оборотах - но он там и не нужен особо - это ж холостые перемещения. А на низких то он как раз у ШД есть и там он и нужен.

за счет накапливания ошибки в интегральной составляющей онадогонит задание и будет идти с ним одновременно,и при торможении естественно минимальный выброс координаты,так как реальная координата не может остановиться мгновенно вотличие от задания.

вот проскок как то совсем не годится. И вот то ли у меня такие драйвера, то ли я не научусь никак. То ли эти драйвера не годятся для ЧПУ. Установить какую то заслонку максимально быстро хоть с колебаниями вокруг задания это одно, а следовать по траектории которую задал КАМ - совсем другое.

[sidor094]

Проскок можно убрать уменьшив ускорение системы чпу.Но вначале вообще обнулите интегральную составляющую.И пользуйтесь только пропорциональным коэффициентом.Я часто вообще оставляю только пропорциональный коэффициент.Для всего фрезерования и токарки хватает,интегральный вкдлючаю только на гскоростной равировке,да и то не всегда.

[vtgmfg]

Проскок можно убрать уменьшив ускорение системы чпу.

как бы непонятно - за что боролись? получить менее производительную и хуже попадающую в заданную траекторию систему за бОльшие деньги + гемор с настройкой. Ведь двигаться с отставанием от траектории не факт что лучше чем с опережением? как не крути - это мимо того задания что выдали КАМ с ЧПУ. А тупой ШД гарантировано пройдет +-1/2 шага.. это при швп 5мм будет +-13мкм. Мне - достаточно. конечно будет хуже изза того что фреза гнется и тп.. но все равно.
При фрезеровке чего то крупного может ускорения не очень важны, а вот при фрезеровке мелочи с постоянной сменой направления - очень. например аймаш.

собственно тут бы даже какие то профили иметь на ЧПУ с ШД так как максимальные ускорения по осям зависят от максимальных скоростей по осям. Или закладывать какой то график зависимости максимально возможного ускорения от текущей скорости.

У меня ощущение что вот эту задачу решает увеличение быстродействия ОС (уменьшение период семплирования). + увеличение количества импульсов на оборот. быстрее реакция и точнее расчеты.. То есть электроника чистых серв в этом и обгоняет электронику сервоШД, а какой там двигатель - ШД или DC это уже важно только для высоких скоростей..

PS тут еще один интересный момент - в ЧПУ выставляются ускорения.. Но КАМ то их не знает.. То есть КАМ строит траекторию по каким то своим соображениям, меняя подачу и направление, а ЧПУ - по своим. Кто нибудь настраивал ПП так чтобы там были ускорения станка по осям?

[mikehv]

Но КАМ то их не знает..

Ему и не надо их знать. Ускорения для кам системы интересны только для расчета времени выполнения программы.

Кто нибудь настраивал ПП так чтобы там были ускорения станка по осям?

ПП выводит Gкод. Каким таким кодом из существующих можно задать ускорение? Нет такого.
Задача станка следовать по траектории с максимально возможными ускорениями. И чем они будут больше, тем точнее будут отрабатываться все возможные режимы резания.

[alex_sar]

Какая разница какой двигатель?

если мы говорим о микронах, будет играть роль неравномерность обмоток в шаговике.

вряд ли вы сможете найти точный промышленный станок на шаговиках. почему то делают на сервах. тем более сейчас разница в цене сильно нивелирована.

[alex_sar]

Ведь двигаться с отставанием от траектории не факт что лучше чем с опережением?

ага, конечно лучше с опережением. фрезой заехать куда не надо. зато энергично двигаемся, бодрячком.

[vtgmfg]

Ему и не надо их знать. Ускорения для кам системы интересны только для расчета времени выполнения программы.

время тоже интересно. особенно если пилить мелочь там же аймашем. направление может меняться на противоположное с максимально возможной скоростью. в принципе КАМ мог бы посчитать поаккуратнее зная возможности станка. ну ладно ПП, но эти настройки могли бы быть в самом аймаше.

ПП выводит Gкод. Каким таким кодом из существующих можно задать ускорение? Нет такого.

G2 и G3 навскидку.

Задача станка следовать по траектории с максимально возможными ускорениями. И чем они будут больше, тем точнее будут отрабатываться все возможные режимы резания.

Я бы так и хотел - но логика сервоШД вступает с этим в противоречие, так как при увеличении ускорения увеличивается и проскок мимо.

вряд ли вы сможете найти точный промышленный станок на шаговиках. почему то делают на сервах. тем более сейчас разница в цене сильно нивелирована.

ШД 3Нм с драйвером сейчас порядка 5тыр. точность в сотку ШД даже сам по себе обеспечивает. Не всем нужно лучше. Сколько стоит серва набор 3Нм?

ага, конечно лучше с опережением. фрезой заехать куда не надо. зато энергично двигаемся, бодрячком.

да какая в сущности разница - опережение или отставание? в следующем проходе фреза воткнется в материал которого не должно было тут быть, а он оказался на пути потому что серва в прошлом проходе "отставала". Суть в том что путь мимо того что предполагает ЧПУ в своих расчетах.

[alex_sar]

да какая в сущности разница - опережение или отставание? в следующем проходе фреза воткнется в материал которого не должно было тут быть, а он оказался на пути потому что серва в прошлом проходе "отставала". Суть в том что путь мимо того что предполагает ЧПУ в своих расчетах.

разница огромная.
недоезд (который можно исправить ещё одним проходом на малой скорости) или въезд фрезой в материал = брак.

[alex_sar]

ШД 3Нм с драйвером сейчас порядка 5тыр. точность в сотку ШД даже сам по себе обеспечивает. Не всем нужно лучше. Сколько стоит серва набор 3Нм?

Вот прям первая попавшаяся.
https://aliexpress.ru/item/100500259941 ... 5bc4RWE0r2

11тыр примерно. Если поискать, за 10 вполне можно найти и не китайский хлам, а нормальную японию например с энкодером 17бит.
В общей стоимости станка - мелочь.

[mikehv]

G2 и G3 навскидку

Мдэ) это круговая интерполяция. К ускорению отношений не имеет. Вопрос в общем то не требовал ответа. Нет таких кодов.