Probleme mit CNC Steuerung

[Markus M. (mmax)]

Hallo,

Ich hab seit letzter Woche die CNC Fräse PF-750P von BZT [1] und bin 
gerade dabei mir eine Steuerung aufzubauen. Ich hab die üblichen 
Komponenten verwendet. Ein paralles Breakout-Board (HY-JKM5) [2], DM556 
Endstufen, ein Meanwell Schaltnetzteil für die 5V Versorgung des BOB und 
einen Ringkerntrafo mit Gleichrichter und Elkos für die Versorgung (43V) 
der Endstufen.

Soweit funktioniert auch alles nur sehe ich in LinuxCNC via HAL-Meter 
dass der Eingang des Referenzschalter der X-Axhse (axis.0.home-sw-in) 
toggelt (also hin und her springt) obwohl der Schalter nicht schaltet. 
Also referenziert die Achse nicht richtig.

Durch eine Messung der 5V Versorgung mit dem Oszi, sehe ich dass die 
alles andere als sauber ist (siehe Oszi Screenshot. ROT: 5V, GELB: B+ 
Ausgang an der DM556 der X-Achse). Und ich denke dass das die Ursache 
für den instabilen Eingang am paralleln Port ist. Die Störung tritt auch 
nur auf wenn ich die Endstufen einschalte, muss also mit den Motoren zu 
tun haben. Bin mir auch nicht sicher ob das Signal (gelb) am 
Schrittmotor in Ordnung ist (Motor nur in Halteposition also ohne 
Bewegung). Kann das jemand bestätigen?

Zuerst dachte ich dass es vielleicht an den Leitungen von der Endstufe 
zum Motor liegt, doch wenn ich diese räumlich trenne, ändert sich 
nichts. Hab auch schon erfolglos die Versorungen (43V und 5V) räumlich 
getrennt. Die 43V vom RKT sind aber sauber.

Beim Durchmessen mit dem Multimeter ist mir auch aufgefallen dass Ground 
von 5V mit der Erde der 230V verbunden (ca. 34 Ohm) ist, sobald ich den 
Netztstecker und das LPT Port anstecke. Also eine Erdschleife - kann das 
ein Problem sein? Und wie kann man das verhindern ohne das Gehäuse nicht 
zu erden?

Ansonsten fällt mir nichts mehr ein wie ich die Störungen weg bekomme. 
Hat jemand hier im Forum eine Idee oder Erfahrungen damit?
Sonst noch Ideen was ich messtechnisch überprüfen sollte?

Anbei noch ein Foto von meinem Aufbau und ein schematisches Bild von der 
Verkabelung für eine Achse.

Danke,
Max

[1] 
https://www.bzt-cnc.de/de/shop/cnc-fraesmaschinen/2-baureihe-pf/176-pf-750-p
[2] http://www.cncshop.at/index.php?a=10912

[Markus M. (mmax)]

Kann mir jemand Bestätigen ob die Anschlüsse an Endstufe so passt?

Danke,
Max

[Markus C. (ljmarkus)]

Hallo..

trenne mal Pin10 und GND vom BOB zu deiner Steckverbindung zum 
Schrittmotor ab und messe dann noch mal.

lg, markus

[MaWin (Gast)]

Im Prinzip ist die Schaltung in Ordnung.

Auch das Signal am Motor ist in Ordnung, so sind sie eben, die 
Stromchopper wie TB6560.

Aber du siehst, daß Störungen von den hohen geschalteten Strömen der 
Motoren auf die hochomigen empfindlichen Digitaleingänge der 
Limit-Schalter überspringen, und das liegt am Aufgbau, an der 
Verdrahtung, an der Leitungsführung.

So hohe geschaltete Ströme wirken in den langen Kabeln wie Sendeantennen 
und die parallel laufenden Limit-Signale sind dafür die Empfänger.

Du musst die Kabel räumlich trennen, also nicht auf einen Stecker legen 
und im Gehäuse kurz und an möglichst weit entfernten Stellen verlegen.

Deine Masseführung ist auf dem Schaltplan in Ordnung, aber du hast 4 
Schrittmotortreiber. Dann bilden die Masseleitungen mehrere grosse 
Schleifen. Diese sind besonders gute Antennen. Daher mache es anders: An 
den Minus Pol der dicken Elkos gehen ALLE Masseleitungen (vom 5V 
Netzteil, von den Limit-Switches, von den Endstufen) und erst von dort 
weiter.

[Markus M. (mmax)]

Das mit der gemeinsamen Masse von 43V und 5V werd ich versuchen und den 
Endschalter direkt dort anschließen.

Ich werde auch gleich für die Verkabelung von den Endstufen zu den 
Buchsen innerhalb der Steuerung (an denen die Schrittmotoren angesteckt 
sind) auf geschirmte Steuerleitungen  (4x1.5m2) umrüsten. Die 
Zuleitungen zu den Motoren kommen ja fertig verkabelt von BZT und das 
sollte ja schon mehrfach getestet sein.

Soll ich die Signalleitungen zu den Endstufen (Dir, Step, Enable und 
Gnd) auch schirmen. Kann ja nicht schaden, oder?

Ich hoffe dass die DM556 Endstufen kein China Nachbau sind, das BOB 
kommt sicher aus Fernost, hab aber beides beim cncshop.at in AT 
erstanden.  Soll ich auf ein anderes BOB umsteigen? Und wenn ja, kann 
mir jemand eines empfehlen?

LG,
Max

[Markus M. (mmax)]

Beitrag "verseuchte Versorgungsspannungen in Fräsensteuerung"

Das sieht mir ganz nach dem selben Problem aus ... leider ohne Lösung

[Peter M. (Gast)]

Markus M. schrieb:
> toggelt (also hin und her springt) obwohl der Schalter nicht schaltet.

Hallo Markus,

ein Grund kann sein, wenn der Endschalter ein magnetischer Endschalter 
ist und die Spannungsversorgung dessen nicht bei mindestens 12V liegt.
Hast Du die Spannung am Endschalter schon geprüft?
Ich hatte einmal das Problem, dass der Endschalter zu weit von der 
Schalt-Oberfläche montiert war. Der war dann in einem Zustand in dem er 
oszilliert hat. Kontrolliere das bitte einmal.
Wie Du selbst schon erkannt hast:

Daneben habe ich an meiner CNC-Fräse geschirmtes Kabel für den Anschluß 
der Motoren benutzt. Den Schirm habe ich einseitig in der Steuerung 
aufgelegt.
Ohne Schirmung ist ein stabiler Betrieb nicht möglich.


Markus M. schrieb:
> Soll ich die Signalleitungen zu den Endstufen (Dir, Step, Enable und
> Gnd) auch schirmen. Kann ja nicht schaden, oder?

Eindeutig JA!

[Markus M. (mmax)]

Peter M. schrieb:

> ein Grund kann sein, wenn der Endschalter ein magnetischer Endschalter
> ist und die Spannungsversorgung dessen nicht bei mindestens 12V liegt.
> Hast Du die Spannung am Endschalter schon geprüft?

Die Endschalter sind mechanische Mikroschalter, da kann man dann auch 
keine Spannung messen. Sie sind aber in der Zuleitung zu den Motoren 
mitgeführt, liegen also gemeinsam innerhalb der Schirmung.

Ich kann mir vorstellen dass die Störungen bei der originalen Steuerung 
von BZT auch vorhanden sind, deren BOB aber mit 12V arbeitet und sich 
diese nicht so drastisch auswirken.

LG,
Max

[Pong L. (Gast)]

Markus M. schrieb:
> Die Endschalter sind mechanische Mikroschalter

Hast Du schon mal die Anschlüsse der Endschalter auf der Platine 
getauscht? Also z.B.: X und Y achse getauscht? Wandert das Problem mit? 
Wenn es mitwandert dann ist an der Leitung/Schalter was nicht in 
Ordnung.
Wenn das Problem bleibt, also auf dem selben Eingang die Störung bleibt 
ist eher was an der Platine. Achsen nicht weit fahren, da Endschalter 
falsch angeschlossen sind!

Dann wieder alles in normalen Zustand bringen, also Endschalter zurück 
in die richtige Buchse.

Das gleiche Spiel mit den Endstufen, tausche zwei von der Leistung 
indentische Endstufen miteiander aus, wandert das Problem mit? Oder 
Bleibt das Problem an dem gleichen Anschluss?

0V beider Netzteile direkt miteinander verbinden (Hat Marwin oben auch 
schon erwähnt.).  Verbinde das 0V Potenzial mit dem Gehäuse/Erde damit 
die Schirme der Leitungen auch wirkung zeigen können und ein 
einheitliches Potenzial da ist.

Schirme von analogen Spannungen einseitig erden, Schirme der 
Schrittmotoren nach Möglichkeit beidseitig anschliessen. Falls Adern in 
den Motorleitungen übrig wären, diese nicht abzicken sondern auch auf 
Masse legen.

[Markus M. (mmax)]

Neue Messungen ... neue Erkentnisse, oder auch nicht - bin mir nicht 
sicher gg

Ich hab jetzt mal das Oszi direkt an die Ausgänge des Endschalters der 
X-Achse angeschlossen (Ohne sie ans BOB anzuschließen). Bild 1 zeigt den 
Verlauf bei ausgeschalteten Endstufen, Bild 2 mit Endstufen enabled, 
Bild 3 nochmal mit Zoom von Bild 2. Mir ist nur nicht klar weshalb da 
ein 50Hz Sinus zu sehen ist (Bild 1) obwohl die Endstufen gar nicht an 
sind. Jemand eine Idee?

Zwischen Endstufe und der Elektronik (BOB) gibts drei Verbindungen.

1) Über die Netzversorgung. Die Störung müsste also über die 43V 
Versorgung (großen Siebelkos, dem Brückengleichrichter, dem Trafo) über 
das Netz durch das 5V Netzteil auf das BOB gelangen. Das halte ich für 
sehr unwahrscheinlich und die 43V zeigen auch ein saugeres Signal.

2) Über die Datenleitungen von BOB zur Endstufe (DIR, STEP, ENABLE). Da 
diese aber via Optokoppler (laut Datenblatt der DM556) entkoppelt sind, 
halte ich das auch für unwahrscheinlich.

3) Über Leitungen der Endschalter. Die Zueitungen zum Endschalter laufen 
gemeinsam mit den Leitungen zum Schrittmotor in einem Kabel. Durch die 
hohen Schaltströme könnte es zu einer Einkopplung kommen. Die 
Verkabelung wurde aber so von BZT gemacht und die will ich nicht 
unbedingt ändern. Wenns sein muss, werd ich aber die Endschalter separat 
verkabeln. Oder vielleicht könnte man die hochfrequenten Störungen mit 
einem RC-Tiefpassfilter ausreichend wegbekommen.

Wäre es möglich dass auch von der LPT Schnittstelle Störungen kommen?

[Markus M. (mmax)]

Geschafft - die Eingänge der Endschalter sind jetzt auf einem stabilen 
Zustand. Nicht dass die 5V jetzt absolut sauber sind aber sauber genug. 
Auch wenn ich mit den Motoren verfahre springen sie nicht.

Hab jetzt die 5V Masse mit dem Minus der 43V verbunden, alle Leitungen 
verdrillt und (das hats dann gebracht) 0.1uF Kondensatoren an den 
Endschaltereingängen dazugeklemmt.

Endlich kann ich referenzieren und weiter testen. Anbei noch zwei Bilder 
vom aktuellen Aufbau.

lG,
Max

[Mika Z. (pong_lenis)]

Markus M. schrieb:
> vom aktuellen Aufbau.

jetzt noch sauber Steuer-/Signalleitungen und Leistungsleitungen 
räumlich so weit wie möglich auseinander bringen und sauber verlegen - 
gleiches zu gleichem.

Bei dem Riesengehäuse ist viel Platz zum sauber verlegen da.

[Markus M. (mmax)]

Na, ich werd da im Moment nicht viel ändern. Mir fehlen noch die Front- 
und Rückseite vom Gehäuse, die ich gleich selbst fräsen will. Danach 
kann ich mir die Verkabelung nochmal genauer anschauen.

Aber ich glaube das Hauptproblem liegt in den Zusammengaführten 
Leitungen der Motoransteuerungen und der Endschalter und das über 2m 
(wahrscheinlich parallel) im Kabel. Da machen meine paar cm verdrillten 
Leitungen nichts aus.