mikrocontroller.net

Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug 2 Schrittmotoren an X Achse


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
Autor: Daniel B. (danbe)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Zusammen!

Ich baue gerade den Controller für meine Fräse. Jedoch ist hier noch 
eine Frage offen: Die Maschine wird von insgesammt 4 Schrittmotoren auf 
3 Achsen angetrieben. 2 laufen links und rechts vom Portal und treiben 
die X Achse an. Jeder Motor besitzt seine eigene Endstufe. Als Interface 
habe ich mir das Advanced Pro für 4 Achsen besorgt.
Meine Idee ist, das Signal  X Achse vom Board einfach mit nem Y Stück an 
beide Endstufen zu leiten. Geht das grundsätzlich. Mir sagte nun jemand 
ich solle den 2. Motor an den noch übrigen Ausgang am Board legen, einen 
2 Endschalter auf X einbauen und das ganze über die Software so ändern, 
dass die beiden Motoren dann parallel laufen?!?!
Das klingt plötzlich viel komplizierter als ich dachte. Was ist hier die 
sauberste Lösung?

Danke und Gruß

Daniel

: Verschoben durch Moderator
Autor: Ein Bastler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das Problem dabei... sobald einer der Motoren Schritte verliert, 
verklemmt sich die Mechanik. Bevor der eine an den Endschalter läuft, 
ist der andere schon am Anschlag.

Hat sich nicht bewehrt, bisher haben alle die es versuchten, wieder 
aufgegeben, benutzen einen Motor und einen langen Zahnriemen auf beide 
Wellen.

Autor: Crazy H. (crazy_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich betreibe seit 1 1/2 Jahren eine Fräse mit 2 Spindeln und 
Schrittmotoren an der X-Achse. Ich habe für jeden Motor eine Endstufe 
und in Mach3 einfach eine Slave-Achse definiert.

Autor: Peter X. (peter_x)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein Bastler schrieb:
> Bevor der eine an den Endschalter läuft,
> ist der andere schon am Anschlag.

???

Autor: Amateur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Spätestens beim Schrittverlust - muss gar nicht klemmen - wird die 
Nullpunktfahrt interessant.

Autor: Crazy H. (crazy_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine Fräsmaschine mit Schrittverlusten ist eh sch...e ! Sowas würde ich 
nicht ernsthaft betreiben wollen.
Man könnte aber sicher Schrittverluste feststellen und eine Abschaltung 
einleiten.
Nun wieso kommt es überhaupt zu Schrittverlusten ???
Ja hatte ich auch schon: die Endstufen waren Müll.

Autor: Amateur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Crazy H

Im Grunde genommen sind Schrittverluste eine Frage der Kosten.
Zu 500% überdimensionierte Endstufen und Treiben könnten helfen.

Integrierte Maßstäbe auch.

Bei den günstigeren Modellen wird immer noch die Referenzfahrt 
favorisiert.

Was genau beim abschalten "haltender" Motore geschieht wird wohl niemand 
- auch Dein Nachbar nicht - wissen. Demnach sind Schrittdifferenzen 
nicht immer ein Hinweis auf "sch...e".

Interessant ist auch wie Du die Differenz, ohne Maßstab, feststellen 
willst.

Autor: Daniel B. (danbe)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also schließe ich den 2 Motor an den noch übrigen Board Ausgang und 
ändere die Sache dann über die Software?!
Umbau der Maschine kommt nicht in Frage, die Motoren besitzen jedoch 
Encoder, die ich nicht vorhabe zu verwenden. Also wäre das hier evtl 
doch ratsam?

Autor: Amateur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Umbau der Maschine kommt nicht in Frage, die Motoren besitzen jedoch
>Encoder, die ich nicht vorhabe zu verwenden.

Mit Daniel Düsentrieb bist Du mit Sicherheit nicht verwandt.

Der würde nämlich eine recht genaue Referenz nicht verschenken.

Autor: Daniel B. (danbe)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich lass mich gerne belehren. Zur Info:Ich beschäftige mich erst seit 
kurzem mit diesem ganzen Thema und bin da absoluter Anfänger. Aussage 
bishger war: "Encoder schützen auch nicht vor Schrittverlusten". ->Ein 
absolutes Messsystem werde ich nicht nachrüsten und warum soll es 
überhaupt zu Schrittverlusten kommen???  Daher habe ich mich mit 
Encodern nicht weiter beschäftigt und weiß nur, dass sie ne Art 
Überwachung darstellen, um hier mal voreiligen Beleidigungen 
vorzubeugen.
Wenn ich sie doch verwenden soll, dann bitte eine Erklärung dazu und was 
ich dafür noch benötige.
Ich weise auch nochmal auf meine eigentlich Frage hin: Was ist die 
sauberste Lösung die beiden Motoren parallel laufen zu lassen??

Autor: derElf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Encoder schützen zwar nicht vor Schrittverlusten, ermöglichen es dir 
aber welche zu erkennen und zu korrigieren.
Am besten informierst du dich mal darüber was diese Encoder genau 
machen.

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Daniel Berger schrieb:
> Geht das grundsätzlich

Jein.

Meinst du 2 Motoren an eine Endstufe

oder meinst du pro Motor eine Endstufe die bloss denselben Takt und 
Richtung bekommt ?

Da du sagst, daß du eine Endstufe für 4 Motoren hast, nehme ich an, 
letzteres. Sonst müsste ja auch der eine Ausgang genug Leistung für 2 
Motoren haben (und es geht nicht wirklich, weil man ja heute mit 
Stromregelung arbeitet und sich der Strom nie genau gleich auf die 2 
Motoren aufteilen wird).

2 Endstufen mit demselben Takt und Richtung geht natürlich, Schritte 
dürfen CNC Motoren sowieso nicht verlieren sonst fräst dein Fräser ja 
sonstwo.

Autor: Daniel B. (danbe)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe insgesammt 4 ENdstufen, ich dachte halt ich teile das Signal 
vom Board einfach auf und gebe es an beide Endstufen weiter. 2 Endstufen 
bekommen dann dasselbe Signal aus dem X-Achse Ausgang des Boards. Oder 
ich benutze den Board Ausgang für die 4. Achse und mache das ganze über 
die Software.

Autor: Georg (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Daniel Berger schrieb:
> 2 Endstufen
> bekommen dann dasselbe Signal

Wenn du sicher sein kannst, dass beide Motoren langfristig dasselbe tun, 
also Schrittverluste ausgeschlossen sind, kann das gehen, aber ich sehe 
da ein Start-Problem: wie stehen denn die Achsen zueinander, wenn der 
Strom ausgeschaltet ist? Sind sie da nicht in der "richtigen" Position, 
gibts beim Einschalten Knatsch, denn dein Antrieb kann das ja nicht 
wissen, und der Knatsch setzt sich natürlich anschliessend fort.

Das ist der Grund dafür, dass das jeder vernünftige Konstrukteur mit 
einem Zahnriemen von Achse zu Achse löst, den man manuell auf 
Parallel-Lauf einstellen kann.

Immer den Finger über dem Not-Aus zu halten ist auch keine Lösung.

Georg

Autor: tim (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Meine Idee ist, das Signal  X Achse vom Board einfach mit nem Y Stück an
>beide Endstufen zu leiten. Geht das grundsätzlich.

So einfach nicht. Nach dem Einschalten ist eine Differenz
zwischen den Positionen der den beiden x Achsen vorhanden.
Bei guter Mechanik können schon wenige 10tel mm zum klemmen
der gesamten Achse führen. Außerdem Fräst die Kiste dann
schief. Und zwar bei jedem einschalten anders...

Geht also nur mit Referenzfahrt für beide Motoren oder
mit Zahnriemen.

Die erste Lösung habe ich hier seit einiger Zeit laufen,
erfordert aber deutlich mehr Aufwand als ein "Y Stück" :-)

Zum Thema Schrittverluste:
Entweder ein Schrittmotor dreht komplett durch. Dann hast
du die Motoren überlastet und mehr als nur ein parr Schritte
"verloren". Oder deine Elektrik spinnt und macht nicht
das was im G-Code steht. In dem Fall stimmen die Maße deiner
gefrästen Teile nicht / die Oberflächen sind nicht so wie
sie sein sollen. Und das zu fixen ist noch mehr Aufwand
als eine Zwillingsachse. BTDT.

Autor: Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo tim,

>>Meine Idee ist, das Signal  X Achse vom Board einfach mit nem Y Stück an
>>beide Endstufen zu leiten. Geht das grundsätzlich.
>
> So einfach nicht. Nach dem Einschalten ist eine Differenz
> zwischen den Positionen der den beiden x Achsen vorhanden.
> Bei guter Mechanik können schon wenige 10tel mm zum klemmen
> der gesamten Achse führen. Außerdem Fräst die Kiste dann
> schief. Und zwar bei jedem einschalten anders...

Irrtum. Ein Motorschritt (hier: Vollschritt!) entspricht nämlich je nach 
Aufbau der Mechanik nur wenige Hundertstel mm Vorschub. Bei einer 
Spindel mit 5mm Steigung und Direktantrieb sind es z.B. 0,025mm pro 
Vollschritt. Von "einigen Zentel" sind wir da also noch eine 
Zehnerpotenz entfernt.

> Geht also nur mit Referenzfahrt für beide Motoren oder
> mit Zahnriemen.

Nein. Die Motoren "springen" beim Einschalten ja in die nächste 
Vollschrittposition. Je mehr das Portal verspannt ist, desto eher werden 
die Motoren in die Richtung springen, in der sich das Portal wieder 
verspannt. Wer ganz sicher gehen will kann natürlich beide Motoren & 
Spindeln über einen Zahnriemen synchronieren. Der muss dann aber auch 
vernünftig ausgelegt und mit einem ordentlichen Riemenspanner 
ausgerüstet sein, sonst bringt der nur zusätzliche Verluste.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Autor: Stephan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ich sehe das so wie Thorsten.  Dafür ist in MACH3 wie oben bereits 
genannt der Master/ Slave Betrieb gedacht. Dazu wird aber an jeder Seite 
ein Referenzschalter benötigt.  Von denen sollte einer in seiner 
Position justierbar sein um mit der Maschine dann auch ein Rechteck zu 
fahren. Diese Justage ist die eigentliche Herausforderung. Mir selbst 
fehlt dafür auch noch die richtige Idee, da ich mit Gabellichtschranken 
arbeite welche auf kleinen Platinen sitzen.Davon muss eine Platine mit 
einer Art Feintrieb in der Position verstellbar sein. Bei 
Näherungsschaltern hat man die Sorgen weniger. Da diese meist als 
Zylinder eingeschraubt werden.

Autor: Stephan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Korrektur, ich arbeite mit Reflexlichtschranken.
Ändert aber nichts am Problem. :-)

Autor: Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Unser Portal hier wird über zwei Motoren (an je einer Endstufe, 
Schritt/Richtung wird parallel an beide angeschlossen) angetrieben und 
läuft einwandfrei und bisher ohne Schrittverluste.

Ich bin mir bei den Zahnriemenlängen auch nicht sicher, ob die 
Genauigkeit noch gegeben ist. Auch Zahnriemen längen sich ...

Wenn man bei der Erstmontage der Motoren diese so einrichtet, dass bei 
ausgeschaltetem Zustand das Portal exakt ausgerichtet ist (also die 
Motorachsen wie von Thorsten erwähnt auf der gleichen Spule eingerastet 
sind), dann gibt es auch keinen Versatz.

Man kann bei LinuxCNC übrigens mit zwei Endschaltern für das Portal 
arbeiten. Dabei fahren beide Motoren auf diese Endschalter und 
derjenige, der als erstes auslöst, bleibt dann stehen, während der 
andere die unter Umständen fehlenden Schritte nachläuft, bis das das 
Portal wieder ausgerichtet ist. Das ist natürlich immer eine Frage der 
Steifigkeit der Konstruktion, aber bei den üblichen Selbstbaufräsen 
dürfte es keine Verklemmung geben, nur weil es einige wenige Schritte 
Versatz gibt.

Man kann auch mit einem Fehler abbrechen lassen, falls nicht beide 
gleichzeitig auslösen.

Ob das bei Mach3 auch geht, weiss ich leider nicht.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Stephan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Chris D. schrieb:
> Man kann bei LinuxCNC übrigens mit zwei Endschaltern für das Portal
> arbeiten. Dabei fahren beide Motoren auf diese Endschalter und
> derjenige, der als erstes auslöst, bleibt dann stehen, während der
> andere die unter Umständen fehlenden Schritte nachläuft, bis das das
> Portal wieder ausgerichtet ist. Das ist natürlich immer eine Frage der
> Steifigkeit der Konstruktion, aber bei den üblichen Selbstbaufräsen
> dürfte es keine Verklemmung geben, nur weil es einige wenige Schritte
> Versatz gibt.
>
> Man kann auch mit einem Fehler abbrechen lassen, falls nicht beide
> gleichzeitig auslösen.
>
> Ob das bei Mach3 auch geht, weiss ich leider nicht.

genau so macht es Mach auch. Wie gesagt ist nur die Frage wie man die 
Referenzschalter zueinander justiert.

Autor: tim (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thorsten Ostermann schrieb:
> Hallo tim,

Hi!

> Irrtum. Ein Motorschritt (hier: Vollschritt!) entspricht nämlich je nach
> Aufbau der Mechanik nur wenige Hundertstel mm Vorschub. Bei einer
> Spindel mit 5mm Steigung und Direktantrieb sind es z.B. 0,025mm pro
> Vollschritt. Von "einigen Zentel" sind wir da also noch eine
> Zehnerpotenz entfernt.

Je nach Maschine. Habe hier 10er Steigungen im Einsatz.
Außerdem kann sich der Fehler über mehrere aus/ein Zyklen
aufsummieren. Oder der Bediener verschiebt die Achsen per Hand...

>> Geht also nur mit Referenzfahrt für beide Motoren oder
>> mit Zahnriemen.
>
> Nein. Die Motoren "springen" beim Einschalten ja in die nächste
> Vollschrittposition. Je mehr das Portal verspannt ist, desto eher werden
> die Motoren in die Richtung springen, in der sich das Portal wieder
> verspannt.

Jo und bis da hin klemmen die Führungen und kosten eine menge Kraft.
Wenn dann noch die Führungen nicht perfekt parallel sind und
etwas mehr zugestellt wird als üblich Drehen die Motoren durch.

Dann noch lieber eine Referenzfahrt die auch noch gleich dafür
sorgt das die Kiste immer 90° Winkel Produziert.

Okay, ja nach bedarf kann das zu viel aufwand sein.

----------
>Von denen sollte einer in seiner
>Position justierbar sein um mit der Maschine dann auch ein Rechteck zu
>fahren.

Hä? Sowas macht man in Software:
Hardware Nullpunkt anfahren und dann wieder x Steps raus.
Über individuelle werte für x kannst du das justieren.
Vorher natürlich grob Mechanisch ausrichten.

Autor: eProfi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Nein. Die Motoren "springen" beim Einschalten ja in die
> nächste Vollschrittposition.
Nein Thorsten, sie springen in die nächste Großschrittposition. Es kann 
also sein, dass sie bis zu 2 Vollschritte machen.
Und nochmal, (statische) Schrittfehler sind immer Vielfache von 
Großschritten, also Vielfache von 4 Vollschritten.

Autor: Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo "eProfi",

>> Nein. Die Motoren "springen" beim Einschalten ja in die
>> nächste Vollschrittposition.
> Nein Thorsten, sie springen in die nächste Großschrittposition. Es kann
> also sein, dass sie bis zu 2 Vollschritte machen.

Da hast du recht, da habe ich mich unpräzise ausgedrückt. Mal davon 
abgesehen, das es die "Großschrittposition" in der Fachliteratur nicht 
gibt. Man spricht in dem Zusammenhang von einer elektrischen Umdrehung.

Ich habe das Thema Genauigkeit und Positionsfehler inzwischen auch in 
meinem Blog nochmal aufgegriffen:
http://www.schrittmotor-blog.de/positioniergenauigkeit-von-schrittmotoren/

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

: Bearbeitet durch User

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.