CNC Portalfräse Schrittverluste SMS04 CNC Step

[Daniel W. (daniel_w751)]

Hallo zusammen,
ich habe ein kleines Problem mit meiner CNC Fräse von CNC-Step. 
Vielleicht könnt ihr mir helfen, den Fehler einzugrenzen.

Es handelt sich um eine CNC-Portalfräse von CNC Step (High Z 720S). Die 
Maschine ist schon relativ alt (Baujahr 2008). Die Maschine wird über 
eine Schrittmotorsteuerung SMS04 betrieben. Genauere Daten zur Steuerung 
sind leider nicht vorhanden. CNC-Step hat auch keine Doku von der alten 
Steuerung. Aus meiner Sicht ist die aber sehr ähnlich zur Zero 2. Als 
Software nutze ich WINPC-NC USB mit dem passenden Dongle.

Nun zu meinem Problem:
Während einem Fräsvorgang ist eine der X-Achsen ausgefallen. Nach 
Überprüfung habe ich festgestellt, dass eine Endstufe defekt ist. Dabei 
handelt es sich um den Toshiba TA8435HQ. Nachdem ich die Endstufe 
getauscht hatte und die Maschine erneut in Betrieb nehmen wollte, hat 
die X-Achse leider einseitig immer noch nicht funktioniert. Also wollte 
ich die Motorstecker tauschen um zu testen, ob es vielleicht gar nicht 
an der Steuerung liegt. Ich Held habe allerdings vergessen, die 
Steuerung vorher auszuschalten. Dementsprechend waren am Ende drei 
Ausgänge defekt.
Somit habe ich dann alle drei Endstufen getauscht und dabei 
festgestellt, dass auch Widerstände defekt sind. Die habe ich gleich mit 
getauscht. Somit habe ich von den 4 Achsen, an drei Achsen Bauteile 
getauscht (nur die Z-Achse habe ich nicht angerührt). Warum ich das 
erwähne, erkläre ich später.

Nach dem zweiten Reparatur Versuch hat die Maschine wieder funktioniert. 
Leider hatte ich dann immer mal Schrittverluste, die ich zuvor nicht 
beobachtet habe. Die Schrittverluste sind aber nicht eingetreten unter 
Last, sondern überwiegend beim schnellen fahren ohne Last.

Um zu testen wie stark sich die Schrittverluste auswirken, habe ich ein 
paar Testfräsungen gemacht.

Test 1: 3h gefräst ohne große Auffälligkeiten. Nur in den ersten Minuten 
beim Einrichten konnte ich Schrittverluste hörbar wahrnehmen. Beim 
Fräsen selbst war alles in Ordnung.
Test 2: 4h gefräst ohne Auffälligkeiten. Nur in den ersten Minuten beim 
Einrichten konnte ich Schrittverluste hörbar wahrnehmen. Beim Fräsen 
selbst war alles in Ordnung.

Am Samstag hat die Maschine beim Fräsen wieder verrückt gespielt. Dieses 
Mal ist nicht die X-Achse ausgefallen, sondern die Y-Achse hat während 
dem Fräsen die Richtung aus heiterem Himmel geändert. Ich habe den 
Fräsvorgang sofort abgebrochen. Auch bei der Referenzfahrt ist die Achse 
in die falsche Richtung gefahren. Nach etwas probieren ist die Achse am 
Ende gar nicht mehr gefahren und hat nur noch schwach gerattert (100% 
Schrittverluste).
Also habe ich die X und Y-Achse getauscht (Stecker getauscht) und 
festgestellt, dass es nicht an der Steuerung liegen kann. Die Y-Achse 
(Motor) hat weiterhin nicht funktioniert, die X-Achsen liefen ohne 
Probleme. Das drehen der Trapezgewindestange im ausgeschalteten Zustand 
war ohne große Kraftausübung möglich. Einen mechanischen Grund würde ich 
somit ausschließen. Also wollte ich mal die Leitung durchmessen und die 
Mechanik prüfen. Ich habe den Motor gelöst und den Schlitten per Hand 
gefahren, das Trapezgewinde gedreht und alles auf Leichtgänigkeit 
geprüft. Ich konnte nichts Auffälliges entdecken. Nachdem ich den Motor 
wieder montiert hatte, habe ich nochmal die Y-Achse getestet. Plötzlich 
funktionierte die Achse wieder. Was war passiert? Ich weiß es leider 
nicht.

Beim weiteren probieren sind mir aber immer noch Schrittverluste 
(vielleicht sogar eine Art Aussetzer) aufgefallen.

Es gibt in WINPN-NC eine Funktion „Position prüfen“. Die Schrittverluste 
laut Programm liegen im zweistelligen Bereich. Nach jeder Fahrt habe ich 
unterschiedliche Werte auf allen Achsen. Mal sind es mehr auf der einen 
Achse und dann mal mehr auf den anderen Achsen. Ich vermute, dass es 
sich dabei um Ungenauigkeiten der Endschalter handelt.
Die größten Hörbaren Schittverluste habe ich aber auf der Z-Achse, 
obwohl ich die wie oben geschrieben nie angerührt habe.

Was mich etwas verwundert hat, dass die gesamte Steuerung nicht geerdet 
ist. Keine geschirmten Kabel, keine Erdung und keine Verbindung zwischen 
Erde und Masse. Die Steuerung hat so viele Jahre ohne Probleme 
funktioniert. Daher schließe ich das als Problem/Ursache eher aus. Ich 
habe testweise die Anlage trotzdem mal komplett geerdet, was aber aus 
meiner Sicht nichts gebracht hat.

Habt ihr eine Idee, wie ich ggf. das Problem eingrenzen kann? Ich war 
schon kurz davor mir eine neue Steuerung zu kaufen. Allerdings stelle 
ich mir aktuell die Frage, ob es tatsächlich an der Steuerung liegt. Der 
Fehler am Samstag lag aus meiner Sicht nicht an der Steuerung.

1. Den PC habe ich testweise getauscht. Keine Veränderung
2. Könnte ggf. ein Motor defekt sein und diese Probleme auf allen Achsen 
verursachen?
3. Sind die Schrittverluste über „Position prüfen“ bei der alten Anlage 
normal. Es sind ja umgerechnet nur kleine Ungenauigkeiten (für mich 
kleine) im Bereich 5-80 Schritte. 400 Schritte/mm :  (+-) 50 
Schrittverluste= 0,125mm
4. Die Ausgänge der Steuerung sind aus meiner Sicht in Ordnung. Ich habe 
alle Widerstände zwischen Masse und Motorausgang mal gemessen und 
verglichen. Da kann ich keine Auffälligkeiten erkennen. Als die Endstufe 
defekt war, konnte man das mit dem Multimeter aufgrund der abweichenden 
Werte gut feststellen.
5. Könnte es ggf. sein, dass ich gefälschte Toshiba TA8435HQ (aus 
Frankreich) erwischt habe und die nicht den notwendigen Strom 
durchlassen oder Sauereien im Netz veranstalten. Wobei diese Theorie ja 
nicht für die Z-Achse zutreffen würde.
6. Die Toshiba TA8435HQ werden nicht mehr produziert. Weiß jemand was 
der Nachfolger ist und ob die Pinbelegung dann die gleiche ist.
7. Nur der Motor von der Z-Achse wird heiß (kann man noch gut anfassen). 
Die anderen Motoren sind maximal lauwarm nach 20-30min.
8. Gibt es eine Möglichkeit, die Motoren messtechnisch auf 
Schrittverluste zu überwachen?

vorhandene Messgeräte: Fluke Multimeter, Rigol Digital Oszilloskop

Link zur Zero 2 (ähnlich meiner Steuerung, nur ohne schaltbare 
Steckdosen)
https://www.cnc-step.de/wp-content/uploads/Controller-Zero2.pdf

Hat jemand eine Idee? Ich bedanke mich im Voraus.

Viele Grüße
Daniel

[Christoph Z. (christophz)]

Jetzt nur mal so ins blaue hinaus ein paar Ideen:
- Lötstellen prüfen
- Dioden nachmessen
- Alle Jumper herausnehmen und in der selben Position wieder einstecken, 
mehrmals wiederholen, damit ev. vorhandene Korrosion weg ist. (Die 
Jumper sind typischerweise für die Strombegrenzung, wenn die jetzt zu 
tief ist, passieren Schrittverluste)

[Pandur S. (jetztnicht)]

Scheint alles eine gnadenlose Bastelei ohne reele Zukunft zu sein.

Schrittverluste deuten auf zu hohes Drehmoment bei zu hoher 
Geschwindigkeit hin.

Wenn sich das nicht per Software, mit langsamerem Fahren, beheben laesst 
- in die Tonne. Das wird so nichts mehr.

[Daniel W. (daniel_w751)]

Super Danke. Dann schaue ich mir die Steuerung nochmal genau an. Bevor 
ich eine neue Steuerung kaufe, will ich andere Ursachen ausschließen.

[Tom W. (t_doubleyou)]

Hi,
Ich habe mir vor kurzem auch eine high z von 2006 geholt und bin bei 
meiner fehlersuche auf das (Bild) gestoßen. Vielleicht hilft es dir ja.