Ich spiele mit dem Gedanken, mir etwas Luxus zu gönnen und meine China CNC-Fräse mit Closed Loop Stepper Motoren auszustatten. Ich erwarte mir davon, dass ich dadurch mehr an die Grenzen von Geschwindigkeit/Beschleunigung gehen kann, ohne bei Lastspitzen Schrittverlust zu riskieren. Open Loop Stepper verlieren ja im Falle von Überlast meist eine ganze Reihe an aufeinanderfolgenden Schritten. Wie verhalten sich feldorientiert geregelte Closed Loop Stepper bei Überlast? Theoretisch müssten die ja einfach nur langsamer werden, während die feldorientierte Regelung weiterhin den optimalen Lastwinkel einstellt, wodurch der Schrittmotor niemals ausrastet aber ggf. kurzzeitig ein Schleppfehler von wenigen Mikroschritten bis mehreren Vollschritten entsteht. Das bedeutet aber auch, dass hier eine Positionsregelung mit drinsteckt. Jedoch ist mir nicht bekannt, dass man diese Regelung wie bei Servomotoren parametrieren müsste. Warum ist das so? Letztendlich handelt es sich doch beim Closed Loop Stepper auch nur um einen servogeregelten Synchronmotor, nur eben mit einer hohen Polpaarzahl. Probleme wie Überschwingen oder Schleppfehler sollten doch aber auch wie beim Servo hier genau so auftreten, oder etwa nicht?
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Also entweder ich habe keine Ahnung oder du hast keinen blassen Schimmer. Schaun wir mal. :-) Schrittmotore bleiben bei Ueberlast/Resonanz einfach stehen. Es ist da nicht moeglich etwas nachzuregeln, da geht nicht nur ein Schritt verloren! Schrittmotore mit zusaetzlichen Encoder gibt es, aber nicht um da was zu regeln sondern um einen Fehler zu erkennen. Dann geht das Geraet halt in Stoerung. Sollte es soweit kommen dann hast du ein anderes Problem das du beheben musst. Ausserdem gibt es Servoantriebe. Sowas ist von der Steuerung her erheblich aufwendiger, gerade auch fuer CNC weil du das ja keine Vibrationen oder voruebergehende Abweichungen/schwingungen tolerieren kannst. Das ist nichts fuer Bastlerkisten, sowas macht man bei dicke Maschinen weil Servos einen besseren Wirkungsgrad haben als Schrittmotore die immer kurz vor dem kochen sind. Olaf
Paul H. schrieb: > Closed Loop Stepper Motoren Unsinn. Schrittmotoren sind genau dafür gebaut, um ohne Sensor bewegt zu werden. Wenn sie Schritte verlieren, waren sie zu schwach ausgelegt. Und wenn sie Schritte verloren haben, ist es sowieso nicht mehr möglich, diese aufzuholen. Denn: Wenn ein Schritt verloren wurde, müsste man warten bis die Achse steht und dann mit der Beschleunigungsrampe von vorne anfangen, und dürfte dabei nicht schneller fahren als zuvor, denn mit steigendem Tempo sinkt das Drehmoment, mit höherem Tempo an eine Stelle zu kommen wo er vorher schon mit geringerem Tempo scheiterte ist also zum Scheitern verurteilt, man müsste eher langsamer fahren damit man es diesmal mit mehr Drehmoment schafft. Dabei sind tausende Schritte verloren und das Werkstück ist ruiniert, vor allem wenn die anderen Achsen derweil munter weiter fahren. Man kann (den Fräsvorgang) nur abbrechen. Sorge also zunächst dafür, daß die vorhandenen Motoren auch ausgenutzt werden (übliche Problem: Motor mit 2A angegeben, auf Treiber 2A eingestellt, NATÜRLICH falsch denn Motor sind 2Arms, Treiber 2Apeak, man müsste 2.8A einstellen) man merkt das meist, wenn Motoren kühl bleiben und nicht die erlaubten 70 GradC erreichen (immerhin halten sie länger wenn sie kühl bleiben). Nur so kommt man zum aufgedruckten Drehmoment. Und dann gute Ansteuerung die Resonanzen vermeidet, das geht mit Mikroschritt, Bremsresonatorplatten, Flexkupplungen oder Zahnriemen statt direkt eine (Trapezgewindewelle) anzuflanschen. Und wenn's immer noch nicht reicht: Zur Abwechslung mal nachrechnen ob es der Motor überhaupt tut, denn insbesdonmdere der Drehmomentabfall bei steigender Drehzahl ist bei Schrittmotoren extrem. Encoder und closed loop benutzt man bei Servomotoren. Kräftiger, schneller, aber auch komplizierter, daher verbaut in echtem Maschinen, nicht dem chinesischen Kinderspielzeug.
Olaf schrieb: > Also entweder ich habe keine Ahnung oder du hast keinen blassen > Schimmer. Schaun wir mal. :-) Es gibt verschiedene Interpretationen von Closed Loop bei Schrittmotoren. Es gibt Pseudo Closed Loop, wo am Schrittmotor zwar ein Encoder dran ist, aber lediglich verlorene Schritte detektiert werden und die Steuerung dann auf Störung geht. Es gibt wohl auch Steuerungen, die einfach versuchen, zusätzliche Schritte einzufügen. Das Verfahren aber nicht state of the Art und soll hier nicht betrachtet werden. https://de.nanotec.com/knowledge-base-artikel/closed-loop-technologiehttps://www.motioncontroltips.com/faq-whats-the-difference-between-servo-and-closed-loop-stepper-motors/ Michael B. schrieb: > Und wenn sie Schritte verloren haben, ist es sowieso nicht mehr möglich, > diese aufzuholen. Das was du schreibst trifft, genau wie das was Olaf schrieb, eben auf Closed Pseudo Closed Loop Systeme (die eigentlich auch nur Open Loop Systeme mit Schrittverlusterkennung sind) zu. Richtige Open Loop Systeme haben eine feldorientierte Regelung, ähnlich wie beim Servo Motor. D.h. der Lastwinkel wird immer genau passend zur Rotorposition geregelt. Die Wicklungen des Motors werden also auch variabel bestromt. Daher frage ich mich, ob die Achse bei einer solchen Ansteuerung bei Schrittverlust einfach stehen bleibt. Ich meine nicht. Er wird vermutlich einfach kurzzeitig langsamer, es entsteht ein Schleppfehler, welcher dann wieder ausgeregelt wird. Aber das würde ich mir gerne von einem Praktiker bestätigen lassen bevor ich in solche Motoren investiere. 😄 Wie hier nachzulesen ist scheinen echte, feldorientiert geregelte Closed Loop Systeme ja durchaus viele Vorteile zu haben: https://www.motioncontroltips.com/open-loop-stepper-motor-versus-closed-loop-stepper-motor-systems Auch wenn ich dir recht gebe, dass man auf jeden Fall mal gucken sollte, dass man gucken sollte, seine herkömmlichen Open Loop Stepper richtig auszureizen. 🙂
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Ich würde bei den Preisen für Servosysteme überhaupt nicht mehr auf Stepper setzen. Die Servo Motoren mit integriertem Treiber werden mit den gleichen Signalen angesteuert wie Steppersysteme. Die Parametrierung ist eventuell etwas umfänglicher. Die Vorteile von Servosystemen liegen aber auf der Hand. z.B. https://www.sorotec.de/shop/JMC-Servo-Motor-mit-integriertem-Servotreiber-180-Watt---36-Volt---3000-1-min.html
Die Servosysteme haben aber auch Nachteile. Auch wenn das Drehmoment zu höheren Drehzahlen nicht so stark abfällt wie bei Schrittmotoren haben sie generell ein geringeres Drehmoment. Das wiederum machen sie wett indem sie kurzzeitig Überlastfähig sind, was aber wiederum ein dickes Netzteil erfordert, sind also nicht einfach so retrofit mit den Schrittmotoren auszutauschen. Die Parametrierung würde ich mir durchaus zutrauen, jedoch gibt es da auch Erfahrungsberichte von frustrierten Nutzern, die irgendwann das Handtuch geworfen haben, weil sie den Schleppfehler nicht vernünftig gering oder die Regelung nicht ruhig bekommen haben und mangels Erfahrung kann ich gerade nicht abschätzen, wie sehr ich mir da die Zähne dran ausbeißen würde. Closed Loop Stepper schaffen laut Erfahrungsberichten auf üblichen Hobby-CNC-Fräsen durchaus ihre 10m/min Verfahrgeschwindigkeit im Eilgang, was ja völlig ausreicht. Fräsen tut man meist eh langsamer, und sie müssen nicht parametriert werden. Deshalb hatte ich mich gegen Servos entschieden, auch wenn die natürlich sexy wären.
Paul H. schrieb: > Auch wenn das Drehmoment zu > höheren Drehzahlen nicht so stark abfällt wie bei Schrittmotoren haben > sie generell ein geringeres Drehmoment. Nicht mit dem "Haltemoment" bei Schrittmotoren verwechseln.
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