Помогите с настройками CNC-контроллера

[toha]

Всем добрый день.

Есть станок с ЧПУ самодельный. Недавно установили энкодеры и возникает сразу масса вопросов по настройке CNC-контроллера.
С теорией за последние пару дней примерно разобрался, но на практике не представляю с чего начать предварительные расчеты.

Вопросы
1. Необходимо определиться с ПИД-коэффициентами
2. Определиться с параметрами IIR-фильтров
3. Определить остальные регулируемые параметры согласно схеме

Есть возможность:
-регулировать PulsWidth с 60нс до 4мс (так же я не знаю на что это влияет)
-просмотреть график Боде
-просмотреть графики отклика системы на единичное воздействие
-регулировать количество импульсов на дюйм

В мануале вроде бы все расписано, но вот с чего начать, чтобы двигаться в нужном направлении мне пока не ясно
Если не все описал, то спрашивайте, все данные по контроллеру есть

Чуть не забыл, двигатели шаговые

Спасибо

[mycnc]

Когда разберетесь, большая просьба поделиться опытом.
Такая задача встречается редко, специалистов, видимо, не много найдется.

[toha]

Получил первые сносные результаты, выкладываю графики, возможно появятся у форумчан советы или рекомендации или, возможно, что это предел регулировки

Нижний график (синяя линия) - это величина ошибки, впринципе устраивает, если учесть что сейчас у меня настрйка один импульс 0,05мм, то ошибка не выходит за пределы +/- 0,1мм, за исключением выплесков на разгоне и торможении

Верхний график. Красная линия - позиция энкодера, синяя командная позиция.
Прикрепленные изображения

[Nick]

Меня смущает такие скачки на нижнем графике... Может стоит слишком большое ускорение?

[toha]

Возможно, сейчас меняют витую пару, вечером буду дальше экспериментировать, но за три дня хоть какой то приемлимый результат, правда я убрал двигатель из зацепления, под нагрузкой скорей всего надо будет опять корректировать

[Nick]

Под нагрузкой все будет заново, т.к. поменяются все основные параметры системы. вообще ПИД имеет смысл настраивать только на полностью собранном станке.

-регулировать PulsWidth с 60нс до 4мс (так же я не знаю на что это влияет)

Влияет либо на ШИМ, либо на длительность импульса "step". Если у тебя ШД, то надо смотреть в даташите контроллера, и выставлять указанный там параметр.

А какова основная цель установки энкодера? И как ты управляешь станком, через Mach?

[toha]

Nick, В даташите как раз и описана возможность изменения ширины импульса, но не даны рекомендации о его настройке. Основная цель установки энкодера - получить максимально возможные теоретические профили крыла, элеронов, закрылков, рулей. Фрезеровка фюзеляжа показала, что точности нет, либо пропуски шагов, либо прыжки непонятные двигателей, первое крыло я начал обрабатывать с энкодерами, значительно точнее, но единственное, что энкодеры небыли настроены должным образом, что стало мешать при чистовой обработке

Управляю родной программой контроллера, хотя есть плагин подключения к Мач3, но небыло времени с мачем разбираться

[Nick]

что точности нет, либо пропуски шагов, либо прыжки непонятные двигателей,

Скорее всего ШД работает в предельном режиме, или проблема с подключением. Пропуск шагов для ШД это сингал о неправильной работе/настройке станка. ШД в рабочем режиме не должен пропускать шаги. Да, за счет энкодера это можно вытянуть, но ИМХО лучше решить проблему устранив ее источник.

Кстати, какое отношение мм/шаг ШД? Оно не превышает разрешающую способность энкодера?

А что у тебя за станок, ШД, контроллер? Можешь сделать фотки?

ЗЫ Что за контроллер с родной программой? Есть ссылка на производителя? Интересно почитать .

[toha]

Кстати, какое отношение мм/шаг ШД? Оно не превышает разрешающую способность энкодера?

С шагами эксперементировал. Сечас стоит 20 шагов на мм, движитель - зубчатая рейка

Станок самодельный, фотки выкладываю, контроллер KFlop, производитель dynomotion.com

[toha]

А вот крыло

[toha]

ШД в рабочем режиме не должен пропускать шаги

Пропуски в основном происходят когда очень малые перемещения по какой либо оси. Если смотреть по полосам на крыле, по Х идет нормальное движение, но вот Z изменяется на всей длине в очень малом промежутке. Есть правда еще одна загадка для меня, но я грешу на качество драйвера двигателя - бывают такие положения, что нет удержания двигателя, т.е. я могу спокойно подправить двигатель рукой, потом двигатель проходит какуюто точку и зажимается нормально.

[toha]

Nick, у меня еще следующий вопрос: в контроллере Servo Sample Time 90мкс (при этом указывается что на выходы Step и Dir может подаваться сигнал до 2,5 МГц), а Response Frequency энкодера 100 кГц. Вот эти данные вообще как то должны между собой согласовываться?

[Nick]

Ого !!! Я думал речь идет о хоббийных модельках самолета!!!

У тебя есть сайт почитать об этих самолетах? Какие у него ТТХ и сколько стоит, если не секрет !

Теперь к теме . Можешь по крупнее сфоткать эти полосы на плоскости крыла? Или фотографию с большим разрешением... Нет ил в конструкции станка люфтов? Если есть люфт, то вдоль оси по которой идет постоянное движение он не будет проявляться - т.к. в этом направлении будет постоянное усилие, а вот в остальных направлениях будет гулять как хочет.

По идее, либо точность привода должна быть больше точности энкодера, либо у PID должен быть deadband больше шага точности станка. Иначе станок не будет фиксироваться в устойчивом положении и будет постоянно шагать туда-сюда пытаясь занять нужное положение. Вот эти колебания похожи на шаги вверх вниз.

По поводу момента удержания, на драйвере может выставляться максимальный ток в режиме удержания (нужно, чтобы двигатель и драйвер не перегревались). Из-за этого момент удержания может падать. Так же момент зависит от микрошага, какой у тебя микрошаг?
И какие двигатели и драйверы?

[toha]

Какие у него ТТХ и сколько стоит, если не секрет

http://forum.privat.aero/viewtopic.php?f=22&t=531 вот ветка форума, там предварительные теоретические ТТХ есть, самолет новый, так что сайта про него нет

либо у PID должен быть deadband

больше шага точности станка

С этим можно поподробней? Что именно должно быть больше, там два параметра range и gain

Драйвер SMD60-7 три двигателя по 6А и один 7А, микрошаг 1:16, еще на драйвере есть джампера на переключение "время быстрого спада тока в обмотках" 0%, 8%, 26%, 100%, с этим тоже не совсем понятно

[Nick]

С этим можно поподробней? Что именно должно быть больше, там два параметра range и gain

Ну суть такая, скажем у тебя на 1 шаг ШД приходится 0,05 мм, при этом разрешение энкодера 0,01мм. На PID поступает задание приехать в точку 1.12, он выдает на драйвер ехать в сторону +,
приезжает в 1.10, и говорит сделать еще 1 шаг в сторону +,
драйвер делает шаг и на обратной связи становится 1.15,
PID смотрит ушли из нужного положения и говорит сделать шаг в -,
драйвер шагает и оказывается в положении 1.10
и так далее .

Есть документация на ПИД регулятор? Обычно такой параметр называется мертвая зона или deadband...

"время быстрого спада тока в обмотках" 0%, 8%, 26%, 100%, с этим тоже не совсем понятно

Я тоже никогда не понимал что это такое. Народ просветите нас наконец, что это такое.

--------------

Посмотрел фотки, не совсем понятно, где неточности? Профиль получается не ровный?
Как вариант попробуй сменить направление обработки, чтобы "линии" шли не "горизонтально", а "вертикально".


И почему используется шаровидная фреза? Здесь просто напрашивается цилиндрическая!

ЗЫ 15л на 100 километров при скорости 300 км/ч, это просто мечта! Да еще и полезная нагрузка в 330 кг !!! Кстати, в них входит горючка или нет?

[toha]

Есть документация на ПИД регулятор? Обычно такой параметр называется мертвая зона или deadband...

Да на принтскринах которые я выкладывал, слева внизу есть область dead band с двумя окнами range и gain

Посмотрел фотки, не совсем понятно, где неточности? Профиль получается не ровный?

Крыло уже обрабатывалось с энкодерами, только они были не настроены. А обработка производилась довольно страннім образом. Я вычислил опытным путем сколько импульсов энкодера проходит на один проворот зажатого двигателя вручную, затем ввел это кол-во импульсов как максимально возможную ошибку, и при превышении этой ошибки все оси останавливаются, далее смотрел в какую сторону подправить и запускал программу далее)))))))Коряво, но на тот момент в спешке решение оказалось единственным. Крыло уже намного лучше физеляжа получилось. Хочется еще лучше чтоб было, все таки в контроллере зашит режим работы Close Loop Step

ЗЫ 15л на 100 километров при скорости 300 км/ч, это просто мечта! Да еще и полезная нагрузка в 330 кг !!! Кстати, в них входит горючка или нет?

Завтра будет наш авиаконструктор я уточню этот вопрос, сам пока что не особо разбираюсь

[toha]

при этом разрешение энкодера 0,01мм

Разрешение энкодера считать с учетом квадратуры? В мануале для расчета одного коефициента берется (кол-во имп/об энкодера)*4

если брать мой энкодер то 4096*4=16384. тогда разрешение 103.67/16384 = 0.0063мм. Теперь я могу исходя из этого увеличить точность привода. Но, как я понимаю, я не должен выйти за пределы Response Frequency энкодера (100 кГЦ)

[Nick]

Да на принтскринах которые я выкладывал, слева внизу есть область dead band с двумя окнами range и gain

Упс, просмотрел... Наверное нужен range=0.05-0.10 и gain=0, хотя я не соввем понимаю причем тут gain... Попробуй поиграть с параметрами, чтобы исчезли те колебания.

Разрешение энкодера считать с учетом квадратуры? В мануале для расчета одного коефициента берется (кол-во имп/об энкодера)*4

Зависит от контроллера. Но не важно, по идее ты должен deadband выставлять в единицах измерения, т.е. в мм. А сколько на них будет импульсов не так важно.

А обработка производилась довольно страннім образом. Я вычислил опытным путем сколько импульсов энкодера проходит на один проворот зажатого двигателя вручную, затем ввел это кол-во импульсов как максимально возможную ошибку, и при превышении этой ошибки все оси останавливаются, далее смотрел в какую сторону подправить и запускал программу далее)))))))Коряво, но на тот момент в спешке решение оказалось единственным.

Точно, коряво . С PID все должно получиться гораздо лучше, он должен сам подтягивать ошибку до значения мертвой зоны. Тем более, если у тебя целых 200/20*16=160мм на оборот...
А сколько у тебя получилось импульсов энкодера на оборот?

[toha]

А сколько у тебя получилось импульсов энкодера на оборот?

я подправил предыдущее сообщение, там есть расчет

[toha]

Вычитал в мануале, gain дает наклон кривой