Chiarimento Sulla Ricerca Zero Ed Encoder

[stefano_]

salve a tutti,

leggendo qualche articolo riguardante i motori stepper mi è sorto un dubbio,

in un azionamento composto da motore + encoder per es per fare la ricerca zero vado in lento fino al micro di zero, inverto la rotazione ed a questo punto la prima tacca di zero dell'encoder che incontro quello è il MIO zero.

In un motore stepper senza encoder come avviene l'azzeramento ? Semplicemende andando ad impegnare il micro di zero ? Ma in questo modo la prezisione dell'azzeramento me la da la precisione del micro

Ed infine,

un motore stepper con encoder invece come è azionato ? O meglio può essere azionato solo in pwm o può essere azionato anche con il classico trendo di impulsi. ?

Chiedo questo perche normalmente dovrei inviare al motore n impulsi di x frequenza, il numero mi da lo spostamento mentre la frequenza mi da la velocità ma avendo un ecoder non posso fidarmi del numero di impulsi che invio in quanto se dovesse perder qualche passo comunque tramite l'encoder riuscirei comunqu ad arrivare alla posizione finale,

mi chiarite un pò queste due questioni ?

Perdonate se non sono stato proprio chiaro e grazie a tutti.

[Livio Orsini]

Se non hai retro azione lo zoro o lo fai per battuta meccanica o ti accontenti di un sensore.

Uno stepper usato con retroazione da encoder può essere pilotato tranquillamente come un classico stepper ad anello aperto. Hai un duplice controllo: alla fine gli impulsi di comando e quelli di retroazione devono coincidere in quantità.

[stefano_]

alla fine gli impulsi di comando e quelli di retroazione devono coincidere in quantità.

appunto, e se non coincidono ? Se per es. invio100 impulsi ma l'encoder ne conta 97 alla fine in automatico l'azionamento "sa" che deve fare 3 impulsi in più ? Oppure è solamente un controllo nel senso che se gli impulsi non conincidono il sistema va in allarme ?

Grazie.

Modificato: 29 gennaio 2013 da stefano_

[Mirko Ceronti]

Il motore a passo è il trasduttore reciproco dell'encoder.

Quindi retroazionarlo ha poco senso, se non per un ulteriore controllo, ma se tutto fila liscio, se do 134 impulsi al motore a passo, questo si farà 134 passi se pilotato a passo intero, oppure 67 se pilotato a mezzo passo, e giù a sottomultipli per il pilotaggio a quarti di passo o a micropassi.

Lo si usa (in genere) proprio per non doverlo retroazionare, in quanto a tot impulsi corrisponderanno tot passi.

(alla fin dei conti è un motore sincrono, quindi non può sbagliare)

Se perde passi, Ti si inceppa, vibra, ed il sistema va in errore avvisandoti della discrepanza tra impulsi e rotazione.

un motore stepper con encoder invece come è azionato ? O meglio può essere azionato solo in pwm o può essere azionato anche con il classico trendo di impulsi. ?

Qui mi sembra ci sia un po' di nebbia.

Il motore a passo lo si pilota ad impulsi.

Questi a loro volta possono essere parzializzati in PWM qualora il pilotaggio lo si voglia effettuare a corrente costante, ossia per la teoria che governa questi motori, essi più debbono girare veloci, e più la tensione ai loro capi deve aumentare se si vuole avere una buona coppia anche a giri elevati.

Questo perchè il rapporto Tao = L / R diventa svantaggioso a frequenze di pilotaggio elevate (alta velocità) poichè la corrente non arriva a prendere piede ai capi di un avvolgimento, che già gli viene tolta per spostarla sull'altro avvolgimento in un ciclo infinito.

Quindi se hai un motore a passo con tensione d'avvolgimento = 5 Volt (esempio) nulla Ti vieta di pilotarne gli avvolgimenti con 30 Volt, ma....in questo caso gli impulsi saranno parzializzati con la legge del PWM, e non saranno "pieni" altrimenti il motore lo bruci.

Quando invece saranno pieni ?

Quando la velocità di passo (frequenza di clock-step) diventerà talmente alta che la corrente non riuscirà ad impadronirsi appieno degli avvolgimenti per sviluppare la coppia necessaria.

Ecco quindi che analizzando all'oscilloscopio i capi di un avvolgimento, lo si vedrà pilotato con impulsi parzializzati (frammentati) in PWM alle basse velocità, per vederli via via che la velocità aumenta, diventare sempre meno parzializzati fino ad essere completi (30 Volt) a velocità sostenuta.

Sarebbe meglio Ti facessi un disegno eh ?

Saluti

Mirko

[stefano_]

ciao Mirko e grazie dell'informazione....

ma prima dici

Lo si usa (in genere) proprio per non doverlo retroazionare, in quanto a tot impulsi corrisponderanno tot passi.

poi invece dici

Se perde passi, Ti si inceppa, vibra, ed il sistema va in errore avvisandoti della discrepanza tra impulsi e rotazione

parlando di retroazione....

ma se come dici tu si inceppa vibra ecc... ecc... il sistema va in errore se e solo se c'è la retroazione dell'encoder che si accorge di tutto ciò oppure va in errore anche senza retroazione dell'encoder ( non credo... chi glielo dice all'azionamento che il motore ha perso i passi ??)

Quindi deduco che per esser maticamente sicuri che il motore sia arrivato nella posizione desiderata DEVO avevere la retroazione dell'encoder .

Giusto ?

Sarebbe meglio Ti facessi un disegno eh

no, per le prime 6 righe non dovrebbe servire, per le restanti invece non mi cambierebbe nulla ( data l mia ignoranza in materia )

In pratica mi sembra di aver capito che ad alte frequenza ogni singolo avvolgimento è alimentato per poco tempo ( tanto minore quanto più alta sarà la frequenza ) quindi per avere una corrente costante anche ad elevata frequenza non faccio altro che aumentare la tensione man mano che aumenta la frequenza.

Mi ci sono avvicinato ?

Grazie.

[Mirko Ceronti]

ma se come dici tu si inceppa vibra ecc... ecc... il sistema va in errore se e solo se c'è la retroazione dell'encoder che si accorge di tutto ciò oppure va in errore anche senza retroazione dell'encoder ( non credo... chi glielo dice all'azionamento che il motore ha perso i passi ??

L'azionamento stesso (attraverso la rilevazione della corrente), avverte che qualcosa non quadra nel pilotaggio degli avvolgimenti ed accende la spia di "alarm"

Però, nulla vieta di usare anche un encoder per avere un'ulteriore indicazione magari più precisa, ma in questo caso servirebbe solo da guardiano, di avvenuto spostamento.

Sui macchinare dove facevo manutenzione, i (milioni) di motori a passo che c'erano, avevano solo il sensore di "Home" ovvero un sensore Hall che "vedeva" un piccolo magnete, inserito nell'organo da muovere, solo per sincerarsi che a fine di tutte le varie escursioni, ritornasse sempre "in fase" ossia al punto di partenza per ricominciare il ciclo successivo.

In pratica mi sembra di aver capito che ad alte frequenza ogni singolo avvolgimento è alimentato per poco tempo ( tanto minore quanto più alta sarà la frequenza ) quindi per avere una corrente costante anche ad elevata frequenza non faccio altro che aumentare la tensione man mano che aumenta la frequenza.

Mi ci sono avvicinato ?

Direi di sì

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

In pratica mi sembra di aver capito che ad alte frequenza ogni singolo avvolgimento è alimentato per poco tempo ....

Questa tecnica è conosciuta con il nome di microstepping, quindi qaundo scegli un drive per uno step motor scegline uno che usa la tecnica microstepping.

Se per es. invio100 impulsi ma l'encoder ne conta 97....

E' il solito dilemma: è il contatore di encoder che ha perso 3 impulsi od il motore che non ha fatto 3 passi.

Questa è una delle ragioni che mi fa preferire l'uso degli stepper senza retroazione, oppure un altro motore con retroazione. Da noi si direbbe: "Offelèee fa ul tou mestèee" (offellaio fai il tuo mestiere, ovvero usare l'attrezzo adatto allo scopo).

[stefano_]

permettetemi di andare leggermetne off ( non più di tanto he !!! )

ma allora per questa mia applicazione non sarebbe il male minore usare uno stepper con corona pignone ?

Da plc mediante pwm posso settare le mie belle rampe di acc. e dec. in questo modo per fargli fare 0 180° e 180° 0 non ho bisogno di nessun encoder o micro, anzi solo un induttivo per l'home da fare ad ogni accensione macchina.. e poi so che con 1000 impulsi faccio i miei bei 180°

certo, non è proprio economico e semplice come attuatore pneumatica ma mi sembra una discreta soluzione.

Cosa mi consiglite ?

Ha.... perdonate il piccolo off ma come sempre vista la vostra disponibilità ne approfitto !!

grazie.

ha dimenticavo ... ma un induttivo va bene per l'home oppure l'hall è più preciso ?

Grazie.

Modificato: 29 gennaio 2013 da stefano_

[Livio Orsini]

Se usi uno stepper non lo puoi comandare da PLC usando un'uscita PWM.

[stefano_]

ops sorry.....

intendevo trendo di impulsi.....

grazie

[Livio Orsini]

A questo punto scegliendo oculatamente il prodotto puoi avere anche qualche cosa di meglio.

Ci sono costruttori di PLC e azionamenti, anche tra quelli che sponsorizzano il forum, che offrono il pacchetto completo: PLC con posizionatore più azionamento composto da driver e servomotore brushless completo di trasduttore integrato. Il tutto con prezzi molto competitivi, dimensioni minime e prestazioni massime.

[stefano_]

ciao Livio,

bhe forse questa soluzione andrebbe bene ( visto he sai di cosa parlo ) per la tavola o per il braccio, non vorrei utilizzare un servo per effettuare solo una rotazione di +- 180° mi sembra specato...

anche tra quelli che sponsorizzano il forum,

potresti farmi qualche nome ? Perche io vedo solo siemens in alto nella pagina del sito ........... ma se parli di prezzi competitivi non credo parliamo di tale prodotto ed elsist,

ce ne sono anche altri ?

Grazie.

PS: io come già detto avrei optato per una soluzione 2 motori asincroni con 2 encoder ed un inverter che pilota entrambe i motori non dovrebbe essere questa la soluzione più economica. ?

Grazie e perdona l'off

[Livio Orsini]

solo una rotazione di +- 180° mi sembra specato...

Dovresti, a questo punto, fare un punto fermo e chiarire definitvamente quanti azionamenti ti servono e per fare cosa. Se parli di usare uno stepper per fare questo lavoro, alla fine se il servo ti costa uguale o anche meno, non sprechi nulla. Non sempre la soluzione tecnicamente più povera è anche la più economica.

Ai tempi avevo i clienti che richiedevano supervisione con monitor da 10" perchè pensavano costassero meno dei 15"

Tra gli sponsor c'è, ad esempio, Panasonic che ha di questi sistemi.

Mitsubishi, non è sponsor del forum, ma ha dei sistemi di questo tipo molto performanti e poco costosi.

Hai un PLC per fare l'automazione con integrata la scheda di posizionamento che pilota il servo tramite treno d'impulsi. Il sevomotore ha già integrato anche il trasduttore di posizione. Il tutto si programma in modo molto facile ed amichevole.

[stefano_]

perfetto ... grazie !

[stefano_]

accidenti ho letto parte del pdf del'fp0 e sembra davvero semplice la gestione sia dell'uscita pls che pwm ma sempre che alcune curiosità mi sono sorte !!!:

Allora il treno di impulsi a differenza del pwm è praticamente un segnale on off con duty cycle = 50% il numero di impulsi mi da lo spostamento ecc... ecc.. ecc...

ma con i motori stepper so che ad ogni impulso corrispondono x gradi quindi per ruotare per es. di 60° inviero x impulsi, nei motoriservo invece ?

Se devo far fare 60° di rotazione quanti impulsi dovrò inviare ? Anche quì ad ogni impulso corrisponderanno x gradi ? Se si quanti ? Sono parametri che vanno settati ?

grazie.

[stefano_]

in questro post e precisamente al post #4 il solito Livio dice:

Una volta inserita la costante di conversione mm/impulsi il mosizionamento era semplicissimo

......... ma cosa significa

grazie.

[stefano_]

opss....... volevo modificare l'ultima discussione ma non ho fatto in tempo,

in pratica devo dedurre che TUTTI i motori brushless hanno una specie di encoder all'interno che restituiscono x impulsi giro ?

Quindi un motore che mi da 1000 imp/giro se facendo un giro ( trasmissione a cremagliera ) avanza di 10mm basta che io "dica" al driver che la costante di conversione mm/imp è 5/1000 = 0,005 ???

Grazie

[Livio Orsini]

I motori brushless hanno un trasduttore di posizione che permette di stabilire la posizione relativa del rotore rispetto allo statore.

Nei motori trapezoidali (cc) il sensore è costituito da elementi ad effetto Hall inseriti nel rotore.

Nei motori sinusoidali (ca) è necessario un sensore più preciso. In genere si usa un resolver che genera una sinusoide ed una cosinusoide. In genere nel drive questa informazione viene convertita in un simil encoder incrementale virtuale e messa in uscita a disposizione per effettuare il posizionamento.

Se ad un giro di albero motre corrisponde una traslazione di 50 mm, con 1000 impulsi/giro avrai una costate di 20 imp./ 1mm o, se preferisci, 50 µm per impulso.

[stefano_]

Se ad un giro di albero motre corrisponde una traslazione di 50 mm, con 1000 impulsi/giro avrai una costate di 20 imp./ 1mm o, se preferisci, 50 µm per impulso.

Grazie Livio,

ora il discorso mi è un pò più chiaro ma ho ancora alcuni dubbi,

i motori panasonic hanno un incrementale a 20 bit o assoluto a 17 bit,

ma incrementale a 20 bit sono 1048576 impulsi giro !!! che con i miei 50mm di traslazione per giro ho in pratica una risoluzione di 0.000476 mm/impulso !!!

Sbaglio qualcosa ? Oppure è proprio così ?

Se fosse così ho il grande vantaqggio dell'altissima precisione ( ma 1048576 impulsi sono veramente troppi ) ma ho il grande problema della frequenza che per quanto possa girare lentamente il motore è esagerata,

con 5 giri minuto avrei una frequenzad di circa 87 KHz !!!!

Modificato: 31 gennaio 2013 da stefano_