Nyt on CNC-foorumin tukeminen helppoa!
Maksu onnistuu PayPalin kautta myös kortilla
Konemies kiittää

Analoginen ohjaus servolle

Aloittaja fixaaja, 27.12.12 - klo:21:02

« edellinen - seuraava »

0 Jäsenet ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

fixaaja

Nyt vasta tajusin keskusteluista että analogiohjeellakin voi ohjata CNC-konetta. Kappas kun on sattunutkin jäämään käteen muutama kappale MOOG servo-ohjaimia joissa analogi ohje +-10v. Sitten se hyvä kysymys..Millä kortilla tuon voisi toteuttaa? Halvempi taitaa olla hankkia BOB-kortti kuin servo-ohjaimet.. Vinkkejä kiitos!

porepe

#1
Mesa 5i20 + servokortti yhteensä noin 260e
Ohjaus 4lle akselille.

Likipitäen kaikki oikeat kunnon cnc koneet käyttävät analogi ohjausta no nykyään ehkä can väylät etc alkavat vallata alaa, mutta analoginen on monella tapaa paras mahdollinen edelleen.
Petri Junnila
Mynämäki

fixaaja

Miten analog-ohjauksessa toteutaan paikoitus? Tuleeko enkooderi suoraan esim siihen mesan-korttiin vai onko enkooderi suoraan ohjaimessa? Ainakin näissä MOOG:n drivereissa enkooderi tulee driveriin. Tosin nämä on venttiiliohjauksesta jossa asento meni järjestelmään joka ohjaa driveria..Saakohan näitä mitenkään toimimaan?

porepe

Riippuu servoohjaimesta. Yleensä ohjaimesta tulee ulos pulssit jotka viedään mesaan. Mutta jos käytetään typerää h siltaa, niin encooderit menevät suoraan mesaan. Eli normaalisti ohjaimen ja servon välillä on pid loop ja emc:n ja ohjaimen välillä pi loop. Näin siis silloin kun käytössä oikea servoohjain kuten delta, omron, yaskawa... Etc.
Petri Junnila
Mynämäki

Kremmen

#4
Lainaus käyttäjältä: fixaaja - 28.12.12 - klo:16:31
Miten analog-ohjauksessa toteutaan paikoitus? Tuleeko enkooderi suoraan esim siihen mesan-korttiin vai onko enkooderi suoraan ohjaimessa? Ainakin näissä MOOG:n drivereissa enkooderi tulee driveriin. Tosin nämä on venttiiliohjauksesta jossa asento meni järjestelmään joka ohjaa driveria..Saakohan näitä mitenkään toimimaan?
Ihan samalla tavalla kuin kaikissa systeemeissä. Tuo analogisignaali on vain ohjearvon yksi muoto, ei sen enempää. Minkä ohjearvo se on, riippuu siitä miten systeemi on konfiguroitu.

Täydellinen asemointi sisältää kolme sisäkkäistä säätösilmukkaa; uloimpana on paikkasäätö, sen sisäpuolella nopeussäätö ja sisimpänä momenttisäätö. Kukin säätäjä saa tiedon säätämänsä suureen oloarvosta käyttäen jonkinlaista kyseisen suureen mittausmenetelmää. Paikan mittaus tapahtuu laskemalla jonkin mekaniikkaan kytketyn enkooderin signaaleista ylös/alaslaskuriin kulloistakin sijaintia. Nopeuden mittaus voi tapahtua laskemalla pulssienkooderin pulssitaajuutta ja sen muutoksia.
Piirtelin sunnuntaiaamun ratoksi kuvan josta asia ehkä selviää hiukan helpommin. Käydään se läpi:



1. Vasemmassa laidassanäkyy laatikk nimeltä "Paikan ohjearvogeneraattori". Tämä on mikä tahansa systeemi, joka synnyttää haluttuja asemakoordinaatteja ajan funktiona - yleensä joku G-kooditulkki cnc-koneen ohjausohjelman uumenissa. Asemaohjeet synnytetään tietty kolmen akselin suhteen, mutta keskitytään tässä kuvassa nyt vain 1-ulotteiseen liikkeeseen. Tuolta siis saadaan ajan funktiona muuttuva jono aseman ohjearvoja joita kuvaava signaali on merkitty tunnuksella Scomm (S command).

2. Itse koneessa on tämän kyseisen koordinaatin kone-elimiin kytketty paikan mittaus, jota tässä kuvassa esittää äärimmäisenä oikealla oleva pulssienkooderi. Mittauslaite voi olla muunkinlainen mutta ei piitata siitä. Olennaista on, että lohkossa "Paikan oloarvon muodostus" synnytetään paikan oloarvoa kuvaava suure samassa skaalassa kuin paikan ohjearvokin. Digitaalisäädöissä nämä molemmat ovat numeerisia tietoja, joten oloarvo muodostetaan ylös-alas-laskurilla enkooderin pulsseista. Se, missä tuo laskenta tarkkaan ottaen tapahtuu ei vielä ole kiinnostavaa joten palataan siihen. Lopputuloksena kuitenkin saadaan paikan oloarvosignaali Sact (S actual).

3. Jotta tiedetään ollaanko lähelläkään haluttua paikkaa, paikan ohjearvosta vähennetään oloarvo summafunktiossa, jota yleisesti merkataan ruksatulla ympyrällä. Pienet etumerkit signaalien vieressä ilmaisevat onko kyseessä yhteen- vai vähennyslasku kuten tässä. Summauksen (siis vähennyslaskun) tuloksena saadaan paikan eroarvosignaali e joka kuvaa paikkavirheen suuruutta. Tämä signaali syötetään paikkasäätäjään, jonka tarkoitus on minimoida paikan eroarvo. Tyypillisin säätöalgoritmi näissä yhteyksissä on klassinen PID eli suhteellinen-integroiva-derivoiva (Proportional-Integrating-Derivating). Tässä Wikipedian lohkokuva aiheesta:



Kaikkia termejä ei aina välttämättä tarvita tai ole syytä käyttää. Riippuu paljon säädettävän prosessin luonteesta - jos prosessi itsessään on integroiva niin säätäjästä jätetään I-termi pois koska kaksi peräkkäistä integraattoria on oikotie kauniiseen kvadratuurioskillointiin.

4. Säätäjän ulostulona saadaan toimisuure "prosessille". Paikkasäädön kannalta prosessi on paitsi varsinainen mekaaninen liike, myös kaikki paikkasäädön sisäpuoliset säätösilmukat. Piirtämässäni kuvassa tuo paikkasäädön toimisuure on siis seuraavaksi sisemmän säätösilmukan ohjearvo. Kun paikka voi muuttua vain, jos toimilaitteella on liikenopeutta kohti toivottua asemaa, on toimisuure siis nopeuden ohjearvo.

5. Nopeuden säätösilmukassa toistuu samaa kuvio kuin paikkasäädössäkin. Ohjearvona toimii paikkasäätäjän lähtösignaali vcomm, ja oloarvona paikan oloarvon aikaderivaatta. Jos kuka muistaa fysiikan oppitunneilta, niin nopeus on aseman ensimmäinen derivaatta, ja kiihtyvyys on aseman toinen derivaatta. Siispä lasketaan paikan muutoksia ajan funktiona lohkossa "Nopeuden oloarvon muodostus". Digitaalisessa systeemissä tämä tapahtuu laskemalla saapuneiota pulsseja määrättyinä aikaväleinä, mutta ei mennä tässä tarkemmin yksityiskohtiin. Todetaan, että lopputuloksena saadaan signaali vact ( v actual) joka kuvaa kone-elimen liikenopeutta samassa skaalassa kuin paikkasäätäjältä saatu ohjearvo vcomm (v command). Taas myllytetään PID-algoritmi läpi (tässä ilman D-termiä!) ja nopeussäätäjästä saadaan jälleen "prosessin" toimisuure.

6. Nopeussäätäjä pyrkii toimisuureellaan minimoimaan nopeuden erosignaalin. Jotta nopeus voi muuttua haluttuun suuntaan, täytyy toimimoottorin kehittää voimaa (pyörivässä systeemissä momenttia). Nopeussäätäjän toimisuure on siis momentin ohjearvo Tcomm (T command). Momentin oloarvoa mitataan tyypillisesti moottorin virrasta, mutta myös mistä tahansa muusta momenttiin verrannollisesta suureesta. Lopputuloksena saadaan momentin oloarvosignaali Tact (T actual) samassa skaalassa kuin ohjearvokin. Jälleen lasketaan ohjeen ja oloarvon erotus (e) ja syötetään se momenttisäätäjälle, jonka toimisuure ohjaa varsinaista tehoastetta, yleensä jotain H-siltaa tai 3-vaiheinvertteriä.

Sitten itse kysymyksiin:
Lainaa
Miten analog-ohjauksessa toteutaan paikoitus?
Analogisignaali on vain yksi tekninen ohjearvon esitystapa. Se, onko ohjearvo analoginen vai digitaalinen ei sinänsä vaikuta muuhun kuin signaalin käsittelyelektroniikan toteutukseen. Säätösysteemin yleinen topologia ja signaalinkulku ovat esitystavasta riippumattomia. Paikoitus toteutetaan siis juuri kuten yllä on esitetty. Nopeuden ja momentin ohjearvoina on käytetty iät ja ajat +/- 10V analogisignaalia joten se on varma nakki. Paikan ohjearvona analogisignaali on harvinaisempi. Paikoituksen laskenta ja säätö siis jää tehtäväksi esim PC:llä+cnc-softalla, tai erillisellä ohjainpurkilla kuten vaikkapa täälläkin äskettäin mainituilla Deltoilla joita Jonne edustaa. Jos tuollaisesta säätäjästä saa analogisen toimisuureen ulos, niin se kelpaa servovahvistimelle nopeusohjeeksi. Tällöin servovahvistinta ajetaan nopeussäädöllä, joka siis toteutetaan siinä, samoin kuin momenttisäätö.

Lainaa
Tuleeko enkooderi suoraan esim siihen mesan-korttiin vai onko enkooderi suoraan ohjaimessa?
Joko tai, tai sekä että. Tuossa ylläolevassa kuvassa ei ollut mitenkään eroteltu sitä, missä tarkalleen ottaen nuo eri lohkot sijaitsevat. Jos tehdään kuten yleensä, eli että sekä paikan että nopeuden oloarvot muodostetaan enkooderin signaaleista, ne pitää tietenkin viedä sinne missä eroarvoja lasketaan. Tämä voi hyvin tarkoittaa, että signaalit pitää viedä sekä PC:lle että servo-ohjaimelle. Edellisen vastauksen tapauksessa näin olisi.

Lainaus käyttäjältä: fixaaja - 28.12.12 - klo:16:31
Ainakin näissä MOOG:n drivereissa enkooderi tulee driveriin. Tosin nämä on venttiiliohjauksesta jossa asento meni järjestelmään joka ohjaa driveria..Saakohan näitä mitenkään toimimaan?
Mikä tarkoittaa, että siinä driverissa on myös yksi tai useampi säätösilmukka sisällä.
Saa toimimaan, mutta pitää ymmärtää tuo piirtämäni kuva ja osata tunnistaa kussakin kalikassa majailevat toimilohkot oikein. Jos tuo kapine on ollut hydraulisen propoventtiilin ohjain, niin kannattaa selvittää, että sen perusdynamiikka sopii moottorinohjaukseen. Aikavakioiden ja P-kertoimien säätöalueet saattaa olla muuta kuin mitä moottorinohjaus vaatii.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

Jussik

Terve

Tuntuu että kyseessä on moogin servo venttiilin ohjain.
Mikäli vielä omistat nuo venttiilitkin niin voit tehdä hydraulisen servojärjestelmän koneellesi.
Älähän hävitä niitä kapineita ovat melko arvokkaita...
tosin noilla ohjaimilla nykyään et välttämättä tee mitään.

Tässä kuvassa on tuohon mun projektiin menevä Moog hydrauli servo venttiili, tehon ohjaus kyky 3,5kW. (kooltaan hiukan 2e kolikkoa suurempi)
Vaste aika 0-90% virtaukseen hiukan alle 3mS.
https://picasaweb.google.com/100325893956269903721/Formula?authkey=Gv1sRgCJD1lIbQn8209wE#5803137869514719986

Venttiilit ottavat yleensä +10...-10 mA ohjausta, takaisin kytkentä suoraan toimilaitteelta.
Eli esim Mesa 5i20 + servo ohjain kortti ohjaisi suoraan noita venttiileitä.
Hydrauli koneikko, teflon letkut ja paine puolen suodatus 10uM näin alku vaatimuksena.
sitten vain hydraulisylinterit joka akselille...




fixaaja

On tuossa Kremmenin kirjoituksessa niin paljon sisäistettävää että ei oikein osaa sanoa mitään järkevää..Mutta kiitos Kremmenillä "hämmentämisestä"  ;D

Alkuperäisestä sovelluksesta niiden perässä oli 1kw/8000rpm servot joita melko vinhasti pyöritettiin. Paikoitustarkkuus oli kenties prosenttiluokkaa kun siinä oli vaan toimilaitteen päässä mA-asentolähetin. Näistä MOOG T161 ohjaimista puuttuu encoder simulator-kortti josta saisi manuaalin mukaan A/B:n ulos..täytyy tutkia vielä. En tiedä kannattaako näillä alkaa tekemään yhtään mitään vaan ostaa Jonnelta Deltat suoraan..

Mulla on usita ohjaimia ja powereita (on räkki malli) joista muutamat on aivan uusia, huollettuja ja ehjiä..Säälihän niitä on hävittää kun katselin ebaystä niin oli lähtö alkaen 1k€/kpl :)

Jossain sivustolla törmäsin samaan ohjaimeen mutta Siemensin tekemänä ja FANUC:n käytössä..En tutkinut enempää asiaa..

Jussik


Harvemmin olen moogin Servo moottoreihin törmännyt, no kerta se on ensimmäinenkin.
Onko moottorit / kaapelit tallessa?


fixaaja

Moottoreita ei ole kuin yksi mutta kaapelit löytyy. Servo on http://www.mylesgroupcompanies.com/moog_pdfs/Moog%20G404%20series%20-%20Transition%20Motor.pdf G404-16x josta suunnittelin karamoottoria omaan koneeseen..


Powered by EzPortal
SMF spam blocked by CleanTalk