Các điểm cần lưu ý để phát huy hết công lực của hệ thống chạy Step open loop

[CKD]

Các điểm cần lưu ý để phát huy hết công lực của hệ thống chạy Step open loop


Step motor (open loop) là một hệ thống tuỳ động, motor tuỳ động dùng để điều khiển chính xác vị trí theo CKD đánh giá có Ưu điểm là:

• Đơn giản nhất (kết nối, setup, vận hành).
• Có chi phí thấp nhất (không so sánh với servo ngoài bãi nhe).
• Rất khoẻ ở tốc độ thấp, rất phù hợp cho giai đoạn tăng tốc cần nhiều lực để thắng moment quán tính.

Tuy nhiên nó cũng có những Nhược điểm chết người.

• Đặc tuyến moment rất dốc, mất nhiều moment khi tăng tốc độ.
• Việc chuyển vị trí theo từng bước cố định nên có thể gây ồn và run động.
• Nhược điểm đáng sợ nhất là mất bước. Vượt quá khã năng tải là mất bước & ngừng luôn không thể tự sửa vị trí được.

Do đó để hệ thống dùng step phát huy hết khã năng và hạn chế rủi ro mất bước, chúng ta cần lưu ý vài điều.

1. Nên cân nhắc đến các thông số moment, đặc tuyến moment/tốc độ, ước lượng moment cần ở tốc độ mong muốn. Nếu được nên dùng vài công thức để tính toán. Nếu không rỏ thì có thể tìm các mô hình máy trên internet, so sánh kích thước máy & motor size để lực chọn được tốt & dễ dàng hơn. Qua đó kinh nghiệm có thể tạm tính thết này. Với máy có nhu cầu đơn giản, khung nhẹ cho ngành gỗ: Máy size nhỏ hơn 400x600 thì dùng step 57-60, máy to hơn thì 86. Độ dài motor & dòng cũng tăng theo size máy. Máy nhỏ cũng không nên dùng motor quá to vì ngoài việc phí ra, nó còn có những rủi ro khác.
2. Với driver và moto đồng bộ là tốt nhất. Với driver và motor không cùng bộ thì nên tìm hiểu so về thông số driver để biết được size motor phù hợp. VD thần thánh 542 được quảng cáo chạy tốt với cả motor size 86. Nhưng theo mình với motor không rỏ thông số thì chỉ nên dùng đến size 60. Size 86 đã có anh 860 đảm nhiệm. Ngược lại không nên dùng driver 860 cho các motor nhỏ như 42.
   Và tất nhiên công nghệ cũng là yếu tốt quyết định. Driver đời mới hơn được tích hợp những công nghệ điều khiển giúp cho motor vận hành tốt hơn, ít rủi ro hơn.
3. Với driver nên sử dụng mức điện áp cao nhất mà driver có thể chịu được.
4. Nếu motor bị nóng quá mức, giảm dòng cho motor Thông thường mình chỉ dùng 2/3 dòng định mức cho motor, một số khác chỉ dùng có 1/2. Nếu có chức năng Idle Current thì nên bật chức năng này. Việc tăng dòng sẽ tăng moment cho motor, nhưng ngược lại sẽ làm motor nóng nhanh hơn. Nhưng khi motor bị quá nhiệt thì moment lại giảm rất nhanh, càng làm tăng rủi ro và giảm tuổi thọ. Với driver & motor đồng bộ thì có thể chạy tốt ở 100% định mức.
5. Số bước thì tùy nhu cầu mà cài đặt, tuy nhiên theo mình trong khoảng 1600-3200 là tốt nhất. Mình rất ít khi dùng vi bước với số bước lớn hơn 5000.
6. Yếu tố mà mình cho là rất quan trọng với máy chạy Mach3 qua LPT là hệ thống phần cứng máy tính. Với máy không tương thích có hệ số jitter lớn. Chính jitter (không ổn định khi xuất xung điều khiển) là nguyên nhân lớn gây nên phần lớn hiện tượng mất bước ở dãy tốc độ trung bình. Đặc biệt không phải cứ máy bộ là ổn định. Muốn biết chỉ có test trực tiếp bằng phần mềm hoặc chạy máy rồi nghe tiếng motor mà phán đoán. Với máy chạy BOB Mach3 USB hoặc các hệ controller khác như Planet thì sẽ khác. Test bằng phần mềm để đánh giá tương thích thế nào? Có thể mình sẽ đề cập trong một chủ đề khác khi có time.
7. Độ ổn định của hệ thống điện cũng ảnh hưởng nghiêm trong. Nên dùng BOB để ổn định tín hiệu, dùng filter để lọc nhiễu, kết nối với dây nhợ bố trí gọn gàng. Quan trọng nhất là nguồn cung cấp cho driver phải ổn định và đủ công suất. Không khuyến khích dùng nguồn xung (switching) và nhất là những nguồn xung chất lượng kém.

Một số hình ảnh có liên quan đến jitter.
Driver test của Mach3.


Khái niệm về jitter, sự không ổn định của tín hiệu

* Đây là những kinh nghiệm riêng của CKD khi dùng step, có thể đúng hoặc sai tuỳ trường hợp cụ thể
* Anh em có kinh nghiệm thì xin góp ý để chủ đề được đầy đủ hơn

[vusvus]

em đang build một máy 5080 phay nhôm nhưng vẫn cứ thắc mắc phần motor mãi, không biết nên chọn alphastep hay servo,chọn step thì sợ giảm torque khi chạy nhanh, servo lại sợ bị hunting và torque của servo thì lại thấp quá, làm sao để tính và chọn được cái này bác CKD giúp e với

[CKD]

@vusvus
Step & Servo, ưu và nhược thì bạn đã tìm hiểu rồi. Chi phí cũng không phải là điều mà bạn băn khoăn.
Vậy nên vấn đề làm chủ thiết bị trở thành quan trọng nhất nếu muốn tự làm. Làm chủ ở đây là đảm bảo kiểm soát, config, hiệu chỉnh thiết bị để đáp ứng yêu cầu. Nếu thiết bị lắp vào ngon cách mấy mà chạy không đúng thì cũng như không.

- Bạn có tự tin khi chọn được công suất servo? Nếu không tự tin thì chọn con to là tốt, theo mình thì với size này bèo nhèo lắm để nhúc nhích và làm được gì đó là phải 200W trở lên. Khung nặng có thể phải 400-750W. Còn nếu chỉ nhúc nhích không thì chỉ cần 50-100W cũng nhúc chích được.
- Bạn có tự tin tunning servo?

[thehiena2]

Nhược điểm là đa phần thấy step không phát huy được ở tốc độ cao. Chủ yếu dùng cho các máy có kích thước nhỏ và tải trọng nhẹ.
theo mình thì step phát huy công lực ở tốc độ chậm, vì thực tế khi mình chạy máy cho chạy nhanh thì nóng đối với UPK599 em 5 pha step Vexta

[vusvus]

@vusvus
Step & Servo, ưu và nhược thì bạn đã tìm hiểu rồi. Chi phí cũng không phải là điều mà bạn băn khoăn.
Vậy nên vấn đề làm chủ thiết bị trở thành quan trọng nhất nếu muốn tự làm. Làm chủ ở đây là đảm bảo kiểm soát, config, hiệu chỉnh thiết bị để đáp ứng yêu cầu. Nếu thiết bị lắp vào ngon cách mấy mà chạy không đúng thì cũng như không.

- Bạn có tự tin khi chọn được công suất servo? Nếu không tự tin thì chọn con to là tốt, theo mình thì với size này bèo nhèo lắm để nhúc nhích và làm được gì đó là phải 200W trở lên. Khung nặng có thể phải 400-750W. Còn nếu chỉ nhúc nhích không thì chỉ cần 50-100W cũng nhúc chích được.
- Bạn có tự tin tunning servo?

thú thật với bác CKD là món servo và kể cả alpha step e đều mù mờ cả e định là chọn được đúng cái mình cần trước, mua về nhà rồi phần điều khiển mình có thể mò catalog hoặc lên đây hỏi các bác dần dần chứ thật ra bây giờ chưa có món đó trong tay mà hỏi thì e cũng chả biết hỏi từ đâu

[CKD]

Đường torque (moment) với tốc độ của motor size 86, dài 40 & 80 của Leadshine

thú thật với bác CKD là món servo và kể cả alpha step e đều mù mờ cả e định là chọn được đúng cái mình cần trước, mua về nhà rồi phần điều khiển mình có thể mò catalog hoặc lên đây hỏi các bác dần dần chứ thật ra bây giờ chưa có món đó trong tay mà hỏi thì e cũng chả biết hỏi từ đâu

Thì như đã nói ở trên. Bạn có thể làm chủ, hoặc tự tin có khã năng làm chủ thì cứ triển thôi.

[GORLAK]

Motor mạnh thì chạy vitme bước lớn từ 10 trở lên, chạy tốc độ chậm để đảm bảo lực, vitme bước nhỏ từ 10 trở xuống mình thấy xài alpha hoặc HBS tốc độ cao, ko nhất thiết motor phải dòng cao.

[CKD]

Khái niệm mạnh, yếu ở đây rất khó đúng hoàn toàn trong mọi trường hợp. Có điều step khá đặt biệt.
- Đường kính rotor nhỏ thì đặt tuyến tốc torque/speed tốt hơn. Ngược lại thì đặc tuyến dốc hơn.
- Đường kính rotor lớn thì cho torque lớn hơn.
- Bla bla..
Cho nên muốn đúng & đủ thì tuỳ nhu cầu mà chọn lựa.

Điểm cần lưu ý khác là.
- Tốc độ gia công.. thường thấy cố cho máy chạy nhanh, nhanh hơn nữa. Đua nhau ở con số không tải nào 6000-8000-10000 và hơn nữa. Cái này là tốc độ không tải.
- Tốc độ làm việc thực tế nó phụ thuộc vào dao cộ rất lớn. Theo thực tế và cả tính toán, với spindle tốc độ max 24000rpm thì feed có thể chỉ tầm 5000mm/min đổ lại.

- Với những máy điêu khắc thì gia tốc ảnh hưởng lớn đến tốc độ gia công. Nhưng tốc độ chạy bàn thì như đã nói ở trên tầm 5000-6000 là tạm ổn.
- Với những máy 2D như plasma, laser mới cần tốc độ không tải cao. Có thể lên đến trên 20000mm/min cho plasma và có thể gấp đôi cho laser.

[saudau]

...
- Tốc độ làm việc thực tế nó phụ thuộc vào dao cộ rất lớn. Theo thực tế và cả tính toán, với spindle tốc độ max 24000rpm thì feed có thể chỉ tầm 5000mm/min đổ lại.

- Với những máy điêu khắc thì gia tốc ảnh hưởng lớn đến tốc độ gia công. Nhưng tốc độ chạy bàn thì như đã nói ở trên tầm 5000-6000 là tạm ổn.

Với máy chạy kim loại thì mình ko dám bàn. Tuy nhiên đối vs chạy điêu khắc thì mình hiểu và tạm tính như thế này:
- Dao 3D, mũi mấy thì tùy sử dụng - ở đây mình tính theo step over - Mình lấy step over là 0.2 để dễ hình dung, spindle 24krpm. Dao 3d thì có 1 me, vậy thì quay 1 vòng nó cắt 1 cái, từ đó -> 0.2mm x 24krp = 4.800 mm/min (tương đương f4800).

Vấn đề tương quan giữa các trục thế nào thì tùy từng máy, nhưng chỉ hiệu quả khi cắt thẳng tối đa là 4.800 mm/min.

Theo mình tính toán kiểu nông dân là vậy nên áp dụng vậy lun. hihihi vì mình ko thực tế gia công kinh doanh nên chưa kinh nghiệm.