Encoders Incrementali - modo di azzeramento quota

[JumpMan]

Supponiamo di voler misurare un movimento con una precisione del centesimo di mm, e di avere a disposizione un encoder incrementale che fornisce 1 impulso ogni 0.005mm e che l’encoder in questione abbia 1000 impulsi giro, quindi impulso Z ogni 5 mm . Immaginiamo per comodità di ragionamento che non ci siano errori dovuti a giochi meccanici o altro.

La domanda sorge spontanea: qual è il tipo di azzeramento da preferire? Quello con ricerca della tacca di 0 o quello che usa solo il fine-corsa?

E’ sicuramente preferibile usare anche la tacca di 0 direte voi, ma cosa succede se per caso tale tacca cade molto vicino al fronte di discesa del finecorsa? .... che se il finecorsa tarda un attimo a “rilasciare” si perde la tacca e si azzera con la successiva (errore enorme, prossimo ai 5 mm).

Cosa fate per evitare cio?

1) Fate in modo che la tacca Z dell’encoder sia a 180 gradi rispetto al fronte di discesa del finecorsa

2) Uso di un finecorsa molto preciso (quale?)

3) Uso di un encoder più risoluto (secondo me si diminuisce l’errore ma si aumenta la possibilità di incorrervi)

4) Soluzione 2 senza analizzare la tacca di zero

5) Battuta meccanica (raramente è possibile)

6) Altro ?

Ciao a tutti gli utenti e allo staff.

[giannit]

Ciao,

Già avuto i problemi che tu segnali.

Io utilizzo un finecorsa preciso della Euchner quelli a camma, ed in più quando eseguo la prima volta la tararura dell'asse verifico che tra la caduta del micro e la tacca di zero ci sia circa 1/8 di giro.

Non è comunque indispensabile utilizzare un finecorsa preciso perchè in alcune applicazioni utilizzo i classici sensori induttivi da 8 o da 12.

Importante è la velocità di ricerca tacca, io uso una velocità di ricerca micro ed una di ricerca tacca.

Io di solito utilizzo questa modalità di ricarca zero

- vado alla ricerca del sensore di zero

- inverto il moto e vado alla ricerca della tacca di zero encoder dopo aver rilasciato il finecorsa

[lucios]

E’ sicuramente preferibile usare anche la tacca di 0 direte voi, ma cosa succede se per caso tale tacca cade molto vicino al fronte di discesa del finecorsa? .... che se il finecorsa tarda un attimo a “rilasciare” si perde la tacca e si azzera con la successiva (errore enorme, prossimo ai 5 mm).

[Piero Azzoni]

la procedura canonica e' quella indicata da gannit

lancio dell'asse a velocita' negativa relativamente alta verso il finecorsa

al superamento del finecorsa frenata

ritorno in velocita' bassa in positivo fino a liberare il finecorsa da questo momento il finecorsa di zero e' ignorato

movimento a velocita' decisamente bassa negativa fino al primo zero encoder trovato

cio' fatto lo zero assunto non e' dato dal finecorsa che comunque a quel livello di precisione richiesta e' impreciso per definizione ma e' dato dallo zero encoder piu' vicino (in negativo o in positvo) allo scatto finecorsa

quando esistono gli extracorsa (e' bene che esistano sempre) si puo' aggiungere una logica che se l'asse durante la ricerca di zero arriva all'extracorsa negativo (non dovrebbe succedere mai, capita solo in condizioni anomale) l'asse fa un primo movimento veloce fino a superare il finecorsa di zero poi innesca la logica di zero prima descritta

sono assolutamente contrario a qualsiasi battuta meccanica perche' ipotizzo che il meccanismo di movimento sia preciso e qualsiasi battuta con il tempo lo danneggia

un ulteriore vantaggio di questa metodica e' che non e' necessario che il finocorsa abbia una precisione estrema

Modificato: 8 novembre 2005 da Piero Azzoni

[JumpMan]

un ulteriore vantaggio di questa metodica e' che non e' necessario che il finocorsa abbia una precisione estrema

Non ho capito se questa frase è riferita alla battuta meccanica o al fatto di cercare la tacca di zero in direzione positiva, per il primo caso potrei anche essere d’accordo, ma per il secondo non vedo perché dovrei aumentare la precisione invertendo il movimento, in fin dei conti si deve sempre uscire dal finecorsa e poi cercare la tacca più vicina, la direzione non conta, quello che conta è la posizione della tacca rispetto al finecorsa (a naso la metterei almeno a distanza uguale al doppio dell’errore massimo presunto del finecorsa).

Giannit, indichi 1/8 di giro come distanza ideale tra il fronte negativo del finecorsa e la tacca di zero, secondo me (correggimi se sbaglio) è sufficiente per te un solo ottavo di giro perché lo spazio percorso è sicuramente superiore al massimo errore che presumi di avere con quel finecorsa vero ?

Nel mio caso, 1/8 di giro corrispondono a soli 0.625mm, vale a dire che se il micro rilascia con un errore di 0.7mm sono fregato e ho un giro in più (errore 5mm), quindi lo metterei a 1/2 giro (2.5mm).

[Livio Orsini]

...non vedo perché dovrei aumentare la precisione invertendo il movimento,....

Non si tratta di aumentare la precisione invertendo il movimento, ma di fare lo zero macchina sempre nel medesimo senso. In questo modo i giochi si sommano sempre dalla medesima parte. Il fine corsa di zero, o camma di zero, non richiede una grande precisione perchè serve solo a ricercare il primo impulso di zero.

Sui posizionamenti "fini" si usa una camma, che può essere la testa di un bullone. La camma funge anche da allarme posizione tutto a dx o tutto a sx (dipende dove fai lo zero). Alla partenza del ciclo di zero, se la camma non è impegnata ci si muove verso sx (dx) ad una velocità non elevata. Non appena la camma viene impegnata l'asse si ferma, inverte il senso di marcia e si muove a velocità molto lenta, non appena la camma è rilasciata si abilita l'acquisizione dello zero encoder; quando sìincontra l'indice di zero so azzera tutto.

Questo è il metodo per azzerare i CNC e le macchine di misura.

[JumpMan]

Non si tratta di aumentare la precisione invertendo il movimento, ma di fare lo zero macchina sempre nel medesimo senso. In questo modo i giochi si sommano sempre dalla medesima parte. Il fine corsa di zero, o camma di zero, non richiede una grande precisione perchè serve solo a ricercare il primo impulso di zero.

Sui posizionamenti "fini" si usa una camma, che può essere la testa di un bullone. La camma funge anche da allarme posizione tutto a dx o tutto a sx (dipende dove fai lo zero). Alla partenza del ciclo di zero, se la camma non è impegnata ci si muove verso sx (dx) ad una velocità non elevata. Non appena la camma viene impegnata l'asse si ferma, inverte il senso di marcia e si muove a velocità molto lenta, non appena la camma è rilasciata si abilita l'acquisizione dello zero encoder; quando sìincontra l'indice di zero so azzera tutto.

Questo è il metodo per azzerare i CNC e le macchine di misura.

Sì Livio questo è il metodo canonico di fare lo zero, è quello di Piero che non mi sembrava tanto canonico (esce dal finecorsa e poi inverte il movimento per cercare la tacca di zero verso il finecorsa), infatti la domanda era rivolta a lui.

A ogni modo siamo tutti d’accordo che il metodo con tacca di zero è il più preciso e lo usano nei centri di lavoro ecc. ecc., ma vorrei ora spostare l’attenzione su una problematica riguardante le particolari condizioni in cui le tacche di zero sono molto ravvicinate... (forse ho impostato male il primo post, ma scrivo frettolosamente, scusate)

Per capire meglio il problema che mi sono posto, facciamo finta di avere la tacca Z ogni mm (1 giro encoder = 1 mm) come fa un proximity magnetico a garantire la diseccitazione sempre nello stesso punto (e la successiva acquisizione della sempre stessa tacca Z)? In questo caso immagino sia fondamentale anche la precisione (ripetitibilità) del finecorsa vero?

[Piero Azzoni]

no, non e' importante la precisione del finecorsa, entro certi limiti naturalmente

e' fondamentale che l'asse, una volta assunto lo zero definisca posizioni assulutamente precise

e' meno fondamentale che le posizioni si assolute nel senso totale del termine

comunque se trovato il finecorsa cerco il primo zero sto andando talmente veloce che sono impreciso

se rallento (precisione non necessaria) --> mi fermo --> ritorno indietro lento sentendo il finecorsa al contrario --> fermo e inverto molto lento la precisione e' enormemente superiore, anche quella assoluta

mi rendo conto che per essere chiaro dovrei produrre un grafico di movimento ma forse ora ho chiarito meglio

una volta capito e' piu' facile farlo che spiegarlo (ca**o ! la solita frase fatta !)

[Livio Orsini]

In pratica io e Piero definiamo una metodologia quasi identica. La differenza sta nel trasduttore. Piero usa un fine corsa, io preferisco un proximity che rivela una camma. Poi le operazioni sono identiche; vai ad incontrare la camma, ti fermi, inverti il moto usando la velocità minima. Anche se hai 1 mm/giro, andando molto lentamente hai tutto il tempo, lasciata la camma di zero, di abilitare il reset. Chiaramente con una risoluzione così elevata, è undispensabile che la taratura meccanica sia precisa. In pratica, al momento della messa in marcia della macchina. andrà regolato l'encoder in modo che la tacca di zero corrisponda a circa 1/2 giro dopo il fronte della camma.

Purtroppo se è necessaria un'elevata precisione, è indispensabile un'accurata messa a punto.

[Piero Azzoni]

per la verita' usavo il termine di finecorsa in senso lato, anch'io aprezzo molto i proximity

la sottile differenza tra le nostre metodiche e' un'altra

io lavoro su uno zero assunto ritenedo relativamente meno importante di te la ripetibilita' dei successivi zeri che la macchina nella sua vita andra' a fare

tu con un'accurata sincronizzazione dello zero assunto (z encoder e resolver che sia) con lo zero bruto (finercorsa meccanico o elettronico che sia) tendi a garantire che i vari zeri nel tempo sia maggiormente ripetitivi

per talune macchine e' corretta la tua impostazione, laddove la posizione assoluta sia veramente molto importante

per altre e' piu' brillante la mia, laddove sia importante che i movimenti d'asse siano precisi in relazione allo zero assunto, in quanto la scelta, la taratura e la manutenzione del finecorsa e' enormemente meno impegnativa

[JumpMan]

per talune macchine e' corretta la tua impostazione, laddove la posizione assoluta sia veramente molto importante

^^^ è questo il mio caso.

Mi sembra di capire, Livio e Piero, che non date molta importanza al finecorsa, ma secondo voi il proximity che ripetitibilità ha? Riuscireste a centrarlo nel famoso millimetro? (sto ancora estremizzando, dovrebbero in realtà essere 5mm/giro)

Ciao

[giannit]

Rispondendo alla tua domanda di 1/8 di giro io la prendo come prassi, sono qui parametri che ti crei con l'esperienza del lavoro.

Io uso sensori diametro 8 mm. con portata (Sn) 1,5 mm. la ripetibilità data dal costruttore è 3% di Sn cioè 0,045 mm., ne ho parecchio di margine e questo è un sensore classico niente di particolare.

Secondo me un proximity posizionato come si deve non crea problemi, io sto tarando adesso una macchina e la verifica che faccio è che la distanza tra micro e tacca sia superiore a 1000 (ed inferiore di 7000) impulsi encoder, io utilizzo uno a 8000 (2000*4) quindi 1/8, ma la diversità di misura tra i vari test sullo stesso asse è nell'ordine di 10-20 impulsi.