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Estlcam Control konfigurieren

1. Grundkonfiguration

Bevor du deine Maschine einsetzen kannst musst du zuerst die Grundkonfiguration erledigen...



  • Schrittauflösung: typische Werte sind:
    • 200: 1,8° Motor im Vollschritt Betrieb
    • 400: 1,8° Motor im Halbschritt Betrieb
    • 800: 1,8° Motor im 1/4 Schritt Betrieb
    • 1600: 1,8° Motor im 1/8 Schritt Betrieb
    • 3200: 1,8° Motor im 1/16 Schritt Betrieb
    • 6400: 1,8° Motor im 1/32 Schritt Betrieb
    • 12800: 1,8° Motor im 1/32 Schritt Betrieb
    Verwende 1/8tel Schritt Betrieb wenn möglich.
  • Spindelsteigung: Bei günstigen Spindeln eventuell ein längeres Stück messen und durch die Anzahl der Gewindegänge teilen.
  • Beschleunigungsweg: Anzahl Umdrehungen um vom Stillstand bis zur höchsten Geschwindigkeit zu beschleunigen...
    (1 Umdrehung ist für den Anfang mal ganz brauchbar...)
  • Maximalgeschwindigkeit: Die Maximalgeschwindigkeiten der X, Y und Z Achse in mm/s. Das ist natürlich gerade bei Eigenbauten eine gute Frage die kaum jemand im Voraus genau beantworten kann. Sei also erst mal sehr konservativ - wie weit du die Achsen ausreizen kannst erfährst du später im Geschwindigkeitstest.
  • Dynamik: Mit den Dynamikreglern bestimmst du wie hoch Geschwindigkeitsänderungen der Achsen sein dürfen ohne zuvor einen Halt zu erzwingen. Lass die Werte erst mal auf 15 stehen... du kannst damit später noch experimentieren...
  • Klicke zum Schluss auf den Button "Grundkonfiguration übernehmen" - sonst werden deine Änderungen nicht übernommen...

2. Achsen und Endschalter testen...



  • Klicke auf die blauen Pfeile um die Achsen zu bewegen...
  • Wenn du einen Pfeil mit der linken Maustaste anklickst sollte die Achse ganz langsam fahren.
  • Wenn du einen Pfeil mit der mittleren Maustaste anklickst sollte die Achse etwas schneller fahren.
  • Wenn du einen Pfeil mit der rechten Maustaste anklickst sollte die Achse schnell fahren.
  • Wenn die Achse nur kreischt oder summt ist die Geschwindigkeit zu hoch eingestellt.
  • Wenn die Achse in die falsche Richtung fährt musst du 1 Kabelpaar zwischen Endstufe und Schrittmotor tauschen.
  • Sobald ein Endschalter betätigt wird erscheint der entsprechende Pfeil grau und ist nicht mehr anklickbar. Prüfe die korrekte Zuordnung der Endschalter - wenn du z.B. den linken Endschalter betätigst muss der Pfeil nach links deaktiviert werden...

3. Maximalgeschwindigkeitstests



Mit diesem Test können wir uns ein genaueres Bild von der Leistungsfähigkeit der Maschine machen: Alles was wir brauchen sind 3 korrekt angeschlossene Endschalter (X-Links / Y-Nah / Z-Unten) und etwas Zeit - den Rest erledigt Estlcam Control für uns...

Die Sache läuft so:
  • Klicke auf "Testreihe hinzufügen" - du wirst dabei nach 3 Dingen gefragt:
    • Startgeschwindigkeit: Eine Geschwindigkeit in mm/s von der du sicher bist, dass sie alle Achsen problemlos schaffen werden.
    • Geschwindigkeitsänderung je Durchgang: Um wie viel die Geschwindigkeit je Testdurchgang erhöht werden soll. Wähle den Wert nicht zu klein - das bringt keinen sonderlichen Erkenntnisgewinn und zieht die Tests nur unnötig in die Länge)
    • Beschleunigungsweg: Wie viele Umdrehungen soll der Motor beschleunigen bis er auf Maximalgeschwindigkeit ist? Das ist unser eigentlicher Testparameter. Beginne mal mit 1...
  • Jetzt fährt die Maschine alle Achsen gegen die Endschalter und beginnt immer schneller ein kurzes Stück vor und - etwas langsamer - wieder zurück zu fahren.
  • Sobald eine Achse nicht mehr mithalten kann bleibt sie beim schnellen vorwärtsfahren hängen und fängt an mehr oder weniger laut zu kreischen. Beim langsameren Rückwärtsfahren wird sie dann den Endschalter berühren womit Estlcam Control weiss, dass die Maximalgeschwindigkeit der Achse überschritten wurde.
  • Wenn der Test beendet ist: führe weitere Testreihen durch und ändere dabei jeweils den Beschleunigungsweg - versuche es z.B. einmal mit 0,25 0,5 1,5 und 2...
Nach ein paar Testreihen haben wir eine Grafik ähnlich wie oben die uns einiges über die Maschine verrät... gehen wir es einmal anhand der Ergebnisse meiner Maschine durch...
  • Schwächste Achse ist bei mir die Y-Achse (es sind 2 Motoren, die sich den Saft einer Endstufe teilen müssen und über einen Zahnriemen synchronisiert werden). Längere Beschleunigungswege wirken sich bis ca. 1 - 1,5 Umdrehung positiv aus, noch längere Beschleunigungswege bringen keinen Vorteil mehr. Interessant ist, dass sie bei längeren Beschleunigungswegen wieder etwas Leistung verliert. Das ist hier in diesem Fall primär Testunsicherheit - wenn du die Tests mehrfach durchführst weichen die Ergebnisse üblicherweise um ein paar Prozent ab. Zum anderen kann es - bei starker Ausprägung - auf Resonanzprobleme hinweisen. Resonanzen treten bei bestimmten Drehzahlen mehr oder weniger stark auf - werden sie zu stark kann die Achse aus dem Tritt geraten. Kürzere Beschleunigungswege wirken sich dann oft positiv aus, da der problematische Resonanzbereich schneller durchfahren wird und sich nicht bis zum Schrittverlust aufschaukeln kann. Generell ist sowas ein ernstes Problem falls die Achse später bei der Ausführung von NC-Programmen in genau diesem Drehzahlbereich fahren muss. Abhilfe kann oft eine feinere Mikroschritteinstellung der Endstufe bringen oder eine Veränderung der Spindelmasse durch gezieltes hinzufügen von Gewichten.
  • Ein ähnliches Bild bei der Z-Achse: sie profitiert bis ca. 1 - 1,5 Umdrehungen von längeren Beschleunigungswegen - darüber hinaus ist der Leistungsgewinn vernachlässigbar.
  • Die X-Achse konnte ihre Leistung bis 3 Umdrehungen immer weiter steigern - dort ist sie letztlich doppelt so schnell wie die Y-Achse.
Anhand der Testergebnisse können wir jetzt jeder Achse individuell eine Maximalgeschwindigkeit zuweisen (siehe Schritt 1) und uns für einen sinnvollen Beschleunigungsweg entscheiden:
  • Als Beschleunigungsweg habe ich 1,5 Umdrehung gewählt. Längere Wege würden mir zwar bei der X-Achse noch etwas bringen, doch das bringt nur beim positionieren im Eilgang etwas während wir uns beim normalen fräsen ohnehin an der schwachen Y-Achse orientieren müssen. Längere Beschleunigungswege wären also im wesentlichen nur Dynamikverlust.
  • Laut Grafik wären für X Maximal 185mm/s möglich Das kann aber reell nicht genutzt werden - die kleinste Störung und die Achse gerät aus dem Tritt. Tatsächlich wähle ich 130 was etwa 70% entspricht. Wie viel Prozent du nutzen kannst hängt von der Leichtgängigkeit deiner Mechanik und deiner Risikobereitschaft ab. 70-80% gehen bei leichtgängiger Mechanik, wenn's aber stellenweise klemmt können 50% noch zuviel sein. Hier ist leider etwas experimentieren nötig - wer sich zu nah ans Limit traut riskiert irgendwann Schrittverluste...
  • Y könnte theoretisch 110mm/s da es aber ein Ausreiser nach oben ist und die Endgeschwindigkeit schon deutlich vor den 1,5 Umdrehungen erreicht wird (da wir ja in 1,5 Umdrehungen auf 130mm/s wegen der X-Achse beschleunigen) bin ich mit 65mm/s was etwa 60% entspricht mal etwas vorsichtiger...
  • Z würde 135mm/s schaffen - hier wähle ich 95 was wieder etwa 70% entspricht...
Wir können jetzt also zum positionieren im Eilgang z.B. mit dem Handcontroller oder per G00 Befehl je nach Achse 130 / 65 bzw. 95mm/s nutzen. Zum "normalen" Fräsen per G01 sind wir im wesentlichen auf den kleinsten Wert: 65mm/s beschränkt was aber mit gut 4 Meter pro Minute für die meissten Materialien ohnehin zuviel wäre. Die Maschine passt also von der Gesamtauslegung her trotz schwächelnder Y-Achse für meine Zwecke ganz gut ;-)

Das wichtigste zum Schluss: Falls deine Maschine gelegentlich beim manuellen verfahren oder beim Positionieren hängen bleibt: dann verringere die Maximalgeschwindigkeiten!

4: Nochmal zurück zu den Dynamikreglern aus Schritt 1...



Wenn alles zufriedenstellend läuft: Finger weg ;-) ansonsten solltest du einmal mit den Reglern spielen:

  • Wenn Deine Maschine bei Kreisen, Bögen oder Splines ständig "stottert" also abbremst, beschleunigt, abbremst, beschleunigt... (in der Vorschau ist sehr viel rot zu sehen...), dann ziehe die Regler einfach mal etwas höher...
  • Lade das Programm erneut und schaue ob jetzt weniger rot zu sehen ist - wenn ja probiere es einmal aus, sei aber auf plötzlich hängenbleibende Achsen gefasst!
  • Falls eine Achse hängen bleibt ziehe den Regler dieser Achse wieder etwas runter und probiere erneut...

Christian Knüll / Heidelbergerstr. 6 / 74746 Höpfingen / Deutschland / christian@estlcam.de