Mini guia para ajustar y calibrar pasos CNC

[kos000134679]

Hola a todos!

Abro este hilo de modo informativo para quienes no saben como se hace y como ayuda memoria para quienes ya dominan el tema. Se agradece cualquier comentario o corrección al post para completarlo o mejorarlo (por ejemplo para otro tipo de transmisiones)


El procedimiento para calibrar los pasos de un motor consiste en:
1 - Identificar los pasos del motor (por ejemplo 200 pasos)
2 - Identificar cuantos pasos o micro pasos vamos a utilizar (por ejemplo 1/8)
3 - Conocer cual es es avance de nuestra transmisión sea correa, husillo, cadena, etc.

De modo aclaratorio:

Para que la maquina avance los mm que le pedimos, tenemos que decirle al software cuantas revoluciones (vueltas completa de 360°) debe dar el motor para avanzar lo que le pedimos. Por ejemplo si un motor tiene 200 Pasos, significa que para que de una vuelta completa, el motor ha de avanzar 200 pasos de 1,8° completando así los 360°.
*No todos los motores paso a paso son de 200 Pasos (valga la redundancia)

Si configuramos micropasos en nuestro driver, por ejemplo 1/8, significara que estamos dividiendo un paso en 8 micropasos, por lo tanto para que el motor de una revolución ha de avanzar 1600 micro pasos.

Por otra parte la transmisión que utilicemos (ya sea correa, varilla, husillo, cadena, etc)  determinará cuanto avanzara nuestra maquina por cada revolución del motor.


La "formula" para calcular los pasos teóricos a colocar en el software siempre será la siguiente:
(Pasos motor por revolución * Paso o Micropasos) / Avance en mm por revolución de la transmisión.

*Según el caso (varilla, correa, etc) reemplazaremos ciertos nombres.


Para que se entienda mejor lo anterior, unos ejemplos:

Varilla hilada milimetrica:
Si tenemos un motor de 200 Pasos, utilizamos drivers configurados a 1/8 micro pasos y varilla hilada M10, paso 1,5=
(Pasos Motor     *     Micropasos)     /     Paso Varilla
       (200              *            8 )               /            1.5        = 1066.666

El valor teórico a poner para este ejemplo sería = 1066.666


Varilla hilada en pulgadas:
Si tenemos un motor de 200 Pasos, utilizamos drivers configurados a 1/8 micro pasos y varilla hilada 5/16, paso 18=

Primero calculamos el paso de la varilla, en el caso de las varillas en pulgada, el paso son la cantidad de crestas por pulgada, según el ejemplo anterior en una pulgada tenemos 18 crestas entonces=
Pulgada    /     Paso
   25,4      /       18         = 1,41
Paso en mm de una rosca en pulgadas = 1,41

Teniendo este valor, aplicamos "la formula":

(Pasos Motor     *     Micropasos)     /     Paso Varilla
       (200              *            8 )               /            1,41        = 1134,751

El valor teórico a poner para este ejemplo sería = 1134,751



Correas dentadas:
Para el caso de las correas podemos utilizar exactamente la misma formula anterior, solo debemos reemplazar el paso de varilla por el perímetro de la polea utilizada. (así lo hice puntualmente con mi maquina):

Si tenemos un motor de 200 Pasos, driver configurado a 1/8 y utilizamos correa dentada con polea de diámetro 12,2mm (polea de 20 dientes)

Primero calculamos el perímetro de la polea (como si calculáramos el perímetro de cualquier circulo), esto es diámetro * 3,14. El perímetro de la polea seria:

Diámetro total     *     3,14
     12,2               *     3,14          = 38,308mm

Teniendo ese dato pasamos a la misma "formula" para varilla, pero reemplazamos el paso de la varilla por el perímetro de la polea

(Pasos Motor     *     Micropasos)     /     Perímetro Polea
        (200             *             8 )              /        38,308               = 41,766.

El valor teórico a poner para este ejemplo sería = 41,766


Calibracion
Una vez tenemos los cálculos teóricos hechos, la maquina avanzara aproximadamente lo que le pedimos, en algunos casos será exacto, en algunos no.
En el caso de que no quede perfecto y avanza menos o mas de lo que le pedimos, tenemos que calibrar los pasos, tomando la medida solicitada versus la medida real. (esto tomado de algo que pille por ahí, al final del post lo explico)

Para calibrar el avance de nuestra maquina y corregir errores en el calculo teórico anterior tenemos que:
1 - Pedirle a nuestra maquina que avance una distancia X (por ejemplo 100mm)
2 - Medir la distancia que realmente avanzo
3 - Calcular la discrepancia entre los valores anteriores
4 - Multiplicar el valor en micropasos que tenemos configurados por la discrepancia anterior.


"la formula" sería la siguiente:
(Distancia solicitada / Distancia real  recorrida) * Valor actual de micro pasos en nuestro software

Ejemplo (este ejemplo es personal):

Una vez calculados los micropasos para mi maquina con transmisión de correa dentada, no avanzaba exactamente lo que le pedía. entonces:
pongo una regla y la maquina situada en 0, le pido avanzar 100mm, la maquina avanza por ejemplo 115mm.
Calculo la discrepancia (el valor que le pedí versus el que avanzo)=
100/115 = 0,869
Multiplicar la discrepancia por el valor configurado en micropasos (por ejemplo el caso anterior de correas 41,766) y nos arrojará el nuevo valor a poner como micropasos
0,869 * 41,766 = 36,294

El nuevo valor a colocar en micropasos sería de 36,294

Esto ultimo lo realice como 4 veces hasta que logre que avanzara 100,00mm (lo medí con pie de metro claro).


Esto ultimo lo pillé navegando por la web, exactamente di con un en youtube con la explicación (en ingles) y en link a la pagina donde descargar el Excel con la formula para calibrar esto (para GRBL).
Como es necesario registrarse en la pagina para descargar el Excel original no les dejo el link de la copia que tengo de dicho archivo por que no quiero pasar a llevar al autor compartiendo su archivo sin que se registren en su pagina...
De todos modos cree un nuevo Excel para calcular el paso de la varilla y la calibración. El documento lo pueden encontrar acá:

Documento Excel

Para los que quieran ahorrarse los calculos teoricos pueden ir a la pagina 2 del Archivo y calcular de forma mas sencilla y practica los pasos a configurar en el software. Creditos de esto ultimo al gran compañero Onasiis

[ElHormiGa]

Exelente guia kos !! Muy currado si señor !

[Majestad278]

jolines kos cada post te superas... amigo te veo como futuro moderador o por el estilo

[kos000134679]

Gracias ElHormiGa 

Gracias Majestad278, pero no es para tanto jajaja

Por favor, si hace falta algo mas, se me fue algun detalle o consideran que se le puede agregar o mejorar algo me lo hacen saber 

Saludos

[david.djb]

Antes que nada Gracias!!! por semejante aporte estoy seguro que esto le sirvio a muchas personas. kos000134679

Tengo mi maquinita terminada despues de mucho sacrificio y me encuentro con los problemas al ajustar los
pasos, velocidad, aceleracion etc. que me estan dando un dolor de cabeza! jaja

Estas son las especificaciones de mi electronica.

Motor Nema 24 x2 (eje x , z)
Motor Nema 23 x2 (eje y)
Motores de 200 pasos 1.8º
4 Driver TB6600 (seteado a 8 microstep) + 1 Fuente 12v 10a
Interfaz de 5 ejes que se alimenta por calbe USB y los datos por LPT.
Transmision por Correa Sincronica HTD Paso 5mm y Polea de diametro 37.

Al configurar todo en MotorTunning me encuentro en que las medidas en que la maquina se mueve
no tienen sentido, esto obviamente productor de una mala configuracion, entonces me encontre con tu Guia.

E hize el calculo:

Diámetro total de Polea     *     3,14
     37mm                          *     3,14          = 116.18 mm

(Pasos Motor        *     Micropasos)     /     Perímetro Polea    =  Micropasos en mach
        (200             *             8 )           /        116.18               =       13.7717

Con estos datos le indico al eje X que se mueva 10 mm y este recorre 41 mm
Hago la correccion, 10/41 * 13.7717 = 3.3589 (lo cual me parece una locura)

Con estos datos vuelvo a realizar la prueba pero siempre se desfasa 2 mm o mas.
Sin contar que la velocidad es tan lenta que se la tengo que configurar como a 2500 y no es lo correcto.

Verifique si tenia juego alguna parte de la maquina pero gracias a dios este es igual a cero.
Es todo bastante rigido, y me encuentro con este problema que no logro solucionar. Tengo casi
todo funcionando hasta los microswitch limites, Estop.



Te agradeceria muchisimo su pudieras darme una mano con esto, ya revise mas de 1000 sitios web
Saludos!

[kos000134679]

primero, tengo problemas para entrar al foro, lo logré con un proxy pero no veo la imagen que pusiste...

2500 es una velocidad alta, prueba siempre de menos a mas, no importa que vaya lento, pero que sea preciso...

Dices que comprobaste no tener holguras, asi que descarto esto... sin embargo podrías estar perdiendo pasos...
Prueba con una velocidad de 500, y haz un movimiento como ya lo hiciste, pero hazlo de 100mm (10cm), será mas fácil con una medida mas grande, ojo también con la aceleración, para las pruebas déjala baja, por ejemplo 20...  a veces en la aceleración puedes perder pasos.

Luego que pruebes (recuerda, son pruebas, no importa que vaya lento), si es necesario haz nuevamente el calculo, si le pediste que se mueva 100mm y se movió 102mm, vuelve a calcular la corrección...
"(Distancia solicitada / Distancia real  recorrida) * Valor actual de micro pasos en nuestro software"

Te lo digo como experiencia personal, en mi maquina tuve que hacer esa corrección como 3 veces hasta dar con el valor final...  mis resultados para una prueba de movimiento de 100mm  fueron algo como 116mm, 93mm, 104mm, 100mm.
Eso si... yo tenia unas holguras pequeñas, pero aun así tuve que hacer la corrección 3 a 4 veces hasta dar con el valor final que se repitió en los 3 ejes al tener la misma correa y polea y motor.

Una vez logres dar con la corrección y tus movimientos sean precisos, juega con las velocidades y aceleración, tanto lento como rápido no debieras tener diferencias salvo que lleves las velocidades y aceleración al limite de lo que tu maquina puede dar.

Espero te sirva de algo, suerte 

[david.djb]

primero, tengo problemas para entrar al foro, lo logré con un proxy pero no veo la imagen que pusiste...

2500 es una velocidad alta, prueba siempre de menos a mas, no importa que vaya lento, pero que sea preciso...

Dices que comprobaste no tener holguras, asi que descarto esto... sin embargo podrías estar perdiendo pasos...
Prueba con una velocidad de 500, y haz un movimiento como ya lo hiciste, pero hazlo de 100mm (10cm), será mas fácil con una medida mas grande, ojo también con la aceleración, para las pruebas déjala baja, por ejemplo 20...  a veces en la aceleración puedes perder pasos.

Luego que pruebes (recuerda, son pruebas, no importa que vaya lento), si es necesario haz nuevamente el calculo, si le pediste que se mueva 100mm y se movió 102mm, vuelve a calcular la corrección...
"(Distancia solicitada / Distancia real  recorrida) * Valor actual de micro pasos en nuestro software"

Te lo digo como experiencia personal, en mi maquina tuve que hacer esa corrección como 3 veces hasta dar con el valor final...  mis resultados para una prueba de movimiento de 100mm  fueron algo como 116mm, 93mm, 104mm, 100mm.
Eso si... yo tenia unas holguras pequeñas, pero aun así tuve que hacer la corrección 3 a 4 veces hasta dar con el valor final que se repitió en los 3 ejes al tener la misma correa y polea y motor.

Una vez logres dar con la corrección y tus movimientos sean precisos, juega con las velocidades y aceleración, tanto lento como rápido no debieras tener diferencias salvo que lleves las velocidades y aceleración al limite de lo que tu maquina puede dar.

Espero te sirva de algo, suerte 

Muchas Gracias !!

Te comento como logre solucionarlo, tambien hice todo lo que me dijiste:

Setie todo los Driver  a  2/A en el TB6600 (Imagino que debe ser 1/2) y con esto al configurar los pasos en Alt+6 --> Set Steps per Unit
Logre pasar de 3.35 Step per a 13.3294 y con esto ahora la maquina respeta todas las medidas.
Por ahora tengo en MotorTuning [13.3294 - 1600.2 - 10] Step Per - Velocidad - Acceleracion.
En cuanto pueda voy a subir un video.

Hice un programa sencillo y al husillo le puse un lapiz, al iniciar el programa la maquina dibujo un cuadrado perfecto en una hoja que puse.
Es decir ahora pareceria que esta funcionando todo bien, hice varias pruebas y no se desfasa en ningun momento por suerte.

Muchas gracias por su ayuda a todos seguire comentando mis avances y aportando todo lo que pueda al foro!

[kos000134679]

ahh que bien, entonces ya lo tienes resuelto... luego que veas como funciona la maquina puedes ir subiendo las velocidades y aceleraciones hasta ver cuanto es lo máximo que puedes sacarle... obviamente en vacío o solo dibujando lograras mas velocidades que fresando (aunque tal vez este de mas decirlo )

Saludos

[EFRAINLENIS]

Hola kos000134679 por favor podrias explicarme el tema de los micropasos 1/4, 1/8, 1/16, etc. yo uso un driver DM542A, serian los valores que yo podria elegir y configurar al mismo tiempo es decir los valores que se ven 400, 800 , 1600 micropasos/rev en mi drive? mi pregunta es, yo puedo elegir desde 400 hasta 25600 microp/rev? cual es la diferencia? mi motor es de 200 pasos/rev (1.8ª)

[kos000134679]

Hola EFRAINLENIS, antes que nada y por las buenas costumbres del foro te sugiero pasar por la sección preséntate: http://foro.cnccontrolapp.com/index.php?board=8.0


Segundo, te respondo todo por acá... por lo que veo, ese driver no tiene escritos los micropasos en fracciones como se suele decir, pero es cosa de analizar un poco

1 = 200 (paso completo)
1/2 = 400 (medio paso)
1/4 = 800 (un cuarto paso)
1/8 = 1600 (...etc)
1/16 = 3200
1/32 = 6400
1/64 = 12800
1/128 = 25600

NO había visto pasos que no sean las típicas fracciones, pero sería algo como:
1/5 = 1000
1/10 = 2000
1/20 = 4000
...etc

Ahora, cada micro paso es un pulso eléctrico que emite el driver para hacer girar tu motor... si su motor este es de 200 pasos, son necesarios 200 pulsos para hacer que su rotor gire completamente (1 revolución, 360°).

Lo malo de los motores paso a paso es que (siendo de 200 pasos) gira de a 1,8° en 1,8°, es decir no gira continuamente como un motor normal, entonces imagina que el motor funciona como a saltitos, en este caso pequeños giros bruscos de 1,8° en 1,8°
Ahora para que el movimiento rotatorio sea mas suave, se utilizan micropasos que no es mas que dividir la cantidad de pulsos que le envías al motor, así los saltitos son mas pequeños


Ej para un motor de 200 pasos:
Driver a paso completo, para una revolución el driver enviará 200 pulsos, el motor gira de 1,8° en 1,8°
Driver a medio paso (1/2), para una revolución el driver enviará 400 pulsos, el motor gira de 0,9° en 0,9°
Driver a un cuarto de paso (1/4), para una revolución el driver enviará 800 pulsos, el motor gira de 0,45° en 0,45°
...Etc

PERO, a más micropasos, menor torque tendrá el motor... así que si es primera vez que vas a configurar y probar, sería bueno que lo experimentes tu mismo, configurando desde paso completo hasta lo que quieras (cada vez que cambiar la configuración en el driver, tienes que cambiar los valores de pasos en el software)


Espero haberme explicado bien, saludos !

[EFRAINLENIS]

Gracias kos, sorry aqui un saludo desde mexico y estoy iniciando en el cnc para plasma.
Quiero aprovechar para hacerte otra consulta porfavor ya he configurado mi eje esclavo espejo del eje Y y lo raro q ese eje gira en un solo sentido, porq sera??

[kos000134679]

cada cosa en su lugar, la presentación en el apartado correspondiente yo del eje espejo imagino que será un tema de software, quizá deberías abrir un hilo puntual con lo que necesitas y ahí describes tu maquina, motores, drivers, software, fotos, lo que haz hecho, etc, etc

[ElHormiGa]

EFRAINLENIS Hola !

ve y preséntate que creo que no te ha quedado claro que hay que presentarse.
Además, en cuanto te ayuden de seguro que vuelas, muchas prisas para solucionar tu problema pero poco valoras el tiempo y dedicación  de los demás.

un saludo y bienvenido.

[headsgt]

El asunto es que todavia no comprendo cual es la formula para sacar la cantidad que devo de colocar en los driver, uso Arduino uno y la Shield cnc, Driver A4988, ya revise el post que coloco kos000134679 pero no se como o de donde saco la cantidad para ajustar los drivers.

[kos000134679]