Cartes TOSHIBA TB6560 : Multiplier par 4 les performances...

  • Auteur de la discussion ewidance
  • Date de début
E

ewidance

Ouvrier
Bonjour à tous,


J'ai encore creusé le sujet des cartes contrôleurs à base de composant Toshiba TB6560. Beaucoup de gens se plaignent de leur mauvais fonctionnement et de docs incomplètes.

J'ai trouvé pourquoi ces cartes sont souvent peu performantes, et comment y remédier. J'ai rédigé un article dans lequel il y a pas mal d'explications qui j'espère seront utiles.

Ce sujet complémente un autre sujet sur les cartes 'buggées', ou le manque de performance est lié à une dégradation des signaux de contrôle. Ici les tests s'appuient sur une carte correctement conçue (ex: cartes 'rouges') ou ayant fait l'objet d'un correctif (cartes bleues modifiées), et démontrent que certaines optimisations sont nécessaires sur la mise en œuvre du TB6560.

N'hésitez pas à me faire part de vos remarques et corrections... L'article n'est certainement pas exempt de bêtises. Bonne lecture!

http://www.civade.com/post/2011/05/27/C ... -perte-pas
 
H

horsot

Compagnon
Bonjour,

Beau travail, merci de faire partager!

Une petite remarque :
Plus on demande de micro-pas par tour, et plus il faut de coups d'horloge pour les générer.
Ainsi, en 16e de pas, il ne faut pas moins de 64 coups d'horloge pour générer un tour complet,
Cliquez pour agrandir...
Les "tours" sont des périodes "électriques" qui correspondent à 4 pas entiers. Comme tu le fais remarquer ensuite, en 1/16ième de pas avec un moteur à 200pas par tour il faut 200*16= 3600 impulsions pour un tour.

Géométriquement rien ne garanti la précision des micropas sauf la position du 1/2 pas par symétrie. Le micropas ne sert qu'à atténuer les vibrations à basse vitesses, il peut d'ailleurs être (un peu) pénalisant pour les hautes vitesses. Dans "Petit pas" (drivers que je ne recommande pas étant basé sur des LMD18245T) j'avais d'ailleurs fait un changement dynamique de table "sinus" => "power torque" lorsque la vitesse augmente. Il faudrait que je relise mes mesures mais il me semble avoir atteint (à vide) des vitesses supérieures à 60tr/s (à vérifier).

Je suis possesseur de drivers type leadshine (des originaux et des "copies"). Rien à en redire, ils ont de meilleures perf que Petits pas et sont de bonne conception. Je conseille tout de même de prendre de la marge en tension et courant dans l'utilisation de ce genre de matériel chinois. Pour ce qui est de 200kHz, c'est pour le micropas qui peut être vraiment démesuré (marketing?). Pour ma machine, je suis limité par le port // du pc (env 40kHz).

Une remarque : Il est intéressant de constater qu'il n'y a presque pas de différence entre un servo brushless (DC ou AC) et un moteur pas à pas, c'est la même chose.
Mis à part :
- les enroulements/poles en "triangle" 120° (3enroulements, 6 poles) pour l'un (servo) et séparé 90° (2enroulements, 50 poles) pour l'autre (le pas à pas)
- le servo est asservi finement en position grâce à un encodeur.

Le premier point fait que le moteur pas à pas a souvent un couple de maintien assez conséquent pour sa taille par rapport au servomoteur. Il a aussi une vitesse de rotation beaucoup plus faible.
Je pense qu'on pourrait asservir un moteur pas à pas avec un encodeur pour s'en servir en servomoteur "haut couple" et s'affranchir des problèmes de résonance, bruits, perte de pas... mais aussi repousser la vitesse/accélération max utilisable (le couple serait constant beaucoup plus loin).
La principale limitation en vitesse : l'inductance des bobines qui "freine" leur commande rapide.

Bonne continuation et bonne nuit

Xavier
 
E

ewidance

Ouvrier
Merci pour ton retour sur les leadshine et autres copies... Ça répond à certaines de mes interrogations. Merci également pour ton retour sur l'article.

Les 64 coups d'horloge dont je parlais sont les coups d'horloge interne au TB6560 pour aller d'un pas plein à un autre. Il faut donc 64 coups d'horloge x 200 pas = 12800 coups d'horloge interne pour faire un tour du moteur, là ou la commande nécessitera 200 pas par tour X 16 micropas = 3200 coups d'horloge 'pas'.

Le changement de mode de pilotage en cours de fonctionnement est également une bonne idée, d'ailleurs évoquée dans le datasheet du TB6560. Dans ce cas, les 2 pins de configuration du mode doivent être gérées par l'électronique en amont, ainsi qu'un signal de sortie qui indique que le contrôleur démarre un cycle. Apparemment, on ne peut faire de changement de mode qu'en début de cycle (pas plein). Ainsi il serait possible de moduler (du pas plein au 16e de pas) en fonction de la vitesse, et le tout sans perte de pas. Le bonheur , quoi :wink:. Malheureusement, ceci devrait être fait avec une logique intercalée entre le pilotage CNC (emc2 dans mon cas) et le moteur, qui devrait analyser à la volée la fréquence des step pulses, adapter le mode de pilotage en fonction, et surtout le faire au bon moment (c'est à dire en début de cycle). Cela suppose également que cette logique 'ignore' certains pas en fonction du mode de pilotage. Ainsi, elle ne devrait prendre qu'un pas sur 16 si elle drive le moteur en pas plein, 1 pas sur 8 en demi pas, etc... Compliqué quand même....

Concernant ton idée de transformer un moteur PAP en servomoteur, c'est une bonne idée, mais ne réglerait pas totalement le pb de résonance. En effet, même si la commande est parfaitement dimensionnée et bien réglée, il y aurait toujours des résonances en régime intermédiaires. Il n'y a que les drivers 'très haut de gamme', qui sont capable d'atténuer ces phénomènes de résonance à certains régimes moteur, en modulant le décalage de phase courant / tension dynamiquement. Et là, c'est un micro-contrôleur par axe .... Mais en tout cas, cela mériterait d'être essayé.
 
P

phil916

Compagnon
Bonjour,

merci pour ces infos sur cette carte, j'ai choisi la carte bleue car il y a la télécommande et un afficheur visu qui peuvent se connecter dessus.
Il faudra que je teste les améliorations :-D

pour la commande d'un pas à pas connecté en servo voilà ce que ça peut donner avec un driver réputé de grande qualité:


voir ici

et ici encore

je trouve ça impressionnant pour un pas à pas standard :eek:
mais je me demande si le gros cylindre n'est pas un système d'amortissement des vibrations ?!
et dans ce cas le bénéfice de la fonction servo est peut-être partagé entre la qualité du driver ET le système d'amortissement
(très efficace sur un pas à pas voir youtube)

à+
Phil
 
D

Doctor_itchy

Compagnon
servo oui , mais aussi volant d'inertie :) , ca permet d'avoir une plus grande vitesse sans decrocher :wink: ( sur stepper uniquement !! )
 
E

ewidance

Ouvrier
Granite device VSD-E, en Allemagne = 250 euros.. par axe.

Ça peut effectivement bien marcher, mais je crois qu'on s'éloigne gravement du sujet des contrôleurs à 50 dollars...

:wink:
 
H

horsot

Compagnon
ewidance a dit:
[...] Cela suppose également que cette logique 'ignore' certains pas en fonction du mode de pilotage. Ainsi, elle ne devrait prendre qu'un pas sur 16 si elle drive le moteur en pas plein, 1 pas sur 8 en demi pas, etc... Compliqué quand même....
Cliquez pour agrandir...
Dans le cas de "Petit pas" se sont 2 tables de courant distinctes qui commutent sur les pas entiers. C'est le driver qui "décide" s'il faut passer d'une table à l'autre en fonction de la vitesse de pulse en entrée et du micropas. Je ne savais pas qu'un système similaire existait déjà, je n'ai fait que réinventer la roue une fois de plus :???: .


ewidance a dit:
Concernant ton idée de transformer un moteur PAP en servomoteur, c'est une bonne idée, mais ne réglerait pas totalement le pb de résonance.
Cliquez pour agrandir...
C'est vrai, il ne réglerait que le problème à basse vitesse. Le problème de résonance en milieu de bande quant à lui vient du système résonnant crée par le couple de maintien et l'inertie du moteur + machine. Il y a plusieurs méthodes pour les corriger électroniquement généralement en jouant sur le couple, avec le slow/fast decay par exemple ou légèrement sur le courant. J'ai vu certains systèmes qui utilisaient des moteur unipolaires (1 moitié d'enroulement est conducteur à la fois), ils se servaient de cet enroulement "inutilisé" pour amortir la résonance. Le problème de ce genre de système c'est que souvent il faudrait le calibrer en fonction d'un moteur et de la machine.

Même si je pense que l'autocalibration peut se faire avec une mesure de courant seule, le fait d'avoir un retour sur la position permettrait d'aider beaucoup à l'auto-calibration du moteur.

Pour ce qui est des "Damper" mécaniques, il y a un bon fil sur cnczone qui en parle.


ewidance a dit:
en modulant le décalage de phase courant / tension dynamiquement. Et là, c'est un micro-contrôleur par axe
Cliquez pour agrandir...
Je ne suis pas sûr de saisir, tu as de la doc là dessus?

Merci phil916 pour ces infos. La vidéo que tu as posté ne semble pas utiliser l'encodeur (voir la description de la vidéo). Je pense que le volant d'inertie joue beaucoup.

J'arrête de polluer ce fil, mea culpa!!! :oops:

Bonne soirée

Xavier
 
S

SETH

Apprenti
Pour info; sur le modèle 3axes référencée TB6560-3V2 sur la sérigraphie, les 3 condensateurs sont placés de manière identique, on a bien un C39, un C40 et un C41.
Comme la mienne a un controlleur HS, je ne peux pas vérifier la manipulation.

TB6560-3V2 RED.jpg
 
E

ewidance

Ouvrier
Merci SETH pour l'information. Cela m'a permis d'enrichir l'article en mettant également la localisation des condensateurs sur la version 3 axes.


Au passage, j'ai agalement essayé la modif sur une carte PUTB6560 de PMINMO. On voir sur la doc ( http://www.mcwidgets.com/sites/default/ ... 560h_0.pdf ) que la valeur recommandée est de 330pF. En la passant à 100pF, j'ai constaté le même accroissement de performances que sur les rouges.

Ces cartes sont rigolotes car toutes petites et par cher. Voir http://pminmo.com/toshiba-6560.. On peut juste acheter le circuit imprimé sur http://www.mcwidgets.com/PUTB6560-PCB ou sur Ebay ( http://shop.ebay.fr/i.html?_nkw=stepper ... fyToggle=0 )

Sur cette autre carte ( http://www.pdf-archive.com/2011/05/05/p ... tb6560.pdf ) c'est encore 330pF.... La thèse de l'erreur généralisée se vérifie donc...
 
V

vincent13

Apprenti
j'ai la version rouge de cette carte quand je vais avoir un peu de temps je vais me tester ca !

merci pour le boulot !
 
M

messageral

Nouveau
Re: Cartes TOSHIBA TB6560 : Multiplier par 4 les performance

Pour ma Proxxon MF70 cnc:

Sur ma carte sérigraphiée "TB6560-4v3" et sur la base de vos indications, je vais procéder aux changements des condensateurs cms (de type 0805) 330pf par des 100pf pour améliorer les grognements et autres sifflements de mes moteurs nema23 de type 23hs6620 (185oz).

Question : quel type de soudure utiliser avec ces cartes cms, car j'ai lu qu'il ne fallait pas melanger soudure avec plomb avec soudure sans plomb ?
Je précise que je dispose de soudure avec plomb (traditionnelle) et de soudure sn 99,7 cu 0,3 (fusion 227°).

Merci de votre aide, car je suis un peu perdu sur cet aspect des choses..

Cordialement,
 
A

ATV325

Compagnon
Re: Cartes TOSHIBA TB6560 : Multiplier par 4 les performance

je suis loin, très loin de tout comprendre votre travail mais je suis épaté par votre travail ... :smt023

je cois que vous avez rendu services et fait économiser pas mal d'argent et beaucoup de temps et d'énervement à une foule de gens.
 
T

teufteuf

Nouveau
Bonjour
je voudrais faire la modification en changeant les condensateurs 330pf par des 100pf sur ma carte tb6560ahq bleu
Faut-il-jeter-votre-controleur-pas-%C3%A0-pas-chinois-pour-CNC-%C3%A0-base-de-TB6560-achet%C3%A9-%C3%A0-50$-sur-Ebay-TB3-TB4
mais je ne suis pas électronicien et je ne sais pas ou ils sont sur la carte
merci pour votre aide
teufteuf
 
Pour répondre, connectez ou inscrivez vous.
Haut