Stepper-Encoder an einem Stepper via Parallelport nachrüsten

OK, then a question to the forum.
Is there anyone who has gained experience here and can say something about what advantages or disadvantages the closed loop motors with integrated drivers have. Especially with long cable lengths (shielded) of over 7m for the Z-axis.

Currently I would have to decide just for the problematic Z-axis which version I buy here to get the problem under control.

Many thanks already
Greetings Jens

7m Kabellänge sind doch lächerlich.

Gibt keinen Grund, warum der Schrittmotor da Zicken machen sollte, vorausgesetzt der Motor, Treiber, Netzteil und die Kabel sind ausreichend dimensioniert. Schirm sollte das Motorkabel schon haben, aber eher um keine Störungen abzustrahlen. Dass sich der Motor von eingefangenen Störungen auf den Leitungen zwischen Treiber und Spulen beeindrucken lässt ist so gut wie ausgeschlossen.

Der verlinkte JMC Servo hat offenbar Optokoppler-Eingänge, die kann man auch differenziell ansteuern, das ist sehr robust gegen eingefangen Störungen.

Gegen ein zu kleines Netzteil oder zu dünnen Querschnitt der stromführenden Leitungen ist der JMC aber auch nicht immun.

So lange nicht sicher ist wo der Grund für die driftende Z-Achse liegt ist alles nur herumstochern. Der Closed-Loop-Stepper mit integriertem Treiber verhindert aber zumindest unbemerkte Schrittverluste durch überlasteten Motor (Alarm-Ausgang anhängen / auswerten!).

Heute habe ich mich nochmal versucht dem Problem auf die Schliche zu kommen. 
1. den Stepper-Motor der Z-Achse durch ein  Modell mit gleichen Werten getauscht (dieser ist direkt mit einer Kupplung an die Kugelumlaufspindel gekoppelt, kein Riemen, keine Zahnstange, keine Umlenkung oder sonstiges)
2. Bei dieser Gelegenheit die Leichtgängigkeit der Z-Achse überprüft.
(absolut leichtgängig, im Zusammenspiel mit der Kugelumlaufspindel ein völliger Witz für den 3,3Nm Stepper)
3. Die Schirmungen der Stepper-Leitungen (aktuell 4 x 1,5 geschirmt) geerdet
4. Testläufe mit der Messuhr durchgeführt:
- 100 x G0 Z150 <-> G0 Z100 (Schnellgang) -> auf 0.01mm exakt
- 100 x G1 Z102 F500 <-> G1 Z100 F500 -> auf 0,01mm exakt

Danach wieder ein Fräsprogramm für einen kleinen Holz-Vakuumtisch mit vielen kleinen Kanälen laufen lassen (eine Markierung für Z=-4mm = Arbeitstiefe an die Kupplung - Motorseitig angebracht) und nach ca. 1/4 des Fräsprogramms schon wieder 0,1mm Abweichung.

Das seltsame ist, dass der Stepper ca. 1/4 der Kanäle ohne jegliche Abweichung fräst und dann plötzlich abweicht obwohl der jeweilige Vorgang exakt der gleiche ist wie die ca. 100 vorher. Hinzu kommt, dass auch in Fusion "Werkzeug unten halten" eingestellt ist, weshalb der Fräser nur minimal angehoben wird.

Ich bin tatsächlich relativ ratlos.
Bleibt noch der Rechner (Dell Optiplex  780 i3) oder die Steuerung

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Today I tried again to get to the bottom of the problem. 
1. de replaced the stepper motor of the Z-axis with a model with the same values.
(this is coupled directly to the ball screw with a coupling, no belt, rack or anything else).
2. took this opportunity to check the smooth running of the Z-axis.
(absolutely smooth running, in combination with the ball screw a complete joke for the 3,3Nm stepper)
3. grounded the shields of the stepper cables (currently 4 x 1.5 shielded)
4. performed test runs with the dial indicator:
- 100 x G0 Z150 <-> G0 Z100 (high speed) -> accurate to 0.01mm.
- 100 x G1 Z102 F500 <-> G1 Z100 F500 -> accurate to 0.01mm

Then run another milling program for a small wood vacuum table with many small channels (a mark for Z=-4mm = working depth to the coupling - attached to the motor side) and after about 1/4 of the milling program already again 0.1mm deviation.

The strange thing is that the stepper mills approx. 1/4 of the channels without any deviation and then suddenly deviates although the respective process is exactly the same as the approx. 100 before. In addition, "Keep tool down" is also set in Fusion, which is why the cutter is only lifted minimally.

I am actually relatively perplexed.
Remains the computer (Dell Optiplex 780 i3) or the controller

Here is the Z-Part at the ini: (Accelleration rate is very slow)
[AXIS_Z]
MAX_VELOCITY = 23.9415322581
MAX_ACCELERATION = 15.0
MIN_LIMIT = -340.0
MAX_LIMIT = 0.001
[JOINT_2]
TYPE = LINEAR
HOME = 0.0
MIN_LIMIT = -340.0
MAX_LIMIT = 0.001
MAX_VELOCITY = 23.9415322581
MAX_ACCELERATION = 15.0
STEPGEN_MAXACCEL = 125.0
SCALE = 640.0
FERROR = 1
MIN_FERROR = .25
HOME_OFFSET = 0.000000
HOME_SEARCH_VEL = 10.000000
HOME_LATCH_VEL = -0.781250
HOME_SEQUENCE = 0

@tommylight
You wrote "to short step times"
Where can i find this configuration?

Best regards

Ich vermute das es mit der Spindel zusammen hängt. Einige Spindel Verstärker verursachen ein großes rauschen. Versuch doch einmal das NC Programm ohne Drehzahl. Sind dann immer noch Abweichungen?

Gute Idee, das teste ich gleich mal...
Übrigens, auch dieses Kabel ist vom Wechselrichter bis in den Fräsmotor-Klemmblock geschirmt!

Aktuell läuft das Programm ohne Spindel noch immer ohne Versatz. (zu ca. 2/3 fertig)
Das kann aus meiner Sicht nun 4 Gründe haben.
1. Chris hat einen Volltreffer gelandet und die Spindel ist das Problem
2. Der Frequenzumrichter hat ein Problem wenn die Spindel aktiv ist
3. Der Entstörfilter, der vor den Wechselrichter geschaltet ist, hat ein Problem.
4. Die Absaugung macht ein Problem. (Hier hatte ich tatsächlich schon mal das Problem, dass sich der Absaugschlauch dermaßen statisch aufgeladen hat, dass die Steuerung mitten im Fräsprogramm abgeschaltet hat.

Statusupdate

ohne Spindel / Absaugung ist das gesamte Programm ohne einen einzigen Schrittverlust durchgelaufen.
Aktuell teste ich mit drehender Spindel, aber ohne Last und ohne Absaugung.
Ich bin mal gespannt...
Auf jeden Fall wird das Problem langsam eingekreist!

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Status update

Without spindle / suction, the entire program has run through without a single step loss.
I am currently testing with the spindle rotating, but without load and without suction.
I am curious...
In any case, the problem is slowly circled!

Wenn es einen Parameter für den gain in  dem Spindel Verstärker gibt kannst du den etwas reduzieren. Oder den Schirm vom leistungskabel Spindel nur einseitig anklemmen. Oder mal den Schirm vom Stepper abklemmen oder die Kabel anders verlegen das sie nicht so dicht bei einander sind.