Cambio utensile automatico a rastrelliera

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Mecnich
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Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da Mecnich » sabato 5 febbraio 2011, 16:33

Ciao a tutti, dopo essermi letto innumerevoli post su come fare il cambio utensile automatico con emc2 mi sono rimasti parecchi dubbi.
Ho consultato anche i manuali, ma, dato che sto muovendo ora i primi passi con la programmazione, non riesco bene a capire come configurare il tutto.
Il cambio utensile dovrebbe essere fatto con una rastrelliera, montata su due cilindri pneumatici che la spingono in posizione di cambio utensile e contemporaneamente aprono il coperchio che protegge i coni.
Dallo schema che ho fatto risulta che si hanno due elettrovalvole da comandare, una per lo sgancio del cono e una per il movimento della rastrelliera;
poi abbiamo un sensore che da il segnale di cono agganciato, se il cono non aggancia, il controllo segnala un errore;
(si potrebbe anche usare una terza elettrovalvola per soffiare via lo sporco dal cono come sulle cnc industriali);
poi un sensore che indica la posizione della rastrelliera e eventualmente anche un altro sensore che indica il corretto allineamento delle chiavette del cono.
Fino a qua la parte hardware è finita, in totale abbiamo:
2 o 3 elettrovalvole
2 o 3 sensori
Tutto queso può essere gestito facilmente con un ladder usando le funzioni di plc che ha emc2;
Il problema è come fare per indicare a emc2 che l'utensile numero tot è alla posizione tot.
Il ciclo che dovrebbe fare il cn sarebbe questo:

inizio routine di cambio utensile, ( M0 T01 ecc...)
fermo mandrino
posizionamento su rastrelliera per sgancio utensile (G0 X Y Z)
( quando il mandrino va in posizione di cambio si potrebbe utilizzare una battuta meccanica per allineare le chiavette, oppure un sensore, facendolo muovere lentamente con l'inverter)
posizionamento in z per sgancio
avanzamento rastrelliera
sgancio cono
posizionamento su altro cono
aggancio cono
controllo aggancio cono con sensore
ritiro rastrelliera
fine routine.

Non riesco a capire come posso fare per dare le coordinate dei vari utensili; il resto è tutto gestibile da ladder.
La parte effettiva di sgancio e aggancio si potrebbe fare addirittura tutta pneumatica, dato che è molto semplice, facendo fare al cn solo il posizionamento.
Se qualcuno è riuscito a trovare la soluzione sarei molto contento di vederla, e penso che possa interessare a molti come fare effettivamente questa routine.
Ringrazio anticipatamente per l' attenzione, ciao a tutti,

Luca

elovalvo
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da elovalvo » domenica 6 febbraio 2011, 10:00


Mecnich
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da Mecnich » domenica 6 febbraio 2011, 12:03

Grazie mille! i primi tre non li avevo mai visti, devo aver cercato male! ilterzo sembra fare proprio al caso mio. C'è qualcuno che ha già  implementato questa funzione? Non capisco perchè sul nostro forum siano presenti solo pochi cenni e nessuna realizzazione pratica...
Grazie ancora elovalvo, vedremo cosa riesco a tirare fuori fra un pò...
Ciao

Luca

fabiop
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da fabiop » lunedì 7 febbraio 2011, 14:56

qualche tempo addietro avevo guardato di fare un cambio utensile automatico, poi ho desistito perchè non ho alcuna esperienza di ladder e non ho trovato applicazioni sviluppate con commenti, da cui trarne spunto.
Ti seguo con interesse,ciao Fabio

Mecnich
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da Mecnich » lunedì 7 febbraio 2011, 16:43

Io invece me la cavo con il ladder e non con la programmazione in c! Se tu sei in grado di programmare la macro, la parte in ladder è veramente una sciocchezza! Ho avuto il tuo stesso problema, pochi commenti e pochi esempi "finiti".
Grazie per l'interesse!

elovalvo
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da elovalvo » martedì 8 febbraio 2011, 8:42

perchè parli di programmazione in C? ti riferisci alla programmazione con O-word?
http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/emcinfo.pl?Oword

Il tuo problema è calcolarti la posizione dell'utensile in funzione del suo numero?
Cioè se l'utensile è il n°1 sta alla posizione x20 y50, se il numero 2 alla posizione x40, y60, etc?
Cioè calcolare una posizione in funzione del numero di utensile attivo?

Credo che si possa fare, fammi fare qualche ricerca.

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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da Mecnich » martedì 8 febbraio 2011, 10:49

Esatto, pensavo di utilizzare le o-word, dato che mi sembra non vi siano altri modi. Quello che vorrei ottenere per esempio è che quando do il comando M06 T01 ecc la macchina si "ricordi" l'utensile montato e la sua posizione nel rack, di conseguenza la macchina si posizionerà  nel posto vuoto del rack per sganciare l'utensile, e poi si posizionerà  sopra l'altro utensile di cui conoscerà  la posizione per caricarlo.

una cosa più o meno di questo tipo:
ogni utensile ha una posizione univoca nel rack
M06 T01 => posizionamento ( posizione utensile x20 y40 z50)
(avvio programma ladder plc per il cambio utensile + movimento asse Z per sgancio-aggancio cono)
/faccio la mia lavorazione/
M06 T04 => posizionamento sul rack per lo sgancio del primo utensile nella sua posizione
( avvio routine ladder di cambio utensile)
posizionamento per caricamento utensile chiamato ( x100 y40 z50)
/riprendo lavorazione/
si potrebbe anche fare un codice per sganciare l'utensile e lasciare il mandrino vuoto, onde evitare problemi quando vado ad accendere la macchina, a meno che il cn mantiene memorizzata l' utensile che è nel mandrino.

Grazie mille elovalvo, forse riusciamo a fare un pò di chiarezza sulla questione cambio utensile in emc2 e ne viene fuori un bel tutorial per quelli che come me lo conoscono ancora poco, anche se vedo poco interesse, penso che a molti farebbe comodo questa funzione.

ciao

Luca

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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da billielliot » giovedì 10 febbraio 2011, 11:35

Ciao,

forse (e ripeto forse) potresti trovare piu' facile cercare di risolvere il problema in una maniera diversa.

Il mandrino si porta in una certa posizione (XYZ) e si arresta.

Da li in poi sara' la funzione ladder (che gestisce la rastrelliera del cambio utensile) a farsi carico di:
- portare sotto al mandrino un portautensile vuoto;
- dare il comando di sgancio utensile;
- portare il nuovo utensile in posizione (dopo aver raccolto l'utensile precedente);
- dare il comando di aggancio utensile per ancorarlo al mandrino;
- restituire il controllo a EMC2 comunicando l'avvenuto cambio utensile.

Per definire la posizione in cui si deve portare il mandrino per il cambio utensile, puoi usare la variabile TOOL_CHANGE_POSITION sezione EMCIO del file INI della tua configurazione macchina.

Per far interagire tra loro EMC2 e il ladder puoi usare i seguenti comandi opportunamente collegati con il comando "net":

iocontrol.0.tool-change
TRUE when a tool change is requested
(VERO quando si (EMC2?) chiede un cambio utensile)

iocontrol.0.tool-changed
Should be driven TRUE when a tool change is completed.
(quando la fase di cambio utensile e' terminata questo segnale dovrebbe essere mandato ALTO dal ladder)

Quello che avviene tra queste due comunicazioni e' totalmente a carico del ladder.

Questa soluzione richiede l'uso di un sistema di cambio utensile con possibilita' di movimento rotatorio (cambio utensile a ombrello) o lineare (cambio utensile a rastrelliera) e la gestione da parte del ladder dei movimenti del porta utensili.

Esistono anche i seguenti comandi:

iocontrol.0.tool-prep-number
The number of the next tool, from the RS274NGC T-word
(??)

iocontrol.0.tool-prepare
TRUE when a Tn tool prepare is requested
(VERO quando e' richiesta la preparazione dell'utensile "Tn". Comunicazione da EMC2 a ladder?)

iocontrol.0.tool-prepared
Should be driven TRUE when a tool prepare is completed
(dovrebbe diventare VERO quando la preparazione dell'utensile e' completa)

Non ho esempi pratici di implemetazione di questi comandi ma spero che quanto sopra ti possa essere di aiuto nel risolvere il problema.

Ciao :)

Mauro
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da Mecnich » giovedì 10 febbraio 2011, 18:27

Uhm, grazie mille! quei comandi sono una parte di quello che cercavo, tuttavia il problema principale è che per come la vedo io si vanno a complicare le cose dal punto di vista hardware;
mi spiego meglio: nel sistema che ho pensato io la parte hardware consiste in una rastrelliera in grado di scorrere lungo un asse, un pistone pneumatico, un paio di sensori e stop,
parte di avvicinamento al portautensile, che ha una posizione univoca per ogni utensile chiamato, è data esclusivamente da una macro gcode che viene richiamata dal comando m06 t01 o qualsiasi altro utensile;
una volta raggiunta la posizione, parte una routine ladder che fa avanzare la rastrelliera; dopodichè una stringa in gcode fa scendere l' asse z alla posizione corretta,
altro ladder per l'aggancio-sgancio del cono e infine ritorno alla posizione di home. Così facendo capisci che l' automazione è quasi tutta software, il resto sono due scemate!
mentre per un cambio utensile rotativo il problema è più sentito perchè serve trovare il modo di ruotare la giostra, il dare una posizione definita per ogni utensile ecc ecc...
Ricordiamoci anche una regola che penso sia la regola d'oro della progettazione: quello che non c'è, non si può rompere! E come murphy insegna...tutto si può rompere!

Ti ringrazio ancora, anche se non è propriamente quello che cerco, è molto utile, e poi, chi lo sa, magari qualcuno che vuole fare un cambio utensile a giostra passa di qua e trova la soluzione!

ciao

Luca

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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da billielliot » venerdì 11 febbraio 2011, 9:28

Ciao,

sono felice di sapere che hai trovato utile almeno una parte di quanto ti ho scritto.

Concordo pienamente sul fatto che "Cio' che non c'e' non si puo' rompere" (Hanry Ford?) e che "Semplice e' meglio!".

Aggiungo solo un paio di precisazioni. Non per fare polemica (le ritengo perfettamente inutili) ma nella speranza di poterti aiutare a vedere un modo diverso di affrontare il problema (senza pero' avere la pretesa di conoscere tutto).

Nella mia limitata esperienza di macchine utensili, ho sempre visto l'azione di cambio utensile eseguita in maniera simile a un pit-stop di formula uno. Il mandrino si posiziona e tutta la meccanica deputata al cambio utensile si fa' carico di togliere l'utensile dal mandrino e posizionare quello richiesto (ma io NON sono un tecnico di CNC che tutti i giorni ha occasione di vedere un modello diverso).

Per ora non ho mai visto il mandrino "inseguire" gli utensili (in senso lato. Per rendere l'idea) in base alla loro posizione nella rastrelliera.

Nella soluzione che ti ho suggerito puoi usare la tipologia di portautensili che preferisci.

I comandi sarano gli stessi sia nel caso di portautensili con moto lineare, sia nel caso di portautensili a ombrello (con moto rotatorio).

Se ritieni che un movimento lineare sia per te piu' congeniale da implementare, puoi tranquillamente farlo con movimento lineare usando un pistone.

Concordo sul fatto che la tua soluzione sia semplice da implementare a livello hardware.

Questo ti complica pero' la vita a livello software. Le funzioni gia' implementate in EMC2 non ti bastano. Potresti doverne programmare di nuove (come la posizione XYZ dell'utensile).

Come ti ho detto sono solo alcune precisazioni.

Spero di poter presto leggere che hai implementato la soluzione esattamente come l'hai immaginata.

E naturalmente conto su un dettagliatissimo tutorial per poterla eventualmete implementare anche io!! :)

Sinceramente.

Mauro
Amat victoria curam

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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da Mecnich » venerdì 11 febbraio 2011, 10:49

Certo, nessuna polemica, il forum è fatto apposta per discutere!
Ho avuto modo di vedere parecchie cnc ( una 30ina), soprattutto per il legno, e ho pure lavorato a un progetto di maturità  per una settimana da uno che le costruisce, macchine professionali per il legno multiasse, e, parlando con i progettisti, loro mi spiegavano appunto che non c'è una legge fissa per il cambio utensile;
nella meccanica e dove sono richieste velocità  si usano i magazzini con molti utensili e una manina guidata da una camma speciale che cambia l'utensile, in alcune per il legno si usa lo stesso sistema, che costa un bel pò di soldi;
in altre, per il legno, si utilizza una giostra, che ruota e si muove assialmente per infilare e sfilare il cono, il mandrino deve solo ruotare in posizione, e infine esistono anche i cambi utensili a rastrelliera, che funzionano più o meno come quello che ho descritto...
Inotre, tutti questi cambi utansile funzionano con tre modalità , a seconda di cosa può supportare il controllo: posizione univoca per l' utensile, posizione casuale memorizzata dal cn allo sgancio, posizione casuale con lettore ottico che stabilisce il numero di utensile.
E questi sono solo i sistemi principali, poi ne esistono una miriade, specializzati per ogni applicazione, e la discriminante sul tipo di cambio utensile è data da tre fattori:

1) velocità  di ambio utensile richiesta; sono sempre tempi morti che rallentano il lavoro, e il tempo è denaro in ambito industriale.

2) possibilità  di implementazione del cn; dipende dal tipo di controllo, che sistema riesce a gestire, può memorizzare gli utensili casuali, può fare la lettura ottica ecc ecc.

3) che forse è quella che sovrasta tutte le altre: costo!

Il tuo ragionamento non fa una piega, e se stessi lavorando su una macchina industriale farei un cambio utensile come quello che hai proposto tu; purtroppo sto lavorando su un progetto di una macchina per hobby, anche se molto massiccia, e il problema fondamentale è il budget limitato; essendo studente, non posso permettermi di spendere cifre elevate, quindi mi tocca economizzare; cosa che non fa mai male, e che può essere molto utile anche in ambito industriale!
Avresti dovuto vedere la faccia di un mio amico che ha una piccola ditta e ha tre pantografi professionali per il legno quando gli ho mostrato cosa può fare emc2! e se lo si accoppia a un azionamento per brushless, ha veramento poco da invidiare a un cn industriale!
Vedessi che razza di catorci vendono nel settore del legno spacciandoli per il non plus ultra anche se hanno meno funzioni di emc.

Quindi, tornando all' argomento del topic, perchè dici che non ci sono le funzioni che cerco in emc2?
Penso che si potrebbero fare dei codici M ad hoc d poter far richiamare dal ladder finita una certa sequenza di operazioni, da quello che ho visto nel manuale, non è una cosa complicatissima realizzarli, il problema è solo "collegarli" al ladder. Altrimenti ho dato un occhiata anche alle o-words e potrebbero rivelarsi molto utili.

Il tutorial è lo scopo di questo topic, visto che fino ad oggi ho trovato solo indicazioni vaghe su come realizzare il cambio utensile su emc vorrei cercare di mettere insieme il più possibile, e magari anche un bel file di codice da implementare in emc e da configurare a piacere per la propria macchina.
Ho anche visto che sei della zona, eventualmente tra qualche mese ci si potrebbe anche trovare,
(fatevi avanti anche altri della provincia di como e milano!), per parlare di persona, a volte saltano fuori idee interessante.
Ho visto che in america fanno addirittura una emc fest dove si ritrovano a centinaia per discutere e sviluppare il programma!

Grazie per la tua partecipazione al topic,

ciao

Luca

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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da billielliot » venerdì 11 febbraio 2011, 11:16

Ciao Luca,

ben venga l'incontro di persona. Saresti la prima persona che conosco del forum :)

Scrivendo che "non ci sono le funzioni" intendevo dire non "ci sono gia' implementate e pronte all'uso" per come vuoi realizzare tu il cambio utensile.

Da quanto ho capito hai conoscenzze di programmazione. EMC2 e' in evoluzione. Con le tue capacita' nessuno vieta che tu contribuisca ad aggiungere una parte di codice (anche solo alovello di Mcode) per assolvere al cambio utensile nel modo che ti proponi.

Sono sicuro che se riuscirai, sarai il paladino di molti che cercano una soluzione semplice, economica e facile da implementare (compreso me che non ho una CNC!!)

Io ti ho aiutato per quello che ho capito leggendo i manuli. Se trovo altro ti faccio sapere.

Tu mi hai risposto mettendo altra carne al fuoco. Ora devo documentarmi meglio anche io.

Ciao :)

Mauro
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da maxbiri » venerdì 11 febbraio 2011, 11:30

da assoluto ignorante dico la mia:

Non si potrebbe fare come nei vecchi plotter a pennino?
In questi plotter c'è una rastrelliera su un lato macchina, fissa non movibile, ed è il plotter stesso che al cambio pennino, nel nostro caso utensile, si posiziona nelle posizioni predefinite sganciando il vecchio pennino e spostandosi nella posizione del sucessivo pennino per agganciarlo.
In pratica ogni utensile avrebbe posizione sempre fissa e sacrificando un po' di corsa utile non ci sarebbero altre parti meccaniche da gestire .
Ovviamente non ho idea se sia facilmente implementabile a livello soft o g code.

Ciao Max

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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da billielliot » venerdì 11 febbraio 2011, 11:46

Ciao Max,

quello che descrivi e' (quasi) quello che vorrebbe fare Luca.

Io ho trovato comandi solo per un azionamento "complicato".

Lui sta' cercando una soluzione per semplificare e portarsi alla situazione della rastrelliera del plotter che tu suggerisci.

Luca aggiunge alla tua idea, la proposta di creare una rastrelliera che sgomberi l'area operativa una volta terminato il cambio utensile.

Ciao :)

Mauro
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Re: Cambio utensile automatico a rastrelliera

Messaggio da Mecnich » venerdì 11 febbraio 2011, 14:15

Esatto mauro, aggiungo inoltre che è meglio non avere la rastrelliera nel raggio di azione della macchina, questo perchè si evitano eventuali collisioni con i coni, che costano caro, e poi si evita lo sporco sui coni stessi, dato che la rastrelliera è protetta da un coperchio quando non in uso.
Inoltre è necessario l'uso del ladder con il plc per gestire i sensori e dare l'ok per il cono agganciato; pensa a cosa potrebbe fare un cono, anche se piccolo, che si sgancia a 20000 giri!

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