Instabilità volantino Encoder Colibrì

[Lonewolf]

Buongiorno a tutti.
A quasi conclusione di un lungo ed impegnativo processo di retrofitting su una fresatrice MAHO MH600P, per il quale ho impiegato un motion controller Colibrì e motori brushless Delta con relativi azionamenti monofase, mi rimane un problema apparentemente irresolubile di instabilità dei movimenti comandati tramite volantino encoder.
Che sembra dipendere dalla natura dell'alimentatore 24V impiegato a bordo macchina.
Più precisamente, con un alimentatore switching 10A, ingresso 220VAC, largamente surdimensionato per le necessità di bassa tensione dell'impianto macchina, ad ogni pressione del tasto di abilitazione del volantino, gli assi si muovono in modo indipendente dalla rotazione dello stesso, addirittura non fermandosi nemmeno al suo rilascio.
Il collegamento fra volantino e scheda Colibrì è diretto, tramite il previsto connettore 15 poli, con non piccolo sacrificio dell'ergonomia, visto che la sua posizione era prevista altrove, con l'impiego di una prolunga che, pur eseguita secondo le indicazioni del costruttore, rendeva il marchingegno ancor più ingovernabile.
I problemi lamentati quasi scompaiono (solo col collegamento diretto) se il tipo di alimentatore diventa lineare, oppure switching ma con ingresso 24VAC, per ricomparire, talvolta, in modo assolutamente casuale.
Sembra evidente che si tratta di eccessiva sensibiltà del sistema volantino-scheda a disturbi elettromagnetici ad alta frequenza tipici degli alimentatori switching, e a nulla è valso l'accorgimento di inserire in parallelo all'alimentazione scheda un condensatore di filtraggio al poliestere.
Preciso ancora che l'alimentatore in questione è unico a bordo macchina e alimenta ogni utenza a 24VDC, compreso un sensibile contatore digitale, un PLC, oltre ad una batteria di relè e teleruttori, senza problemi tranne questo descritto, e che è stato ricontrollato dal costruttore che ne ha constatato con ammirevole scrupolo la piena conformità alle specifiche.
Qualcuno di voi si è trovato alle prese con lo stesso inconveniente?
Con quali risultati?
Grazie a tutti per ogni contributo.

Michele

[Zebrauno]

Lo uso quasi ogni giorno, e avevo questa configurazione su due diverse macchine, una con motori stepper e l'altra con motori servo DC.
Tutto alimentato da switching.
Non credo sia il volantino ad essere sensibile (lo e' nei limiti del ragionevole), e' la progettazione+cablaggio dell'intero impianto elettrico di una macchina cnc ad essere un'impresa che richiede molta esperienza.

Lo stesso problema che ora noti nell'uso del volantino potrebbe influire anche nella precisione dei movimenti della macchina.

Ci sono di certo uno o piu' loop di massa che fanno da antenna per vari tipi di disturbi.

ciao

[turbina]

Molto probabilmente è l'ecoder difettoso , prova a sostituirlo con un'altro di un'altra marca oppure anche con un encoder meccanico a contatti, (quello che trovi sui forni a microonde o sulle stampanti 3D tanto per capirci), sono quasi sicuro che non lo fà più, ...parli come il rapporto dei carabinieri dopo un indagine, forse perchè sei un carabiniere?!

[Lonewolf]

Vi ringrazio della pronta risposta.
Esordisco tranquillizzandovi: non sono un carabiniere.
Mi soprende, anzi, questo dubbio, perché una certa pratica dei rapporti redatti da membri dell'Arma mi autorizza a dubitare assai che il mio sia linguaggio da carabiniere...
Ciò premesso, sono convinto che si tratti di un disturbo che utilizza i chilometri di fili presenti nell'impianto come antenne per propagarsi.
Ma ritengo possibili diverse considerazioni al riguardo.
Intanto, tutti gli impianti hanno fili. Non è possibile schermarli o attorcigliarli tutti (ma il cavo del volantino encoder è schermato), per cui i costruttori di componenti si fanno carico, anche per legge, tanto di limitare le emissioni di radiofrequenze, quanto di ridurre la sensibilità alle stesse per mezzo di opportuni sistemi di filtraggio.
A questo riguardo ho specificato di aver aggiunto io dei condensatori supplementari sulle alimentazioni dei componenti che ritengo più sensibili, ottenendo buoni risultati su tutti, tranne che sull'insieme colibrì/volantino.
Ci tengo a precisare per Zebra che il controllo sembra funzionare perfettamente nel pilotaggio da PC (ripetibilità posizionale in ogni situazione di interpolazione lineare e circolare, inferiore a 0.01mm, per ogni ampiezza di movimento; il controllo è del tipo a circuito chiuso, con priorità del segnale da righe ottiche line-driver, risoluzione 1 micron).
Ti sarei grato allora se avessi qualche suggerimento operativo, tanto più prezioso per me che "elettronico" non sono.
L'idea che ci sia una eccessiva sensibilità ai disturbi da parte del volantino mi viene da un confronto col costruttore (CABUR) dei vari alimentatori impiegati. Quello con ingresso 220VAC opera lo switching sul primario, con un'intensità delle fisiologiche armoniche più elevate (frequenza dell'ordine di 100KHz) proporzionale alla tensione.
L'altro swtching, quello con cui il volantino funziona, oscilla e squadra una tensione primaria a 24V, con conseguente riduzione proporzionale dell'ampiezza dei disturbi.
Anch'io, se potessi, proverei un diverso volantino, ma non so né quale, né dove cercarlo, né so valutare ulteriori possibili problemi di compatibilità con la scheda Colibrì: anche in questo senso ogni consiglio è benvenuto, vieppiù considerando che Twintec non risponde più da Maggio né al telefono né alle mail, per asseriti problemi di salute del titolare.
In ogni caso, qualcuno si è avventurato nell'uso di una prolunga?
Grazie ancora della vostra attenzione.

Michele

[Andufer]

Ho una fresa wabeco con cnc colibrì e non ho mai avuto problemi, ma sono stato molto attento ai giri di massa perché al primo assemblaggio avevo i fine corsa impazziti e i motori che ogni tanto si inventavano qualche spostamento.
Ho risolto tutto usando cavi schermati di ottima qualità, connettendo lo schermo da un solo lato (scheda colibrì o fresa) e verificando con un oscilloscopio gli eventuali rumori residui.
A me sembra che il volantino della twintec sia di ottima fattura. Il problema credo sia nei collegamenti.
Avere tre motori stepper da 6 ampere che ricevono segnali a svariati kiloherz, rende l'ambiente elettromagneticamente molto difficile.
Io ti consiglio di lavorare sulla pulizia dell'ambiente.
Andrea

[lock-on]

Buongiorno a tutti.
A quasi conclusione di un lungo ed impegnativo processo di retrofitting su una fresatrice MAHO MH600P, per il quale ho impiegato un motion controller Colibrì e motori brushless Delta con relativi azionamenti monofase, mi rimane un problema apparentemente irresolubile di instabilità dei movimenti comandati tramite volantino encoder.
Che sembra dipendere dalla natura dell'alimentatore 24V impiegato a bordo macchina.
Più precisamente, con un alimentatore switching 10A, ingresso 220VAC, largamente surdimensionato per le necessità di bassa tensione dell'impianto macchina, ad ogni pressione del tasto di abilitazione del volantino, gli assi si muovono in modo indipendente dalla rotazione dello stesso, addirittura non fermandosi nemmeno al suo rilascio.
Il collegamento fra volantino e scheda Colibrì è diretto, tramite il previsto connettore 15 poli, con non piccolo sacrificio dell'ergonomia, visto che la sua posizione era prevista altrove, con l'impiego di una prolunga che, pur eseguita secondo le indicazioni del costruttore, rendeva il marchingegno ancor più ingovernabile.
I problemi lamentati quasi scompaiono (solo col collegamento diretto) se il tipo di alimentatore diventa lineare, oppure switching ma con ingresso 24VAC, per ricomparire, talvolta, in modo assolutamente casuale.
Sembra evidente che si tratta di eccessiva sensibiltà del sistema volantino-scheda a disturbi elettromagnetici ad alta frequenza tipici degli alimentatori switching, e a nulla è valso l'accorgimento di inserire in parallelo all'alimentazione scheda un condensatore di filtraggio al poliestere.
Preciso ancora che l'alimentatore in questione è unico a bordo macchina e alimenta ogni utenza a 24VDC, compreso un sensibile contatore digitale, un PLC, oltre ad una batteria di relè e teleruttori, senza problemi tranne questo descritto, e che è stato ricontrollato dal costruttore che ne ha constatato con ammirevole scrupolo la piena conformità alle specifiche.
Qualcuno di voi si è trovato alle prese con lo stesso inconveniente?
Con quali risultati?
Grazie a tutti per ogni contributo.

Michele

Salve Lonewolf
sono da pochissimo iscritto a questo forum ed ho individuato nel tuo messaggio il mio stesso problema: solo ad inverter avviato, la pressione del tasto di abilitazione del volantino della twintec (ovviamente connesso al controller colibri) mi fa partire l'asse selezionato sul volantino stesso.
Ho fatto una serie di tentativi ma fin ora nulla:

- Ho messo a terra le calze dei cavi dell'elettromandrino (solo lato pannello)
- ho messo a terra il negativo dell'alimentatore da 12V
- ho acquistato ed installato un filtro EMI a monte dell'inverter

inoltre

- ho provato a mettere a terra anche l'involucro esterno dell'elettromandrino
- inserito un condensatore elettrolitico da 1000 microFarad ai pin 1 e 2 (alimentazione) della scheda Colibri

Ho infine notato che, scollegando l'elettromandrino ma avviando l'inverter, il problema persiste, a dimostrazione che l'interferenza è generata dall'inverter e non è un segnale di ritorno dovuto a correnti secondarie generate dalla rotazione dell'elettromandrino.

Mi chiedevo se lei fosse riuscito a risolvere definitivamente tale problema.
Buonasera
Domenico

[Lonewolf]

No.
Il problema non è risolto.
Ma la frequenza, assolutamente casuale, con cui si manifesta è decisamente calata.
Sembra che se mi metto a "giocare" col pulsante di abilitazione del volantino, premendolo molte volte e senza motivo, talvolta si verifica uno spostamento limitato dell'asse selezionato, a naso coincidente con un passo del volantino nella scala selezionata.
Mentre invece esiste una sistematica mancanza di corrispondenza fra scatti del volantino e movimenti degli assi (i movimenti sono sempre inferiori al richiesto, tanto più quanto più veloce è la rotazione della manopola).
Ho aggiunto un condensatore elettrolitico anche all'interno del circuito del volantino, in parallelo all'alimentazione a 5V che prende dalla scheda, ma non ha cambiato niente.
Invece ti sconsiglio vivamente il collegamento a terra del negativo dell'alimentatore: ho provato anche quello con risultati molto negativi, il più evidente dei quali è prendere "la scossa" ogni volta che tocchi la macchina contemporaneamente al positivo dell'alimentatore.
Anche il costruttore del mio alimentatore, CABUR, si è espresso molto negativamente riguardo a questa "mossa", che peraltro rischia di compromettere l'alimentatore e sicuramente reintroduce nel circuito di bassa tensione ancora più disturbi di quelli che volevi eliminare.
Io non credo che la causa di quest'anomalia sia il cablaggio generale dell'impianto, come sostenuto negli altri interventi.
Intanto perché non ho avuto il minimo problema nel pilotaggio da PC, che pure passa dagli stessi fili.
Poi perché, guarda caso, il volantino e la scheda sono l'unico sistema chiuso fornito "chiavi in mano" da Twintec (collegamento diretto su scheda, comprensivo di schermatura).
Col tempo ho scoperto che quel volantino è cinese, venduto a Torino anche dalla ditta Elcis, che ho sentito, (cerca sul catalogo del suo sito) con varie opzioni di collegamento.
E credo che questo sia il problema.
L'utilizzo standard di questo accessorio prevede un'alimentazione esterna a 24V, mentre la semplificazione di Twintec gli impone di "accontentarsi" di 5V. Non sono un elettronico, ma penso che a tutti, non solo a Twintec, avrebbe fatto comodo una connessione con meno fili (9). Ma se il cablaggio standard prevede alimentazione esterna, immagino sia perché è, diciamo così, fortemente consigliata.
Infatti, se apri il coperchio del volantino, troverai che alcuni dei fili già presenti nel cavo schermato, sono stati tagliati.
In sintesi, la mia opinione è che la sorgente dell'innegabile problema sia una qualità mediocre del componente, aggravata dall'alimentazione a 5V, che forse regge quando la scheda non è molto "impegnata" (poche uscite e pochi ingressi collegati).
Certo, se il titolare di Twintec non si fosse ecclissato così poco elegantemente, sarebbe certo la persona più idonea a tentare di rispondere.
La soluzione più saggia e dirimente, resta quella di provare un altro volantino, magari con alimentazione esterna: senz'altro un'opzione costosa e complessa, ma non impossibile.
Spero di esserti stato utile.
Cordialità.

[lock-on]

Lonewolf grazie per la risposta completa e dettagliata.
Purtroppo ora sono a lavoro e non ho molto tempo ma ultimamente il Sig. Ribaudo mi ha consigliato di fare un altro tentativo con filtro EMI. Ti aggiornerò sicuramente sull'esito.
Grazie ancora per la gentilezza e disponibilità.

Saluti
Domenico

[Lonewolf]

Gli inverter hanno dei filtri già integrati a bordo.
Anch'io utilizzo un inverter ingresso monofase, uscita trifase, per alimentare le utenze trifasi (la maggiore è il motore mandrino da 4.4 KW) ma nel mio caso l'instabilità del volantino si manifesta anche ad inverter non azionato (peraltro la frequenza del mio inverter e quindi la velocità motore è pilotata dall'uscita analogica di colibrì).
Non so in che ambiente utilizzi la tua macchina, ma ricorda che ogni filtro introduce una dispersione verso terra di alcuni mA.
Se, come me, hai la linea elettrica protetta a monte da un interruttore differenziale (salvavita) con soglia di 30mA, filtro dopo filtro raggiungi la soglia e ti salta tutto: quel che succede a me quando mi dimentico alimentati contemporaneamente l'inverter della fresatrice e quello di pari taglia del tornio.
Inoltre, anch'io ho installati nell'impianto elettrico fresatrice, come discusso a suo tempo col Sig. Ribaudo, tre filtri da 10A, a protezione di ciascun azionamento, senza che questo, come vedi, mi abbia preservato dal problema.
Se risolvi, fammi sapere.
Saluti.

Michele
P.S.: sono contento di sentire che a qualcuno il Sig. Ribaudo ancora risponde...

[Zebrauno]

Visto che ancora oggi uso Colibri' e relativo volantino aggiungo altri 2 centesimi alla discussione.

Ieri ho verificato, dopo aver riposizionato la cnc in altra sede, che anche il solo cambio del cavo USB che connette pc-Colibri' puo' avere grande influenza sul comportamento discontinuo del volantino.

In generale un cavo schermato di buona qualita' riduce o azzera del tutto la mancata corrispondenza tra tick sul volantino e spostamenti registrati sul software colibri'.
Lo schermo si verifica, non si da per scontato, perche' cavi molto sottili possono averlo, mentre altri in apparenza tozzi e robusti spesso ne sono privi.

Spesso, non sempre, un non perfetto funzionamento del volantino dipendente dalla qualita' del cavo USB e' anche sinonimo di notevoli interferenze nell'area (wifi acceso, inverter scadenti o non schermati correttamente, alimentatori switching di alta potenza etc.).

Buona giornata

[lock-on]

Gli inverter hanno dei filtri già integrati a bordo.
Anch'io utilizzo un inverter ingresso monofase, uscita trifase, per alimentare le utenze trifasi (la maggiore è il motore mandrino da 4.4 KW) ma nel mio caso l'instabilità del volantino si manifesta anche ad inverter non azionato (peraltro la frequenza del mio inverter e quindi la velocità motore è pilotata dall'uscita analogica di colibrì).
Non so in che ambiente utilizzi la tua macchina, ma ricorda che ogni filtro introduce una dispersione verso terra di alcuni mA.
Se, come me, hai la linea elettrica protetta a monte da un interruttore differenziale (salvavita) con soglia di 30mA, filtro dopo filtro raggiungi la soglia e ti salta tutto: quel che succede a me quando mi dimentico alimentati contemporaneamente l'inverter della fresatrice e quello di pari taglia del tornio.
Inoltre, anch'io ho installati nell'impianto elettrico fresatrice, come discusso a suo tempo col Sig. Ribaudo, tre filtri da 10A, a protezione di ciascun azionamento, senza che questo, come vedi, mi abbia preservato dal problema.
Se risolvi, fammi sapere.
Saluti.

Michele
P.S.: sono contento di sentire che a qualcuno il Sig. Ribaudo ancora risponde...

Buongiorno
fin'ora problemi con l'interruttore differenziale non ne ho avuti, ma un tentativo lo farò nel WE.
Ovviamente ti avviso non appena risolvo (...speriamo...)
Ciao

[lock-on]

Visto che ancora oggi uso Colibri' e relativo volantino aggiungo altri 2 centesimi alla discussione.

Ieri ho verificato, dopo aver riposizionato la cnc in altra sede, che anche il solo cambio del cavo USB che connette pc-Colibri' puo' avere grande influenza sul comportamento discontinuo del volantino.

In generale un cavo schermato di buona qualita' riduce o azzera del tutto la mancata corrispondenza tra tick sul volantino e spostamenti registrati sul software colibri'.
Lo schermo si verifica, non si da per scontato, perche' cavi molto sottili possono averlo, mentre altri in apparenza tozzi e robusti spesso ne sono privi.

Spesso, non sempre, un non perfetto funzionamento del volantino dipendente dalla qualita' del cavo USB e' anche sinonimo di notevoli interferenze nell'area (wifi acceso, inverter scadenti o non schermati correttamente, alimentatori switching di alta potenza etc.).

Buona giornata

Grazie per il tuo contributo
farò una prova anche sostituendo il cavo USB, come da te consigliato...e speriamo bene.

Ciao
Domenico

[Lonewolf]

Grazie Zebrauno.
Per chi ha problemi di cui non riesce a venire a capo, anche i centesimi di cui parli sono preziosi.
Per spenderli al meglio ti chiedo, scusandomi della probabile banalità delle domande:
1) come verifico la presenza e ancor più la qualità della schermatura del cavo USB i cui connettori di estremità sono sigillati?
Immagino solo verificando la continuità fra le loro due carcasse. O no? Aggiungo al riguardo che il cavo di cui parli, nel mio caso, faceva parte della fornitura Twintec.
2) continua a sfuggirmi per quale motivo un fenomeno addebitabile alla connessione PC-Colibrì si manifesti soltanto nei comandi impartiti tramite il volantino e non anche, mai, attraverso quelli provenienti direttamente dal computer, come proprio tu giustamente paventavi nella tua nota del 26 settembre 2014.

Ci tengo inoltre, per correttezza professionale, a segnalare un'inesattezza che mi è sfuggita nella risposta a Lock-on: il connettore del volantino al controller ha 15 poli, non 9.

Concludo dicendo che anch'io continuo a usare Colibrì ed il suo volantino, e vorrei vedere: con quello che ho speso per l'intera baracca praticamente ancora nuova che finora ha fatto giusto un po' di prove. Ma la soluzione dei problemi per me non coincide con la fortuna.

Cordialità.

Michele

[Zebrauno]

Ti rispondo:

1) basta verificare la continuita' elettrica tra le parti metalliche dei connettori alle estremita' del cavo: se esiste una calza schermante loro sono crimpati su questa da ambo i lati.

2) in alcuni casi l'unico modo per risolvere velocemente problemi di interferenze e/o di comunicazione via USB tra pc e Colibri' (o qualsiasi altro controller USB) si e' rivelato l'uso di un disaccoppiatore galvanico sulla linea USB.
Questo si realizza, per esempio, inserendo uno dei moduli prodotti da Olimex lungo la connessione. Questa diventa: pc--->modulo isolante--->controller. Di fatto si aggiunge un ulteriore cavo usb.

Nel complesso ho appurato che la cosa migliore sarebbe avere un controller connesso via ethernet, magari tramite uno switch di buona qualita' con ingressi/uscite optoisolati.

ciao

[lock-on]

Buonasera a tutti
oggi ho fatto altre prove, ma vi anticipo...ancora nulla di risolto.

- ho provato a sostituire il cavo USB
- ho provato ad inserire un filtro EMI a monte dell'alimentazione del trasformatore 12V che alimenta Colibri
- ho provato ad alimentare Colibri da USB (svincolandola dall'alimentazione 12V)
- alimentato Colibri con un altro trasformatore 12V, connesso ad una rete del tutto diversa da quella utilizzata per tutto il resto

...il problema rimane...ad inverter attivo, la pressione del tasto di abilitazione del volantino mi fa partire l'asse selezionato dalla ghiera sul volantino stesso (ovviamente se non è selezionato nessun asse, non si muove nulla)

Poi ho pensato di escludere qualsiasi tipo di collegamento via cavo tra inverter e scheda Colibri, e per questo ho
- alimentato l'inverter connettendolo ad una rete del tutto diversa da quella utilizzata per la control box
- scollegato l'inverter dalla Colibri (l'ho avviato in manuale)

il problema rimane, per cui sto cominciando a pensare che si tratti di radio-interferenza tra inverter ed altra elettronica.

Sto notando inoltre che quando l'inverter è acceso, la scheda Colibri risulta 'connessa' e 'disconnessa' in continuazione, chiari sintomi di un problema grave...notate anche voi questo comportamento?

Domenico