fungo di emergenza

Conversione di macchine utensili tradizionali (torni, fresatrici, ecc.) in CNC e aggiornamento di macchine già CNC.
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fungo di emergenza

Messaggio da rangerone1 » sabato 16 dicembre 2017, 21:23

Buonasera,

sto retrofittando una fresatrice Induma MM300 cercando di trasformarla in CNC...

nel cercare di organizzare mentalmente l'impianto elettrico mi è venuto il dubbio di come realizzare il sistema di emergenza.

attualmente il fungo di emergenza toglie alimentazione al motore principale del mandrino e alla pompa di lubrificazione e tramite un contatto ausiliario toglie "l'enable" all'azionamento del motore dell'avanzamento automatico, lasciando in tensione sia tale azionamento che la scheda che genera la tensione di controllo degli avanzamenti. (Spero di essere riuscito a rendere l'idea)

nel nuovo impianto vorrei mantenere un contattore che al di fuori della scheda di controllo blocchi tutto se si preme l'emergenza..

adesso il mio dubbio è cosa interrompere e cosa disalimentare.

vorrei lasciare accesa la scheda di controllo e tramite un contatto ausiliario "avvisarla" che è stato premuto il fungo, però vorrei anche essere sicuro che tutto si fermi.

se metto dei contattori tra driver e motori degli avanzamenti e tra inverter e motore mandrino cosa succede? i driver e l'inverter gradiranno il distacco dei motori o brucio qualcosa?

se invece tolgo alimentazione sia ai driver che all'inverter la sovratensione che si forma dall'inerzia dei motori frigge i driver?

se mi affido semplicemente agli ingressi di enable dei vari driver potrebbe funzionare a patto che il guasto non si verifichi proprio nei driver (magari si brucia un fet e rimane in conduzione portando il motore al massimo dei giri!)

qualche consiglio è ben accetto!
voi come avete fatto?

dimenticavo, per gli avanzamenti ho dei motori in CC mentre per il mandrino ho un motore trifase con inverter.

grazie mille

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » domenica 17 dicembre 2017, 3:02

Innanzitutto devi specificare se il lavoro che stai facendo deve essere a norma, oppure se è per uso personale-hobbistico-non professionale. L'approccio è molto differente nei due casi.

Il collegamento tra driver e motore non deve mai essere interrotto.

Di norma i driver hanno due alimentazioni: una di potenza, dalla quale viene prelevata l'energia per la rotazione del motore, e una di servizio che alimenta la parte logica del driver. E' consigliabile interrompere con un teleruttore solo l'alimentazione di potenza, lasciando alimentata la parte logica del driver che terrà conto della rotazione anche in fase di abbrivio.

Devi verificare se il driver è munito di resistori di frenatura (interni o esterni). Se ci sono, togliendo l'alimentazione di potenza avrai comunque una frenatura efficiente. Se non ci sono, l'abbrivio rimuovendo l'alimentazione di potenza al driver potrebbe essere maggiore che lasciandola connessa.

Poi cambia tutto se i motori sono muniti di freno interno: il freno interno dei motori è un freno di stazionamento, non deve essere utilizzato per frenare il motore mentre è in rotazione. Se rimuovi l'alimentazione globale, il freno entra in funzione mentre il motore gira, con effetti imprevedibili. Normalmente il freno è (o dovrebbe essere) alimentato con una terza sorgente di alimentazione gestita separatamente dalle prime due.

Questo giusto per far notare che la cosa è un po' più complicata di quanto potrebbe apparire a prima vista. Ribadisco che prima di tutto bisogna stabilire l'ambito nel quale la macchina dovrà lavorare.

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da rangerone1 » domenica 17 dicembre 2017, 7:57

La macchina è per uso hobbistico e non ha bisogno di certificazioni. Però vorrei fare una cosa come si deve comunque.

So benissimo che la cosa non è banale e apposta chiedo consigli a tutti voi. Ogni sistema ha qualche pro e qualche contro da valutare per assicurare la sicurezza dell.operatore ma anche, se ci si riesce, a preservare un po la macchina.

I motori non hanno freno e i driver non hanno modulo di frenatura anche se all.occorrenza ne potrei montare uno esterno.

Il fatto di togliere potenza ai driver credo anche io che sia la miglior soluzione ma non so se la sovratensione che si crea vada a distruggerli visto che non ha possibilità di dissiparsi in altro modo che sui finali dei driver.

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » domenica 17 dicembre 2017, 9:04

La distinzione hobbistico / professionale non è per fare quella hobbistica meno sicura, ma per mettere la sicurezza e l'efficienza come obiettivo, invece della rispondenza alle norme. Purtroppo, non sempre queste due cose sono sovrapponibili. Giusto per fare un esempio, la rispondenza alle norme prevede lo studio dei rischi che comprendono punteggi diversi in funzione al dito o all'occhio che ti porti via. Fare le scelte basate su questi principi non è ciò che si richiede all'uso personale della macchina.

Partendo dal presupposto di voler fermare tutto, una volta premuto lo stop (anche questo non è scontato), io ti consiglio:

1) un solo teleruttore (T1) che alimenti a valle gli ingressi potenza dei driver di movimento e quello del mandrino;
2) montaggio delle resistenze di frenatura;
3) teleruttore T1 azionato dalla coppia pulsanti Marcia / Arresto nella solita forma di autoritenuta;
4) pulsante di emergenza NC in serie alla bobina di T1;
5) contatto ausiliario su T1 per comando in basa tensione degli ingressi di "stop critico" sui driver;
6) magnetotermico separato per l'alimentazione della parte logica dei driver.

L'ingresso "stop critico" dei driver è quello che frena i motori con la massima accelerazione (negativa) sopportabile dal sistema, normalmente superiore a quella utilizzata per le lavorazioni.

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da rangerone1 » domenica 17 dicembre 2017, 9:24

l'inverter (ABB) credo abbia l'ingresso di emergenza, il driver originale della macchina (che utilizzo per l'asse Z) ha sicuramente un ingresso che ferma il motore perché già utilizzato di fabbrica anche se non so che logica utilizzi (non so se è un semplice "Enable" o se ha qualche funzione particolare di frenatura di emergenza e non riesco neanche a saperlo perché non riesco a trovare alcuna documentazione sul driver che risale al '83)
i driver che uso per gli assi X e Y sono dei machdrives semplicissimi... simil geko, ed hanno solo l'enable, quindi non ho dei veri e propri ingressi "STOP CRITICO".
e comunque, se ho ben capito, toglieresti alimentazione alla parte di potenza di tutti i driver tramite i contatti di potenza di T1 (punto 1), giusto?

ho dimenticato di specificare che nell'impianto originale ci sono due finecorsa per ogni direzione, il primo ferma l'avanzamento mentre se questo viene superato, il secondo ha la stessa funzione del fungo di emergenza disalimentando il mandrino e aprendo il contatto che ferma il driver dell'avanzamento, senza disalimentarlo. (non so se questa informazione può essere utile)

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » domenica 17 dicembre 2017, 10:15

rangerone1 ha scritto:L'inverter (ABB) credo abbia l'ingresso di emergenza.
Sarebbe strano se non l'avesse...
rangerone1 ha scritto:Il driver originale della macchina (che utilizzo per l'asse Z) ha sicuramente un ingresso che ferma il motore...
Bisogna vedere come lo ferma. Normalmente ci sono parametri da settare per questo tipo di ingressi, come l'accelerazione (negativa) massima e il tempo di attesa prima dell'inserimento del freno (se presente).
rangerone1 ha scritto:i driver che uso per gli assi X e Y sono dei machdrives semplicissimi...
Questo è un grosso problema. Se togli l'enable ci sono due possibilità: il motore viene disconnesso e continua a ruotare trascinato dall'inerzia, oppure viene (tentativamente) bloccato all'istante, cosa che ovviamente non può avvenire per questioni meccaniche, generando una situazione imprevedibile.

Io avevo inteso si trattasse di sevomotori, ma se sono degli stepper con azionamento pulse / dir, allora lo stop devi inviarlo solo al PC. Anche perché togliere tensione a un driver per stepper con motore che gira non è una grande idea: il risultato (qualsiasi esso sia) dipende da come è progettato il driver e certamente non è tra i dati pubblicati dal costruttore.

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da rangerone1 » domenica 17 dicembre 2017, 10:26

no no non sono stepper.. sono dc con spazzole..

forse ancora peggio.

il driver originale non è impostabile in alcun modo. di fabbrica ha delle schede di settaggio fornite dalla casa madre su cui sono installate una serie resistenze che però non ho idea di come le calcolino. (comunque quello lo lascerei così come è sperando che se ha funzionato per 35 anni vada ancora per qualche altro giorno..)

ci si può fidare del PC? ho visto che premendo il reset da monitor ci mette tempo a fermare tutto..

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » domenica 17 dicembre 2017, 10:41

Stepper mi riferivo a quelli comandati con le machdrives.

Se ci sono motori DC, questi devono necessariamente avere l'encoder e sono quindi frenabili dinamicamente dal loro driver. Se i driver hanno i resistori di frenatura a bordo, la situazione è tutto sommato positiva: possiamo ragionevolmente supporre che la frenatura di emergenza sia stata calcolata in modo appropriato dal progettista della macchina.

Lo stop che passa attraverso il PC è una vera schifezza: non solo a causa del ritardo, ma anche perché in caso di problemi al PC, perdi la funzione di stop... Nei pantografi "leggeri", si può togliere l'enable ai driver e fregarsene della decelerazione, ma se hai una macchina "importante" ti trovi o con l'abbrivio troppo lungo (motori in folle), o con sforzi che possono essere oltre l'accettabile (motori bloccati).

Mettere un paio di servo?

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da rangerone1 » domenica 17 dicembre 2017, 10:54

https://www.machdrives.com/brc.aspx


ho questi driver qui.

il motore della Z è quello originale comandato dal driver originale, un dc a spazzole molto grosso (175Amp di picco)
mentre per la X e la Y ho due motori axor sempre DC a spazzole comandati da questi driver qui sopra.

diciamo che la macchina ha la sua massa... solo il piano della Y peserà 250kg senza nulla appoggiato sopra, però ha guide a coda di rondine senza taurcite quindi anche gli attriti sono importanti e non credo che il piano possa fare tanta strada prima di fermarsi. di certo il blocco non è istantaneo ma neanche tanto graduale, la sovratensione che si genererebbe in frenatura non credo che sia immensa.
Non so se togliendo contemporaneamente enable e alimentazione magari i la parte di potenza dei driver rimane alimentata per un attimo dalla tensione prodotta dai motori in decellerazione e riesce a scaricarla su un circuito di frenatura da mettere eventualmente esterna sulla linea di alimentazione.

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » domenica 17 dicembre 2017, 11:07

Quindi sono servo! Ok, non avevo capito.

Fammi dare un occhio al manuale.

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » domenica 17 dicembre 2017, 11:37

Non molto dettagliato...

Di sicuro non esiste un ingresso per lo stop di emergenza. Si dovrebbe togliere l'alimentazione di potenza al driver (per essere sicuri di fermare i motori), ma il manuale non specifica il comportamento in tale condizione, anche se la ritiene possibile perché se la tensione scende sotto il limite minimo, alza il relativo errore.

Non si parla neppure di frenatura né di cosa faccia il driver se non alimentato e connesso ad un motore in movimento. Si rileva che esiste un alimentatore switching interno per elevare la tensione che pilota il motore, ma questa non è una bella notizia, perché significa che il motore alimenterebbe uno switching rovescio (quasi sempre una brutta cosa).

Togliere l'enable dovrebbe portare agli stessi risultati: probabilmente (anche se non specificato), viene tolta alimentazione al motore e ci si trova nella condizione precedente (anche peggio, considerando che il bus è già alla tensione di lavoro...). Va considerato che togliere l'enable non è una vera sicurezza perché non protegge dai guasti del driver.

In entrambi i casi, il motore è in folle non frenato.

L'unica altra possibilità è togliere step, ma oltre a non proteggere dai guasti del driver, causerebbe una decelerazione istantanea, meglio di no.

Non vedo altre possibilità se non quella di togliere alimentazione tramite l'interruzione della DC di potenza al driver, ma gli effetti non sono totalmente deducibili dal manuale e l'abbrivio del motore è impredicibile. Insomma, un brutto lavoro.

Hai considerato che un servomotore "serio", tipo HiWin, costa poco di più e permette di fare un lavoro a regola d'arte?

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da rangerone1 » domenica 17 dicembre 2017, 11:52

non l'ho considerato perché quando ho cercato il prezzo era improponibile, almeno per iniziare a vedere come va la fresa trasformata.. poi magari, una volta sistemato il tutto e capito che la cosa possa funzionare magari posso investirci qualcosa di più..

hai qualche link dove trovare hiwin a prezzo abbordabile?

nel fare le prove a banco, però con motori senza nulla collegato all'albero, mi è capitato che venisse a mancare l'alimentazione ed i driver sono semplicemente andati in errore. però lavoravo a tensioni e correnti minime.

ho provato con un alimentatore da banco da 35volt e 5 Amp... e ogni tanto andava in protezione e tagliava l'alimentazione. non è mai successo nulla di grave.
a regime però i driver dovrebbero essere alimentati a 130volt..

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » domenica 17 dicembre 2017, 12:26

Il fatto che possa mancare l'alimentazione è una condizione prevista, il problema è la condizione di stop con motori a piena velocità in rapido. Se si toglie alimentazione al driver e il motore continua a fornire tensione al bus, probabilmente non succede nulla, ma il manuale non ne parla.

Esiste lo schema di quei driver? Se lo trovi posso darci un occhio e dirti se ci sono pericoli o no. Dallo schema si può capire con quasi certezza.

Che potenza hanno questi motori? Se posti il modello vediamo la differenza con un servo brushless.

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da rangerone1 » domenica 17 dicembre 2017, 13:35

Non ricordo bene ma dovrebbero essere motori da 140v 8a con circa 2nm di coppia nominale e poi hanno un riduttore epicicloidale da 3:1.
Sono accoppiati a viti passo 5 e se riesco vorrei arrivare a 5mt/min di rapidi quindi in uscita dovrei avere 1000rpm

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Re: fungo di emergenza

Messaggio da SWL » martedì 19 dicembre 2017, 2:25

Un epicicloidale 1:3 di quelle dimensioni ha un rendimento quasi unitario, superiore a 0.97. Serve quindi una coppia motore 0.69 Nm @ 3,000 rpm.
E' un motore da 35 W resi all'albero, decisamente di piccole dimensioni. Un FRLS200 della HiWin, da 200 W è in grado di darti tutto ciò di cui hai bisogno (e anche ben di più) ed è fornito con un vero driver con tutte le funzionalità necessarie, comprese quelle di emergenza. Non ho mai acquistato questi prodotti in Italia, ma qui l'insieme motore, driver e cavi dovrebbe essere attorno ai 300 Euro.

Se vuoi mantenere quei driver, non hai molte scelte se non quelle di cui abbiamo parlato sopra. Considera che interrompere con un teleruttore la corrente DC è più gravoso di farlo con la corrente di rete. Considera almeno un fattore 4 nel dimensionamento dei contatti.

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