Questo per incoraggiare altri neofiti come me che avessero voglia di cimentarsi ma non sapessero da che parte cominciare.
Io prima ero totalmente ignorante. Ora lo sono ancora ma posso dire di averci picchiato la testa e di averci cavato un risultato soddisfacente.
Gli obiettivi che avevo, tutti raggiunti con successo, erano: velocità , silenziosità e nessuna perdita di passo. Se l'argomento vi interessa ... potete continuare a leggere.
Ho acquistato questo kit
http://cgi.ebay.it/ws/eBayISAPI.dll?Vie ... 516wt_1251
Il rischio è stato alto, non sai cosa ti arriva e la spesa non è indifferente. Ma con quei soldi credo che stando in casa non ci si compri nemmeno un asse, si vive una volta sola e mi sono buttato.
Faccio volentieri pubblicità a questo venditore, si è dimostrato serio (a parte qualche giorno dopo la vendita in cui non sono più riuscito a contattarlo, ma forse non c'era) ed è stato un signore nel risolvere un problema di cui leggerete dopo.
Il materiale è arrivato con DHL in soli 2 giorni dalla Korea, roba usata ma in eccellente stato, perfettamente imballata e con dentro tutti gli accessori che potevano servire, cavi, finecorsa, breakout board, fungo emergenza.
Questo sistema si pilota semplicemente con Step/Dir come se fosse un sistema stepper. Poi ci pensa l'elettronica a pilotare opportunamente i motori (che sono dei motori AC brushless) e a gestire l'anello di retroazione con gli encoder da 2048 impulsi per giro, garantendo il perfetto posizionamento e l'impossibilità di perdita di passi.
Teoricamente la coppia di questi motori da 200W è inferiore a quella dei miei stepper da 3Nm, ma in pratica basta e avanza, visto che i servo rendono al massimo a tutte le velocità , a differenza degli stepper che salendo in velocità perdono drammaticamente coppia, incappando facilmente in perdite di passo.
Vi dico subito che con quel carro armato da 120Kg che è la LVL, vado ora con rapidi da 15mt/min, rampe ripidissime e soprattutto senza la rumorosità degli stepper.
Devo dire che l'inizio è stato molto traumatico, fondamentalmente perchè ero totalmente a digiuno di questa materia. Il manuale di 300 pagine certo non è stato di conforto. C'è voluta forza di volontà e determinazione e nel corso dell'avventura più volte sono stato tentato di smontare tutto e rimettere i miei cari stepper.
Il primo dubbio amletico è stato se avrei potuto accoppiare direttamente i motori all'albero o se necessitasse una riduzione con cinghia e pulegge.
Ho provato a chiedere qualche consiglio, ne ho sentite di tutte e alla fine ho fatto una media: pulegge con riduzione 1.5. Mi scocciava usare riduzioni maggiori perchè fatti i conti con frequenze di clock, passo vite, giri massimi del motore, non sarei riuscito a salire in velocità di avanzamento.
Quindi compro le pulegge e iniziano i problemi: sono da forare e non ho un tornio.... mi arrangio a lavorarle con la cnc, con il risultato di un centraggio non eccellente e di un foro non di precisione centesimale come servirebbe per un perfetto accoppiamento all'albero. Credevo che non sarebbe stato un grosso problema e che l'elasticità della cinghia avrebbe compensato il tutto. E invece mi sbagliavo: le prime prove di movimento sono catastrofiche.
Gli assi sono estremamente rumorosi e mi prende lo sconforto. Qui il primo video con dei rapidi a 10mt/min (provando a 15mt/min sembrava che dovesse sfasciarsi tutto). L'audio non è sincronizzato, comunque da l'idea.
http://www.youtube.com/watch?v=fbvtxLiW6m0
Cerco di sperimentare mille parametri diversi nella configurazione del PID (c'è il software apposito che comunica in seriale con i driver e permette di imposta i parametri) ma non ci cavo nulla.
Il secondo grosso problema è che ripetendo la stessa lavorazione più volte, l'asse non si ferma nello stesso punto, ma sempre un po' più in là . Guardando questo video capite di cosa parlo
http://www.youtube.com/watch?v=rcVe-WpDvI4
Roba da matti. Qui ho voglia veramente di smontare e buttare tutto. Inizialmente credevo fosse la puleggia che non fosse bloccata bene sull'albero e slittasse. In parte era vero e cerco di migliorare il fissaggio con una adeguata sfaccettatura dell'albero, in modo che il grano blocchi meglio. Poi lo sanno anche i polli che le normali viti non vanno bene e ci vogliono i grani che sono più duri, vero ? .....
Il problema comunque rimane. Dopo ogni ciclo mi trovo l'asse spostato di qualche decimo. Pianto li tutto e riprendo con calma il giorno dopo, iniziando a verificare i segnali. Scopro infatti che il fotoaccoppiatore di ingresso del segnale PULSE non riceve abbastanza corrente e qualche impulso si perde per strada. Sul manuale (di 330 pagine) in effetti era spiegato bene come dimensionare la resistenza esterna da mettere in serie. La metto da 2K come indicato (invece dei 4k7 che avevo) e tutto fila liscio, il posizionamento è perfetto.
Rimane da risolvere il problema rumorosità e non nascondo di avere creduto che fosse la meccanica ad avere qualche problema.
Decido di fare un esperimento: togliere cinghia e pulegge e provare l'accoppiamento diretto con un giunto elastico..... magia. Ogni rumore strano è sparito e il movimento è molto fluido. Ragionando ho capito che se l'accoppiamento con le pulegge non è geometricamente perfetto, l'anello di retroazione durante il movimento riceve informazioni irregolari e corregge male il pilotaggio, facendo produrre ai motori rumori e risonane che poi si propagano a tutta la struttura.
Non avrei mai creduto.
In questo video vedete dei rapidi a 15mt/min sugli assi X e Y, mentre sulla Z ho ancora provvisoriamente il vecchio stepper.
http://www.youtube.com/watch?v=l_-og5WUe_g
I guai non sono finiti ...
Passo ora all'asse Z, che per motivi di ingombro del motore sono costretto ad installare con pulegge e cinghia. Cerco di fare un lavoro più accurato sulle pulegge, con un foro più preciso che calzi meglio sull'albero. Mi viene qualche centesimo troppo stretto e mi aiuto con dei leggeri colpettini (giuro, leggeri) per inserire la puleggia. Lo sapevate che l'encoder (che è fissato dietro al motore) contiene un disco di cristallo ? Io no ....
Mi viene da piangere. Mi sono giocato il motore dell'asse Z. Il venditore non mi risponde più. Cerco disperatamente un altro motore su internet, ma apprendo che pur trovandone molti di simili, alcuni apparentemente identici, ogni casa effettua delle customizzazioni. Per cui un costruttore Tamagawa marca Samsung dei motori e li personalizza in modo che funzioneranno solo con azionamenti Samsung. Gli stessi motori con piccole differenze possono essere marcati Omron e funzionare solo con azionamenti Omron. trovo ad esempio un motore Omron che sembra identico al mio Samsung, pure il manuale sembra spiccicato, ma leggendo bene scopro che l'encoder ha una risoluzione diversa (e forse anche altre differenze funzionali) per cui non è compatibile con il mio azionamento.
Un bel problema. In pratica dovrei comprare un nuovo kit azionamento+motore.
Fortunatamente il venditore ebay alla fine si rifà vivo, gli spiego che ho fatto io il danno e si offre di regalarmi un altro motore, basta che gli pago 50 dollari per la spedizione. Fantastico. Gli chiedo di darmelo da 100W invece che 200W, perchè mi serve per l'asse Z (dove credo serva meno coppia) ed essendo più piccolo riesco a montarlo in accoppiamento diretto senza usare cinghia/pulegge.
In tre giorni mi arriva il pacco con dentro due motori .. un 100W e un 30W. Wow ..
Bene, monto il 100W sull'asse Z ma scopro che non è adeguato. Più o meno funziona, ma stando fermo è molto rumoroso perchè il motore sforza continuamente per tenere sollevato l'asse. Anche la taratura del PID è un problema, perchè tenendo un guadagno basso non ho un posizionamento preciso e alzandolo il motore diventa molto rumoroso. Poi spegnendo tutto, l'asse Z scende per gravità . A differenza degli stepper, dove a vuoto si fa un po' di fatica a ruotare l'albero (fatica sufficiente a non fare scendere l'asse) i servo girano liberamente. Infatti (scopro dopo) per l'asse Z è spesso utile un servomotore con freno. Il freno a macchina spenta tiene meccanicamente bloccato l'albero e accendendo la macchina (fornendo tensione al freno) questo si sblocca.
Decido quindi di mettere le pulegge con riduzione 1:2, cercando di realizzare tutto con la massima precisione e forte degli errori passati riesco a fare un buon lavoro. Ora funziona egregiamente anche lo Z, sempre un po' più rumoroso rispetto alla trazione diretta ma niente di che. Inoltre con la demoltiplica l'asse è più duro da muovere e a macchina spenta non scende .... L'unica cosa è che per faccende di clock/passi/giri riesco a raggiungere "solo" 10mt/min, mentre su X e Y potrei spingermi anche a 20. Ma va più che bene !
Sono ora veramente entusiasta del risultato, nonostante il lungo e sofferto calvario. Alla fine i problemi che ho avuto sono stati determinati unicamente dalla totale inesperienza che ho pagato sulla mia pelle.
Spero che abbiate letto con piacere questo romanzo e che magari vi venga voglia di provare anche voi, certo del fatto che, esperti o non, le minchiate (ops) che ho commesso io non le ripeterete !
Se vi servono dritte (ma naturalmente posso parlare solo dei Samsung Rockwell) sono qui
Marco
O almeno lo é per me...
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