Configurazione Assi RTCP

Sezione dedicata all'elettronica di controllo cnc.
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Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Elettrone » lunedì 21 gennaio 2019, 21:28

Buonasera a tutti,
sto progettando un controller per macchine CNC e vorrei implementare almeno 6 assi interpolati di cui 3 rotazionali configurabili di tipo RTCP o su tavola rotobascullante. Non riesco ad avere una chiara visione delle possibili configurazioni macchina. Per quanto abbia capito esistono macchine con il solo asse A e macchine che usano C e B (vedi disegni allegati).

Esistono configurazioni macchina che usano gli assi A, B e C RTCP contemporaneamente?
Avrebbe senso considerare una configurazione macchina: l'asse C che muove l'asse B che a sua volta muove l'asse A?

Ringrazio anticipatamente tutti quelli che risponderanno.
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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Fiveaxis » lunedì 21 gennaio 2019, 21:43

Se parliamo di fresatrici, esistono configurazioni a 6 assi. (generalmente su macchine di grandi dimensioni)
In particolare, di solito, si ha la testa con 2 assi rotativi e la tavola con un secondo asse C. Quest'ultimo spesso è indexato: vale a dire NON interpolato ma usato solo in posizionamento.

Ad una fiera ricordo di aver visto una fresatrice che, oltre alla testa con i 2 assi rotativi, aveva un divisore sulla tavola (asse A) in quel caso interpolato.
La macchina conta...ma la differenza la fa il "manico"!

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da safe60 » martedì 22 gennaio 2019, 9:50

ci sono fondamentalmente 3 tipi di macchine a 5 assi :
TABLE TABLE = macchine che hanno entrambi gli assi rotativi sulla tavola. quindi una tavola rotobasculante. Qui e' il pezzo che si muove. L'utensile non cambia orientamento.

HEAD HEAD = macchine con entrambi gli assi rotativi sulla testa. Tipicamente macchine di grandi dimensioni con corse di metri. In questo caso il pezzo e' fermo sul bancale della macchina ed e' l'utensile ad inclinarsi.

TABLE HEAD = Configurazione ibrida. Un asse rotativo sulla tavola e un altro sulla testa.

In queste 3 categorie rientra il 90% (e oltre) delle macchine.
Tieni conto che, matematicamente parlando, con due angoli e' gia' possibile orientare l'utensile come vuoi.
Come dice Fiveaxis, esistono macchine con tre assi rotativi ed e' anche vero che certi controlli, come Heidenhain, gestiscono gia' RTCP sui tre assi rotativi. Pero' non ho mai visto una macchina come quella ipotizzata da te e ritengo non offra nessun vantaggio.

Detto questo subentra un altro problema : con due assi rotativi esistono due combinazioni di valori che orientano l'utensile nel modo corretto e molti CAM permettono di selezionare quale delle due utilizzare. Con tre assi rotativi il numero delle possibili combinazioni e' molto piu' alto (non e' pari al numero di assi rotativi in gioco). Ecco perche' in macchine di quel tipo, o si gestiscono gli assi rotativi a coppie oppure uno e' di posizionamento e gli altri due di lavoro.
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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Junior73 » martedì 22 gennaio 2019, 11:30

sto progettando un controller per macchine CNC
:shock:

Ciao nel senso di un controller per uso personale oppure un prodotto italiano destinato al mercato tipo Rosettacnc?

Saluti

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Elettrone » martedì 22 gennaio 2019, 19:43

Ciao nel senso di un controller per uso personale oppure un prodotto italiano destinato al mercato tipo Rosettacnc?
Si, sarà destinato al mercato come lo è stato il Colibri (mia fonte di ispirazione) e come adesso ha fatto Rosetta. Ho un profondo rispetto per il sig. Michele Ribaudo autore di Colibri e non intendo copiare ma predere spunto. Seppur Rosetta ha interamente copiato l'interfaccia di colibri, ammiro il loro impegno nel realizzare un ottimo controllo numerico.

Non so quanto temp impiegherò a svilupparlo. Spero di fare bene!

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Elettrone » martedì 22 gennaio 2019, 19:54

Grazie Safe60, avevo già intuito che avere 3 assi rotanti su testa crea una ritondanza poichè si ottiene lo stesso orientamento dell'utensile con 2 assi.

Posso farti un ulteriore domanda?
Qualora l'asse interpolato sia su tavola, una rotazione di un asse, per esempio A, compota la compensazione delle coordinate X, Y, e Z per permettere all'utensile di seguire il pezzo?

Lo chiedo perchè ho visto dei video dove la punta dell'utensile viene posizionata su un angolo di un cubo, dove il cubo è il pezzo posizionato su tavola rotobascullante a 2 assi, mentre che il cubo ruota l'utensile segue il cubo rimanendo incollato all'angolo di partenza.

Può questa essere una funzione dinamica che si attiva da gcode al momento che serve?

Grazie ancora per la disponibilità.

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Fiveaxis » martedì 22 gennaio 2019, 20:21

Dico la mia, l'utensile rimane sullo spigolo del cubo interpolando sugli assi lineari e rotativi (coinvolti nella traettoria impostata) se attivi l' RTCP...Con codice M (di solito)
La macchina conta...ma la differenza la fa il "manico"!

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Innaig » martedì 22 gennaio 2019, 20:34

Aggiungo i miei 2 centesimi.
Negli ultimi 3 anni vanno forte le macchine a 6 assi.
Oltre a X,Y e Z vi sono 2 assi in testa ( tipicamente A e C) ed un asse in tavola con motore torque in grado di ruotare a circa 300 giri/min.
A cosa serve? Ad avere un tornio su fresa ad esempio oppure per poter fresare parti di dimensioni generose posizionando la testa da un lato.
Di solito l'asse rotante è posta da un lato della tavola.



Saluti.

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Elettrone » martedì 22 gennaio 2019, 21:03

Riassumendo:
  • Gli assi rotazionali possono essere sia sull'utensile che su tavola con varie configurazioni ;
  • Le due configurazione proposte ad inizio post possono soddisfare la maggior parte delle macchine con assi rotanti su testa;
  • La funzione RTCP è attivabile dinamicamente da Gcode con il comando Mxx (lo cercherò);
  • Quando la funzione RTCP è attiva il centro di rotazione sarà la punta dell'utensile indipendentemente che a ruotare sia l'utensile o il pezzo.
voi cosa aggiungereste?

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da safe60 » martedì 22 gennaio 2019, 21:31

@elettrone

Certamente la rotazione di un asse in una configurazione tutta di tavola richiede una correzione di coordinate. SENZA alcuna forma di RTCP la rotazione sposta fisicamente il pezzo, ma lo zero pezzo resta dove si trova (a parte condizioni particolari). Quindi le coordinate devono essere modificate. L'entita' della correzione dipende dalla distanza fra gli assi di rotazione e dalla eventuale distanza fra lo zero pezzo ed il centro della tavola. Nel caso della rotazione del solo asse A che ruota intorno a un asse parallelo a quello X della macchina, saranno le coordinate Y e Z che dovranno essere corrette. Quelle X restano identiche.

Ai vecchi tempi in cui i controlli non avevano nessuna forma di rtcp per lavorare a 5 assi i poveri sviluppatori di post richiedevano sia la distanza fra gli assi di rotazione (che andava codificata internamente al post) che, appunto, la distanza fra lo zero pezzo ed il centro tavola.
Quindi l'utente cosa doveva fare ? Doveva piazzare il pezzo in macchina, rilevare con la migliore accuratezza possibile quella distanza e digitarla nel post. Solo allora si poteva postprocessare e avviare la lavorazione. Una cosa molto scomoda. Vero e' che a quei tempi chi faceva lavorazioni in continuo erano pochi.

Poi venne RTCP e tutto cambio'. Con rtcp le correzioni che una volta doveva calcolare il post ora le fa il controllo con buona pace di chi fa i post e anche degli utenti che non devono piu preoccuparsi ne' di dove sia lo zero pezzo (alleluja) e nemmeno di come sono messi gli assi.

Per quanto riguarda l'esempio del cubo, la risposta e' che non solo "Può questa essere una funzione dinamica che si attiva da gcode al momento che serve?" ma e' esattamente quello. Chiaramente stiamo parlando di rtcp dinamico cioe' quella situazione in cui il controllo corregge in tempo reale gli effetti delle rotazioni modificando le quote lineari di conseguenza.

Anche qui ci sono ancora oggi due diverse modalita' :
Modo 1
rtcp dinamico tipo M128 di Heidenhain o G43.4 di Fanuc et similia oppure ancora TRAORI di Siemens. In questo caso lo zero pezzo segue sia lo spostamento che l'orientamento della tavola. In pratica e' come se fosse "incollato" sulla tavola.
Un rtcp di questo tipo e' interessante perche le coordinate X Y e Z sono le stesse che hai rispetto allo zero pezzo. In piu' ovviamente hai i valori angolari degli assi.

Esempio tipo Fanuc:
G43.4 (attiva RTCP dinamico )
G1 X100 Y50 Z 150 A32.678 C78.944
..
..
X100 Y50 Z150 sono coordinate pezzo ! Cioe' sono le stesse che leggeresti sul CAM con gli assi a zero. Pero' ci sono anche i valori di A e C. Il controllo applichera' in tempo reale a queste tre coordinate le correzioni necessarie dovute alla rotazione Di A32.678 e C78.944 tenendo ovviamente conto della cinematica della macchina e della posizione dello zero pezzo. Ovviamente ruotera' anche gli assi A e C. E' garantito che la punta utensile resti sempre sul percorso calcolato. L'orientamento dell'utensile rispetto al pezzo cambia per effetto della rotazione della tavola ma tanto questa modalita' si usa tipicamente con utensili sferici.

Modo 2
Sui primi Fanuc, e ancora oggi su alcuni di essi, l'rtcp e' in una forma ibrida. Cioe' lo zero pezzo si sposta per effetto della rotazione ma l'orientamento no. In pratica gli assi XYZ dello zero pezzo restano sempre paralleli a se stessi. Quindi il controllo compensa lo spostamento ma NON la rotazione che deve essere appannaggio del post. In questo caso le coordinate a XYZ non sono come quelle del modo 1.
Se implementerai una forma di RTCP, suggerisco caldamente la forma modo 1.

Piu importante dell'RTCP dinamico e' quello statico tipico delle lavorazioni posizionate, 3+2 o chiamiamole come si vuole. Sono la stragrande maggioranza, almeno da quello che vedo in giro. in pratica e' la gestione del piano inclinato nello spazio che prevede la correzione iniziale della rotazione assi dovuta al posizionamento e poi la lavorazione e' come se fosse a 3 assi normale. Magari di questo si parlera' piu' avanti.
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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Fiveaxis » martedì 22 gennaio 2019, 21:47

Aggiungo solo che l'RTCP, di fatto, è il punto fisico in cui gli assi degli assi rotativi (scusate il gioco di parole) si incrociano.

Tale punto si rileva fisicamente: varia da macchina a macchina (e...da stagione invernale a stagione estiva :mrgreen: ), dopo di che viene inserito nel CNC.
Curiosità, di solito la verifica del punto RTCP andrebbe eseguita almeno 2 volte all'anno: al cambio di stagione, per via delle dilatazioni termiche che modificano la geometria macchina. In ambiti in cui sono richieste precisioni molto spinte, lo si verifica con cadenza periodica più frequente.
La macchina conta...ma la differenza la fa il "manico"!

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da safe60 » martedì 22 gennaio 2019, 21:53

Elettrone ha scritto:
martedì 22 gennaio 2019, 21:03
...
...
voi cosa aggiungereste?
Dipende molto dal tipo di mercato che intederai approcciare. Se quello hobbistico, io lascerei perdere per il momento i 4 5 6 assi dando la precedenza a far funzionare bene la modalita' a 3. Se proprio proprio.. direi :

Un software di interfaccia completamente e molto facilmente modificabile.

se invece punti al mercato semi professionale o professionale la lista diventa lunga.


Pero' mi permetto di fare osservazione : dalle domande che poni mi sono fatto l'idea che tutto sia ancora sul tavolo di lavoro e che il progetto deve ancora partire all'atto pratico. Si tratta di un'idea.. o c'e' un progetto imprenditoriale dietro ?
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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Elettrone » mercoledì 23 gennaio 2019, 1:13

Innanzi tutto grazie a tutti per il tempo che mi avete dedicato.

@safe60
Sono un Ingegnere Elettronico con un po di conoscenze informatiche e poca esperienza nel campo CNC. Scusa magari per domande sciocche.
In effetti il progetto è appena partito e sto iniziando da zero. Sto ricavando tutte le equazioni geometriche e fisiche per soddisfare il segmento 6 assi.

Avere un 3 assi tutto implementato sarebbe un bel traguardo ma per come gli assi rotazionali modificano le equazioni dei 3 assi lineari conviene direttamente considerarli sin da adesso.

Io mi vorrei piazzare nel segmento hobbistico/semiprofessionale poiché tra i vari arduino e macchine cinesi non avrei speranza di emergere in un segmento puramente hobbistico, 6 assi è un must to have! Per adesso ho quello come target cercando di soddisfare lo standard rs274.

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da gino » mercoledì 23 gennaio 2019, 6:18

Fiveaxis ha scritto:
martedì 22 gennaio 2019, 21:47
Curiosità, di solito la verifica del punto RTCP andrebbe eseguita almeno 2 volte all'anno: al cambio di stagione, per via delle dilatazioni termiche che modificano la geometria macchina. In ambiti in cui sono richieste precisioni molto spinte, lo si verifica con cadenza periodica più frequente.
si..ci son macchine 5 Assi che se la temperatura e inferiore a 15 gradi non partono proprio
(tipo Mori Seiki Heidenhain I530) ;la cinematica va verificata prima di effettuare lavori di 5Assi
tollerati verso i centesimi ,si fa il primo pezzo ,si riscontra con riporto tridimensionale ,
si notifica la differenza ,..se giusto si continua ,altrimenti bisogna modificare ad hoc
via SW a bordo macchina ,..di nuovo prova ,..di nuovo riscontro tridimensionale..
..a noi e capitato anche di farlo 2 Volte al giorno quando le temperature sbalzano.

RTCP non e`una passeggiata ,..e molto complessa anche il valore feed deve essere adeguato .
su un pezzo programmato in Cam al centro fulcro con il suo Feed ;..e chiaro che se si sposta poi il pezzo
sulla tavola fuori centro e piu alto in Z (traslando con Rtcp) il Feed non puo rimanere quello del centro fulcro .
dietro Rtcp ce`un lavoro enorme ..

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Re: Configurazione Assi RTCP

Messaggio da Junior73 » mercoledì 23 gennaio 2019, 9:33

@Elettrone

Safe mi ha preceduto sulla collocazione di mercato. Rosetta è un ottimo prodotto molto vantaggioso per il mercato semi o professionale ma ha purtroppo un prezzo alto per noi hobbisti, che sviluppiamo macchine cnc di solito fino a 2000 euro di componenti . Nel mercato manca un vero concorrente della Planetcnc (prezzo fino a 200 euro) ed un sostituto di Mach3. Una scheda 4 assi con la possibilità di pilotare non solo una cnc a 3-4 assi ma anche:

- un laser (a diodi o co2) magari riuscendo anche ad interpretare correttamente percorsi fatti con programmi tipici del settore laser
- Un plasma
- Un tornio cnc

Comprendo comunque che l'utile si crea rivolgendosi al mercato professionale , disposto (ed abituato) a spendere cifre notevoli per funzioni evolute
che richiedono tempo di programmazione ma non un costo reale (tipo smarthphone costosi per intenderci). Non sottovaluterei comunque
l'hobbista (anche evoluto) che può diffondere un marchio , testare il prodotto etc. Una sorta di prodotto "lite" prima di arrivare al prodotto definitivo .

L'interfaccia chiara tipica dei software colibri ,,planetcnc Rosetta è credo il modello da seguire.....

Saluti

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