1 asse con 4 motori sincronizzati

Sezione dedicata all'elettronica di controllo cnc.
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kylotron
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1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da kylotron » lunedì 14 settembre 2020, 11:16

Salve a tutti,

ho bisogno di una soluzione elettronica.

Ho 1 asse lineare mosso da 4 motori identici, con relative viti a ricircolo di sfere, anch'esse identiche.
Date le dimensioni non posso mettere 1 solo motore, ma ne devo avere 4 diversi da controllare simultaneamente.

Al momento ho 1 segnale che comanda 2 drivers ai quali ho collegato 2 motori ciascuno. Funziona, certo, ma non mi fido al 100%.
Anche perché se uno dei motori dovesse perdere qualche passo, il piano che si muove lungo questo asse mi si "sbilancia". E questo non deve assolutamente accadere.

In più avrei la necessità di effettuare una regolazione dei singoli motori per poter calibrare il piano.

Qualcuno ha qualche idea in proposito?

Pensavo di usare 4 encoder montati di fianco alle guide a ricircolo di sfere poste ai 4 vertici di questo piano.

Ma esiste un'elettronica che mi permetta di gestire i 4 motori sia singolarmente che contemporaneamente?

Il piano al momento misura 600x600 mm, con una corsa verticale di 600 mm.
Ma può raggiungere dimensioni 3 volte maggiori con una corsa anch'essa 3 volte maggiore. Da qui la necessità di avere 4 motori!

Grazie
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turbina

Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da turbina » lunedì 14 settembre 2020, 12:06

Mi viene da dire che tu possa usare 4 drive brushless identici con una sola riga ottica come feedback, se uno dei quattro dovesse presentare un errore di 0,1 mm di quota com'è andata rispetto agli altri tre andrebbe in errore facendo andare in errore anche gli altri tre drives, la torsione massima sarebbe di 0,1 mm

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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da hellfire39 » lunedì 14 settembre 2020, 12:13

Se stai facendo un prodotto amatoriale, non vedo molte soluzioni. Anzi non ne vedo nessuna.
Se stai facendo un prodotto professionale esistono azionamenti in grado di pilotare in modo sincronizzato più motori (una funzione chiamata comunemente gearing).

A livello amatoriale potresti costruirti un circuito basato su micro che legga i quattro encoder che vuoi mettere e fermi istantaneamente il moto in caso di discrepanza superiore a tot impulsi.

RENATO SEVERIN
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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da RENATO SEVERIN » lunedì 14 settembre 2020, 12:19

E se usasse 4 motori ad anello chiuso?

turbina

Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da turbina » lunedì 14 settembre 2020, 12:22

Si sta parlando SOLO di anello chiuso, l'anello aperto non viene neanche preso in considerazione

kylotron
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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da kylotron » lunedì 14 settembre 2020, 12:31

Al momento ho la necessità di "sperimentare" il tutto con 4 motori nema 17 identici.
Successivamente dovrò applicare il tutto a dei Nema 23.

Mi informerò sulla tecnologia gearing che penso sia ciò che mi serve. Hai qualche link sottomano?

Sull'uso di un micro che legga i 4 encoder... beh... sarebbe una soluzione da sviluppare. Mi servirebbe qualche aiutino in più però!
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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da RENATO SEVERIN » lunedì 14 settembre 2020, 12:36

Intendevo che ogni singolo feedback controllasse e corregesse il suo azionamento e non mandasse in errore tutto.
Sono interessato all'argomento perchè sto progettando una nuova CNC con basamento in acciaio e sono incerto se usare uno o due motori per l'asse X.

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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da kylotron » lunedì 14 settembre 2020, 13:03

Renato, questa è la soluzione più ovvia.

1 segnale, 4 closed loop (4 driver con 4 motore e 4 encoder) indipendenti.

Ma non so fino a che punto tale sistema possa essere affidabile. Andrebbero fatte delle prove.

Appena posso penso di prendere degli MKS Servo42, così provo.
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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da MauPre75 » lunedì 14 settembre 2020, 13:34

Posso chiedere cosa rende inpraticabile l'uso di un solo motore con le quattro viti collegate meccanicamente?
Sicuramente sarà stato valutato e ci saranno buone ragioni per non farlo e ripiegare su sistemi più complessi che dovranno dare affidabilità nel tempo.

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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da hellfire39 » lunedì 14 settembre 2020, 14:05

Quando ho parlato di gearing ho parlato di azionamenti utilizzati in automazione.
Di solito si tratta di motori brushless pilotati da azionamenti alimentati a 400V trifase.

La maggior parte di questi azionamenti riceve comandi di posizione via bus di campo (profibus, profinet, ethercat, canopen, ecc.)
La cosa difficile è trovare un azionamento che accetti ingressi del tipo passo/direzione.

Io ho utilizzato il gearing solamente con un sistema basato sul Twincat della Bechoff. Gli azionamenti erano bosch indradrive con interfaccia ethercat. Ma il gearing era generato dal PLC della bechoff, non dagli azionamenti.

Tieni conto che si tratta di oggeti che viaggiano nell'ordine di qualche k€. Ogni motore+azionamento può costare 2000-3000€.

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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da kylotron » lunedì 14 settembre 2020, 14:26

hellfire39, grazie 1000, era solo per capire la logica di funzionamento di questa tecnologia.

MauPre75, come ho già scritto all'inizio, il piano da muovere verticalmente, al momento misura 600x600 mm, con una corsa verticale di 600 mm. Ma il sistema dovrà funzionare ugualmente anche per un piano che possa misurare 1800x600 con corsa verticale di 1800 mm.
Collegare insieme le 4 viti significherebbe usare una cinghia dentata di parecchi metri di lunghezza, il che la rende soggetta ad una enorme elasticità e conseguentemente perdita di passi. L'alternativa sarebbe collegare tutto tramite alberi di trasmissione, rinvii e quant'altro. Complicazioni assurde per un sistema che dovrà essere semplice da montare e gestire.

La soluzione con 4 motori è l'ideale e il tutto verrebbe controllato da una elettronica che dovrò andare a realizzare.

Al momento, per semplicità ed economicità, il prototipo viene gestito da Arduino + Ramps 1.4, ma è solo il prototipo!
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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da kylotron » lunedì 14 settembre 2020, 15:12

Schema_Asse_Z1.png
Ad ogni Angolo ci saranno un encoder lineare, un motore con la vite a ricircolo di sfere e la guida lineare a ricircolo di sfere (pensavo alle hiwin serie PG, che integrano già l'encoder lineare).

Il circuito al centro, ???, riceverà il comando e muoverà i motori in modo da far muovere il piano verticalmente rispettando il movimento del comando ricevuto. All'occorrenza dovrà muovere il singolo motore in base alle istruzioni per la calibrazione.

Questo è ciò che devo fare. Come... non lo so con precisione, ne ho solo una vaga idea!

Ed è qui che mi serve la vostra esperienza!

Da dove partire?
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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da hellfire39 » lunedì 14 settembre 2020, 15:56

Parti... lasciando perdere!

Mi spiego: fidati dei driver ad anello chiuso e utilizza l'uscita di allarme dei driver per bloccare il movimento.
Verifica se i suddetti driver ad anello chiuso possono configurare l'uscita di allarme, ad esempio mettendo soglie molto strette nella tolleranza all'errore.

Per il resto non vedo altre soluzioni se non quella suggerita all'inizio di un sistema indipendente, con i propri encoder che monitorizzi le posizioni. E blocchi i driver in caso di errore.

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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da kylotron » lunedì 14 settembre 2020, 17:06

Quindi, hellfire39, mi stai dicendo di usare 4 driver closed loop e sperare che tutto possa funzionare in modo perfetto? :roll:
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Re: 1 asse con 4 motori sincronizzati

Messaggio da hellfire39 » lunedì 14 settembre 2020, 17:25

Ci dovrebbe essere sempre la possibilità di bloccare il tutto se un driver va in allarme

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