Retrofit riparazione ISEL GFM 4433

[odino87]

Dopo l'olimpo meccanina un'altra macchina è entrata (a pelo) nel mio garage.
Una isel GFM 4433.
La macchina in questione monta il suo controller originale, che però sembra essere bloccato o danneggiato.
Il programma installato sul PC (che parte una volta si e 3 no) usato per controllare la macchina è ProNC. Riesce a collegarli al controller ed a comunicare ma la macchina non si muove. Controllando lo status rileva un fine corsa (quello dell'asse Y) come sempre premuto. Però non lo è.
Ho smontato la parte laterale del ponte e ho controllato elettricamente con il tester i contatti dei sensori e sono buoni. A meno che non sia interrotto il cavo direi che il problema non è li.

Anche disabilitando da software (ho cercato di smanettare un poco nelle impostazioni) il sistema di protezione e sicurezza non vuole proprio saperne di funzionare in manuale.

Quindi penso proverò un'altra giornata a riparare il controller per vedere se lo sblocco e poi mi metto a smantellare e passo a mach3.
Penso monterò una axbb-e, e mi sa che devo prenderne 2 dato che devo modificare un'altra macchina sempre per la stessa persona.

Il motore di fresatura è un elte ATC con un inverter che non ho ancora identificato. Fa da 36000 RPM a 50000 RPM. Troppi per qualsiasi applicazione del cliente e penso che glielo cambierò.
Ho provato a far girare a mano il cono che è montato e sento un po' di rumore strano. Spero che i cuscinetti interni non siano danneggiati.

E nulla...
Una nuova avventura per me.
Se non riesco a far ripartire il controller porto via tutto quello attuale, porto via il comparto aria compressa (che tanto mi hanno già detto che a loro on serve) e ci metto una bella scatola di cablaggio con il nuovo controller mach3.

Prime considerazioni. Non mi piacciono molto le guide lineari usate su questo modello di Isel. Sono doppi tondini cementati con un cuscinetto particolare. Però come ogni macchina Isel su cui ho messo le mani riconosco che sono fatte con un certo criterio. Molto ben organizzate.
Sicuramente ci si potrebbe pendere qualche spunto.

[odino87]

Sto cominciando a smontare il controller per poi rifare il box elettronica (posto sul fianco destro) come era fatto più o meno quella della olimpo meccanica.
Ho buttato giù una bozza con fusion degli spazio di occupazione dei componenti e penso che ci possiamo essere.

Butto la un po' di descrizione di come l'ho pensato.
il cavo di alimentazione principale entrerà dalla parte posteriore. Tenuto fermo tramite un ferma cavo.
Ci sarà un cam-switch per l'attivazione del quadro a cui arriverà il l'alimentazione principale 220V. Volevo trovare un azionamento con protezione della porta (in modo da bloccare l'apertura quando il quadro è attivo) ma su TME non ho trovato nulla.
Proverò a cercare in zona da me. Ma qua a cad è giusto per mettere assieme i componenti.
Dal cam-switch vado ad un blocco di distribuzione per la 220V. Avrò una serie di connettori di distribuzione da barra DIN ponticellati con delle spine per avere le varie parti in parallelo.
Da blocco di distribuzione superiore vado poi ad alimentare il PSU a 24V, il PSU a 5V e l'inveter. Ci saranno anche gli opportuni portafusibili su barra din per proteggere i vari componenti. Non li ho messi a disegno mi spiace.

L'alimentatore a 24V avrà poi il suo blocco di distribuzione per alimentare i 3 driver DM542 (questa macchina monta motori da 3A) e per alimentare la AXBB-E (il blocco rosso nell'angolo a destra).
Sotto i motori ci saranno dei connettori RS232 (non li ho messi a disegno) a cui collegherò i relativi connettori della macchina che c'è sono presenti (così da riusare lo stesso cablaggio attuale). Da questi connettori arriveranno anche i segnali dei fine corsa che andranno alla AXBB. Ci sarà anche uno connettore da pannello per portare dentro il cavo ethernet.
Frontalmente ci sarà l'interruttore il fungo di emergenza, una luce led (24V) per indicare la messa in tensione del quadro, e volendo anche il potenziometro per regolare la velocità del mandrino (dipende da cosa mi dirà l'operatore della macchina).
Non ho messo a disegno il relay per l'attivazione del mandrino da codice.

Devo anche mettere un relay di sicurezza sotto la charge pump della axbb. Questo relay taglierà (volendo) l'alimentazione ai motori ed al relay di attivazione mandrino. Quindi sarà da mettere a monte del blocco di distribuzione 24V.

Il cavo dell'interter uscirà sempre da dietro.

Per ora questa è l'idea generale del quadro.
Sempre ben disposto a critiche e commenti!

A presto!

[andrea97]

Perchè non monti l'alimentatore in verticale?
Risparmieresti un sacco di spazio, solitamente gli alimentatori hanno i fori sui lati per permettere questo tipo di montaggio.

[odino87]

Proverò anche in quel modo. Intanto ho fatto il montaggio a questo modo per vedere l'occupazione massima.
I box che ho trovato sono 400x500 oppure 500x600 ed ho paura che in quello da 400x500 mi stiano troppo stretti in verticale.

[PumaPiensa]

Di solito c'è l'interruttore generale che da potenza al quadro / alimentatore in bassa tensione e poi con quest'ultimo si comanda un interruttore in autoritenuta che da potenza ai motori inverter ecc. Esistono delle centraline appositamente progettate, mal che vada almeno un teleruttore è meglio di niente. Tutte le emergenze dovrebbero essere collegate a questa centralina. Le emergenze o sono di tipo elettromeccaniche o devono finire a ingressi appositamente progettati disponibili per es su alcuni inverter. Nella mia cnc i finecorsa comandano ingressi sul controller, ma i finecorsa di emergenza e i funghi sono direttamente cablati sulla centralina di sicurezza.

[odino87]

Ammetto senza problemi che la parte di strutturazione dei cablaggi è il mio punto debole anche se piano piano sto imparando sempre più cose.

Per la strutturazione di questa scatola avevo preso ispirazione dall'impianto dell'olimpo meccanica che ho analizzato e sistemato recentemente.
In quel cablaggio il generale una volta armato alimentava tutto il quadro, ed intendo che venivano alimentati l'inveter, gli alimentatori 24V, 12V e 5V ed il trasformatore 240V->48V AC per i driver in alternata. Non c'era nessun dispositivo non alimentato.
Il circuito di emergenza passava attraverso il PLC, che a seconda del suo stato interno apriva o chiudeva il segnale di emergenza.

L'unica cosa importante che era sotto telereruttore era il contatto di forward dell'inverter (assieme all'avvio della pompa di raffreddamento ed altri dispositivi di aspirazione).
Quindi quando veniva schiacciato il fungo di emergenza oppure veniva aperto uno sportello oppure qualcosa nello stato del PLC faceva aprire il contatto di emergenza mach3 dava errore ed il teleruttore si apriva togliendo il consenso all'inveter e facendo fermare lo spindle.
Ma tutti i dispositivi restavano comunque armati ed accesi. Motori stepper compresi, inverter acceso con spindle fermo dato che mancava il consenso.

[odino87]

ho provato a buttare giù uno schema di collegamento come lo avevo pensato attualmente.
Ho preso "spunto" sia dallo schema della olimpo che da quello di un canale YT che sto seguendo attualmente (RouterCNC) dove ha rifatto la sua centralina con la scheda AXBB.
Su questo canale effettivamente lui utilizza un sistema a relay con autoritenuta che indicato da PumaPiensa. Ha una parte dell'impianto a 24V che è sempre attiva (chiamata 24V Permante) ed una parte che è attiva solo dopo aver premuto il pulsante che attiva il relay principale (Master Relay).

Nello schema non ho messo il VFD ed i motori per velocità di disegno.

Isel.png

Nel mio schema il 5V è sempre attivo ed alimenta solo la AXBB.
Il 24V permanente alimenta la AXBB ed i relativi contatti dei limit switch e del fungo E-stop (scusate per il simbolo errato dei fine corsa e dei limit, nello schema sono NO ma in verità saranno NC solo che ieri sera nella stanchezza non l'ho trovato in proficad).
Il fungo avrà 2 contatti NC. Uno sarà usato solo per il segnale da mandare al pin relativo all'emergenza della scheda e di mach3.
L'altro contatto NC sarà messo in cascata con la charge pump della scheda.
Il segnale di charge pump della AXBB andrà a controllare la bobina di un relay/telereruttore Master. Se l'emergenza è schiacciato o se il programma non è attivo (quindi il segnale della charge pump non è attivo) la bobina resterà disalimentata e quindi il relay master sarà disarmato.
Se l'emergenza non è schiacciata ed il programma è attivo il relay master sarà chiuso e quindi il blocco di distribuzione 24V Master sarà alimentato.
Questo blocco 24V+ Master porterà alimentazione ai 3 driver passo passo ed alimenterà la parte A1 della bobina del relay di avvio spindle (quello per il segnale forward per dare il consenso di avvio).
In questo modo se come prima ipotizzo di schiacciare l'emergenza (o se il programma di scollega quindi addio charge pump) il blocco 24V+ Master si trova senza alimentazione ed il relay FWD Spindle si apre togliendo il consenso al mandrino di girare.
Uno schema simile è riportato anche nel manuale PDF della AXBB scaricabile dal sito ufficiale, anche se nello schema della della AXBB sul manuale la charge pump non è in cascata con un contatto del fungo.

Solo una cosa mi lascia perplesso.
Il cablaggio della olimpo meccanina era fatto in modo tale che se veniva schiacciata l'emergenza o in caso di errore il tutto si bloccava, il mandrino si fermava (il teleruttore si apriva) ma i motori steper rimanevano sotto tensione in posizione, così come in quello della AXBB (dato che il relay master si apre solo se manca la charge pump).
In questo schema, in quello di routerCNC su YT se schiaccio l'emergenza si apre il master che mi toglie alimentazione ai motori stepper.

Io preferirei lasciare i motori sotto tensione quando viene schiacciata l'emergenza.
Però voglio anche far anche si che il relay di spindle si apra subito quando schiaccio l'emergenza e non per via di qualche segnale proveniente solo dalla AXBB. Quindi potrei fare anche una cosa come la seconda versione dello schema qua sotto.

Isel2.png

Il master relay è controllato solo dalla charge pump (quindi solo se il programma è acceso il relay alimenta i motori e tutto il resto).
Il secondo contatto NC del fungo di emergenza non aprirà più il master relay ma forzerà l'apertura del relay di forward spindle, che quindi si aprirà non per segnale della AXBB ma per apertura circuito.

[PumaPiensa]

Se lo fai di lavoro e la macchina poi la dai a uno che ci lavora (soprattutto se ha dipendenti che ci lavorano) non puoi fare le cose a naso. Devi procurarti un pdf sulla sicurezza macchine e vedere cosa ti dice di fare. Per esempio al tempo avevo letto che il fungo ( può essere un fungo, un interruttore a corda o altro consentito) deve interrompere l'alimentazione a tutta la macchina, supponiamo che ti prendi una mano fra piano e mandrino preferiresti che i motori stiano fermi o che si scolleghino permettendoti di alzare l'asse Z magari facendo leva con qualcosa? Se non togli alimentazione ai driver per spostarlo dovresti spegnere la macchina e non è scontato che puoi arrivare all'interruttore generale. Invece l'inverter potrebbe restare alimentato in quanto farebbe comodo un immediato arresto del mandrino ,ma solo usando un apposito ingresso specifico per emergenza. L'argomento è complesso, non progetto quadri, ma ne ho realizzati una trentina tempo addietro e in tutti da quelli da decine di Kw per le fornaci a quelli piccoli per marcatori laser avevano sempre centraline di sicurezza (eventualmente più di una se non si voleva arrestare totalmente la macchina) con teleruttori in autoritenuta.
Nelle mie macchine di solito prevedo sempre almeno un rele in autoritenuta che sgancia tutto, nella cnc sono andato oltre, centralina di sicurezza con doppio teleruttore e funghi con doppio NC (e finecorsa specifici per sicurezza) in questo modo si raggiunge una categoria "4" ovvero la centralina segnala subito un guasto (es contatti NC incollati) e l'emergenza e comunque sempre attiva.
Ripeto, se uno se lo fa per se può fare quel che vuole, ma se lo fai per altri ti converrebbe almeno chiedere consiglio a un progettista che lo fa di lavoro. Magari nel tuo caso basta un interruttore , magari ci vuole ben altro.

[odino87]

io anche se lo faccio come lavoro i miei cablaggi poi vengono verificati da altri professionisti i quali si assumo poi loro la responsabilità di quello che verificano o delle modifiche che devono fare per rimettere tutto a norma. Io devo "solo" fornire un quadro che funziona che poi sarà modificato dove serve.

Ma infatti questo discorso l'ho introdotto non tanto per quello che devo fare io in questo caso, ma proprio a livello generale.
Bene o male la olimpo meccanica era un'azienda che vendeva macchine sul territorio nazionale. Quali sono i criteri che rendono il macchinario "sicuro" e quindi certificabile come tale?
Il tuo esempio della mano incastrata e quindi si deve spostare i carrelli a forza è calzante. Motori in tensione o motori non in tensione?
Anche in caso di apertura Sportelli i motori rimangono in tensione.
Anche su questa Isel, a leggere il manuale originale, se apro lo sportello la lavorazione si blocca ed il mandrino si spegne ma i motori rimangono comunque in tensione.
Forse la sicurezza e la certificazione si basa sul fatto che (salvo manomissioni da parte di chi usa la macchina, ma li si va su altre questioni) se gli sportelli vengono aperti la macchina si deve fermare e quindi il rischio per la sicurezza è basso al punto tale di essere calcolato e considerato "nullo".

Cioè io come detto mi occupo della parte CN e programmazione del controllo (cioè la CNC si deve muovere e lavorare) mentre la questione sicurezza sarà da delegare ad altri, però è un argomento spinoso che mi ha sempre incuriosito ed al contempo dato mal di testa.

[PumaPiensa]

Ok allora sei apposto. Un conto è il fungo di emergenza o un finecorsa che impedisce di sfasciare la macchina un conto è aprire una porta magari per dare una soffiatina al pezzo. Nel secondo caso non c'è una emergenza, ma sono un possibile pericolo che viene ridotto fermando la macchina e spegnendo il mandrino. In teoria l'operatore dovrebbe farlo manulamente prima di aprire lo sportello ,ma cosi si è più sicuri .

[odino87]

A livello teorico dici che è meglio separare l'emergenza della scheda di controllo (il contatto e-stop che ferma la lavorazione) dall'emergenza del quadro elettrico?

Cioè mettere un pulsante (o fungo) per fermare la lavorazione messo in serie con i limiti di sicurezza ed un fungo di emergenza per staccare l'alimentazione a tutta la centralina e quindi aprire il teleruttore in auto ritenuta?

Il primo caso è gestito dal controller il secondo staccherebbe tutta la potenza a tutta la macchina.

[PumaPiensa]

IL fungo è solo ed escusivamente per l'emergenza e non deve esserci nulla che possa confondere quando si deve utilizzarlo. Non a caso i pulsanti di colore rosso sono consentiti solo se sufficentemente distanti da non poter essere confusi con l'emergenza.
L'emergenza e qualcosa di "catastrofico" mentre ci sono altri eventi che non lo sono ,ma comunque sono pericolosi. Se mi prendo un braccio nel portale, se prende fuoco un motore o mi si sta schiantando la macchina posso anche togliere alimentazione a tutto ed eventualmente buttare il lavoro che stavo facendo (è il male minore).Invece se sovrapensiero apro il box magari anche solo per pulire il vetro non è possibile che si spenga tutto e butto il lavoro, basta che la macchina si metta in una condizione non pericolosa per esempio fermando il mandrino. Nella mia ho due finecorsa per lato, uno induttivo che mi blocca la macchina via software, ma poi c'è quello meccanico che mi fa cadere tutto nel caso quello software non funzioni. Il controller gestisce solo gli induttivi , la centralina di sicurezza i funghi e i finecorsa meccanici messi dopo gli induttivi.
L'emergenza deve essere gestita solo dalla centrlina apposita, eventualmente è quest'ultima che poi dice al controller che c'è un problema (il controller è sempre alimentato).
Se non ricordo male una volta ho fatto un marcatore laser che usava due centraline di sicurezza , una solo per le porte che bloccava la macchina l'altra invece collegata al fungo faceva cadere tutto. Comunque se hai un professionista che ti segue meglio che chiedi a lui , l'argomento è complesso e molto "delicato"

[odino87]

ho compreso il tuo esempio e la spiegazione.
L'emergenza deve mettere la macchina in condizione di non ulteriore pericolo o aggravare tale pericolo per chi è attorno. Non è un sistema di protezione in se ma serve per impedire ulteriori pericoli a chi sta attorno.
Quindi non è detto che debba spegnere tutta la macchina ma metterla in condizione di non nuocere.

Penso che farò a questo modo allora (poi butto tutto in uno schema per avere le idee più chiare).
Dopo il generale metterò un piccolo alimentatore 24V ed il 5V giusto per alimentare la scheda di controllo.
Il piccolo 24V sarà usato anche per controllare un teleruttore (con bobina in 24V) in autoritenuta. Sul pannello frontale metterò un pulsante che permette di chiudere il teleruttore ed il fungo di emergenza aprirà il teleruttore.
A valle del teleruttore metterò un alimentatore 24V per i driver e volendo anche il VFD.
A questo punto se viene premuta l'emergenza tutta la parte di potenza viene disalimentata.

Poi naturalmente farò verificare il tutto da chi guarderà dopo il quadro una volta che la mia parte sarà completa.
Però rimango sempre stupito nel rivedere gli schemi dell'olimpo meccanica e nel fatto che siano completamente diversi. Nessun controllo simile. Se ho modo chiederò anche a riguardo di tale cosa. Per ora grazie

[odino87]

Ho modificato lo schema.
Aggiunto un alimentatore 24V che sarà attivo permanentemente, assieme ad uno 5V. Questi saranno usati per la AXBB, ed anche per i limit switch e per la bobina del contattore.
Premendo un pulsante di avvio viene armato in autoritenuta il teleruttore principale che porta Linea e Neutro al PSU 24V per gli stepper.
Il contatto di autoritenuta passa il contatto ausiliario NO del teleruttore a passa attraverso uno dei contatti del fungo di emergenza.
Quando schiaccio il fungo il teleruttore si apre togliendo tensione al PSU dei driver e quindi agli stepper. Mi son ricordato da qualche parte che non si dovrebbe mai togliere LA DC ai driver perchè rischiano danni per la frenata dei motori. Quindi ho deciso di tagliare LN al suo PSU.

Quando il fungo non è premuto anche il master relay si può chiudere.
Il master relay si chiude solo se la charge pump è attiva e il fungo non è schiacciato.
Quando il master relay si è chiuso allora il contatto di ESTOP sulla AXBB è chiuso e posso chiudere anche il relay di avvio mandrino tramite il pin di uscita dalla scheda.
Se schiaccio il fungo si apre il master relay che subito mi apre il contatto di emergenza della scheda e mi apre il relay dello spindle.

[hellfire39]

Mi son ricordato da qualche parte che non si dovrebbe mai togliere LA DC ai driver perchè rischiano danni per la frenata dei motori. Quindi ho deciso di tagliare LN al suo PSU

Non ho ben capito la differenza tra tagliare il 24V dei driver oppure tagliare la 220V dell'alimentatore dei driver...
Alla fine togli sempre l'alimentazione ai driver!
Ho capito male il tuo ragionamento?



P.S. A proposito di gestione delle emergenze: riporto un post di @quandro di ieri perché, forse, si è sbagliato thread e lo voleva mettere qui:

Per la sicurezza in qualsiasi macchinario vi deve essere un dispositivo SIL che gestisca i vari organi di movimento, in questo caso gli azionamenti.

Facendola semplice:

Nel quadro vi è un dispositivo SIL che gestisce la potenza e che quindi alimenta gli azionamenti.
In segnali d'emergenza vanno direttamente al SIL.
Il SIL ritorna al controllore lo stato di allarme, di avvenuto consenso al lavoro dopo accessione (main Power, inverter pronti, driver pronti, etc).

Mai e poi mai il controllore (scheda CNC) deve essere responsabile della sicurezza in modo diretto, ma questo è compito del dispositivo SIL certificato).