Limiti meccanici - piccola Monografia collettiva.

[overlights]

Salve a tutti.
Ho pensato di avviare questo post nel tentativo di raccogliere le informazioni più utili per conoscere, scegliere e utilizzare
questo semplice ma indispensabile dispositivo elettromeccanico.
Diciamo che faccio appello al buon cuore degli utenti più esperti...

Prima che qualcuno lo dica, so che è possibile configurare Home e fondo corsa con sistemi più sofisticati e costosi,
ma sono in molti a sostenere che semplici switch meccanici siano preferibili... e possano svolgere comunque un buon lavoro
anche in termini di precisione e ripetibilità , purché scelti ed impiegati correttamente.
Ad oggi, nonostante abbia letto molti post e fatto ricerche su questo argomento, ci sono domande per cui ho trovato solo risposte parziali.

Le riassumo quì:

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- Differenze sostanziali tra Home e fondo corsa.
- Tipi e varianti di switch (rotella si/no, levetta lunga Vs levetta corta, ecc).
- Consigli su Marche e modelli specifici, costo medio, ecc.
- Altre caratteristiche da considerare (forza e corsa di azionamento, dimensioni, eventuale grado IP, ecc.)
- Criteri di scelta e installazione, in funzione della precisione (Angolo e posizione ideale di ingaggio,
eventuale profilo ottimale dell'attuatore*. ( * = La forma che va ad "impattare" contro la rotella dello switch).
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Con la speranza che altri utenti possano trovare utili queste informazioni,
ringrazio anticipatamente chiunque vorrà  portare la propria esperienza...!

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[Dag50]

Cominciamo dalla prima domanda, - Differenze sostanziali tra Home e fondo corsa.
La differenza consiste nel fatto che, la posizione di Home è quella con la quale la macchina farà 
riferimento agli spostamenti di lavorazione, mentre quella di fondo corsa è da intendersi come
limite massimo di spostamento che si consente ai carri della macchina senza causare guasti e
rotture pericolose, ora aspettiamo altre risposte prima di continuare.

[Zebrauno]

..proseguendo...ne deriva che il sensore home deve eccellere in precisione e ripetibilita', mentre il limite deve intervenire senza possibilita' di fallire.

Per questo per i sensori home si accettano sistemi di tipo attivo (alimentati) e anche di tipo NO (normalmente aperti), mentre per i limiti la condizione piu' sicura avviene usando dispositivi meccanici passivi, collegati tutti in serie tra loro, di tipo NC (a contatto normalmente chiuso).

Questo perche' se uno dei limiti dovesse avere un problema farebbe immediatamente bloccare la macchina, anche prima di avviare una lavorazione.

Il grado di protezione IP dipende da dove saranno posizionati e dalla presenza o meno di liquidi in lavorazione.

La lunghezza della leva, la rotellina, l'angolo di contatto e la forza di attivazione dipendono dal sistema su cui saranno montate.

Una macchina capace di rapidi di 50mt/min avra' distanze di arresto in emergenza piu' lunghe di una che arriva a 5mt/min, quindi e' logico tenerne conto per la scelta dei limiti.

Un home con avvicinamento ad alta velocita', di solito, si sceglie del tipo senza contatto poiche' il primo approccio al sensore lo superera' con un'extracorsa che verra' poi invertita lentamente per registrare la posizione di home.

Su una macchina hobbistica, se l'approccio all'home si regola su velocita' ridotte, si puo' usare un unico sensore sia come limite che come sensore di home, sempre tenendo conto dell'extracorsa prima dell'arresto.

Sugli switch meccanici si parte dalle 5 euro sino alle 50 per quelli con grado di protezione e robustezza maggiore.

Questo per avere un'infarinatura, e anche per farti capire che non esiste il sensore ottimale generico ma tante soluzioni per tanti casi applicativi quindi per un consiglio mirato dovresti porre un caso specifico.

ciao

[overlights]

Grazie Dag!
Ma oggi non è il tuo compleanno? Tanti Auguri!
... a che ora hai detto che è la grigliata per gli amici del forum?

Grazie mille Zebrauno.
Ottimo e abbondante, come al solito.
In effetti non mi aspettavo un sensore ottimale generico, piuttosto indicazioni guida per orientare la scelta.
Come dici... scegliere caso per caso.
A questo punto, visto che insisti... , ti porto un caso "a caso". La mia futura CNC.
Se puoi, se possibile, vorrei provassi a spiegarmi il principio (o il contesto) secondo cui ad esempio, si sceglie uno switch con levetta lunga
piuttosto che una corta, una certa forza di azionamento o una particolare corsa per una certa macchina con determinate caratteristiche.

Ti riassumo quelle previste per la mia CNC:
Pantografo a tre assi di forma abbastanza classica, con corse 180 x 640 x 720 mm.
Struttura in acciaio C45 da 20 mm (tranne il castello di Z, in alluminio), con guide e viti a ricircolo da 25mm (passo 10 per X e Y, passo 5 per la Z),
Motori Nema 34 (scelti tra 5,8 e 6,4 N/m) con driver adeguati (70V - 7-8 A) impiegati a mezzo passo e accoppiati direttamente alle viti.
Madrino Teknomotor C41-C47-_-DB-2DB, 400Hz, 24000 rpm, probabilmente nella versione C da 2 Kw.
L'obiettivo è una macchina per poter fresare particolari di alluminio o leghe leggere senza particolari problemi, con un "buon grado" di precisione.

In questi giorni di vacanza ho completato un certo numero di modifiche al modello, che ora mi sembra più omogeneo e "giusto" rispetto a prima.
A breve pubblicherò la versione aggiornata e salvo critiche e/o suggerimenti da parte vostra che portino a modifiche sostanziali, la struttura base dovrebbe essere definita.
Per questo ultimamente comincio a pianificare piccoli dettagli, come appunto il posizionamento migliore per i limiti, la dimensione di questi o la scelta del tipo di attuatore.

I dati appena elencati sono sufficienti per cominciare a ragionare su quali dispositivi di limite siano più indicati?


Resto sintonizzato...


_________
Marco
.

[Zebrauno]

Lascerei la parola a chi ha costruito molte cnc o ha lavorato in ambito industriale, almeno per portarti degli esempi pratici.

Se noti tutti i limiti per applicazioni industriali hanno rotelle che variano da 10mm sino a 40mm (con azionamento a leva o a pistone) e questo indica gia' che si preferisce un avvicinamento tangenziale rispetto allo scorrimento del contatto.

Di solito, nei limiti con rotella a pistone, la corsa utile e' inferiore al raggio della rotella, proprio per questo motivo.
Es: l'interruttore apre il contatto e ammette altri 4mm di corsa, la rotella sara' quindi almeno da 10mm (immagina l'approccio laterale).


La forza di attivazione (che sia a leva o a pistone) serve per ripristinare il contatto in modo sicuro e, soprattutto con le leve lunghe, per evitare che le vibrazioni possano aprire i contatti.

In una macchina come la tua, se prevedi lo spazio ed i cablaggi, potrebbero andarti bene dei limiti meccanici a pistone (per esempio quelli della Panasonic con 5mm di corsa e rotelle da 11mm) che esistono anche in versione con 2 contatti (NC+NC, NO+NC) e sono garantiti per correnti di 10A a 250V.

Avere due contatti significa che puoi usare quello NC per la logica di controllo (Mach3, Colibri', Usbcnc etc.) collegandoli tutti in serie tra loro, mentre quello NO puo' attivare una spia, uno o piu' rele', un segnale acustico o un segnale logico (magari in una porta che registra un log) per individuare quale dei limiti si e' attivato.
Questo puo' tornare molto comodo in caso di guasti, sapresti subito dove intervenire (corpi estranei tra le parti mobili e il sensore, limite incastrato, ingresso di acqua o condensa interna, etc.).

In caso tu volessi collaudare la macchina durante il montaggio potresti sempre mettere dei comuni microswitch con leva corta e rotella (se montati bene possono anche essere definitivi, a patto di non creare ambienti ostili con nebbie e refrigeranti liquidi, oleosi o polveri fini).
L'importante e' non muovere niente senza che siano presenti e funzionanti.

[marcojr]

io per la mia fervi t44 ho optato per dei telemecanique come questi http://it.rs-online.com/web/0199254.html
perche' degli induttivi mi fidavo poco inquanto c'e' troppo metallo ferroso a giro e perche' cmq essendo una fresa cnc per metalli sono troppo a rischio sporco olio eccecc.
Tutto questo mi e' stato consigliato anche da chi molto più esperto di me in materia

[Zebrauno]

Molto simile a quello di cui parlavo prima:
http://it.rs-online.com/web/search/sear ... &R=0199030

e come vedi la differenza di prezzo e' data principalmente dalla classe di isolamento IP. Su una fresa che lavora metalli dovrebbe essere il massimo disponibile (IP67 nel caso del Telemecanique) mentre su un pantografo per usi leggeri (legno o alluminio) se i sensori sono messi in una posizione che ne permetta l'ispezione e la pulizia frequente vanno bene i Panasonic nel link sopra (che costano 1/4).

[overlights]

Davvero esauriente Zebrauno, grazie.
Prima sono andato a cercarmi la tabella del Grado di protezione IP: http://www.ingegneria-elettronica.com/n ... tteraG.htm
poi ho provato a fare un confronto delle caratteristiche dei due switch citati ad esempio (...grazie marcojr!).

Devo dire che hanno dimensioni importanti, specie il Telemecanique e più di quanto immaginavo.
Per questo, come ricordi anche tu, sarebbe meglio prevedere il loro piazzamento già  in fase di progettazione, pianificando così anche le linee di cablaggio.

Non avendo precedenti esperienze, così a naso... mi verrebbe da scegliere posti più lontani possibile da schizzi e sporco o da azionamenti accidentali,
per contro che non siano proprio inaccessibili. Sto pensando a diversi punti sotto il piano di X e probabilmente alle estremità  del ponte di Y
(forse ancora meglio posteriormente). Dope piazzare i limiti sul castello di Z è ancora un punto oscuro. Magari serve solo di ragionarci con calma.

"Un home con avvicinamento ad alta velocita', di solito, si sceglie del tipo senza contatto poiche' il primo approccio al sensore lo superera'
con un'extracorsa che verra' poi invertita lentamente per registrare la posizione di home".

Devo dedurne che per la tua macchina hai scelto un sensore non meccanico?

Il principio di avvicinamento ad un Home ad alta velocità  (e conseguente registrazione finale), non è valido anche per uno switch meccanico?

Curiosamente, per il Telemecanique sono riportati solo i valori di velocità  massima di avvicinamento, mentre il Panasonic indica sia velocità  di impatto molto alte,
(immagino limiti di rottura) che un oscuro valore di 120 cpm come: "Max operating speed". C'è qualche attinenza tra questi dati?

Mi è rimasto il dubbio, parlando delle varie tipologie (levetta, pistone) se sia solo una scelta in funzione della posizione di piazzamento,
(ingombri, orientamento, ecc..) oppure se in funzione di dover realizzare un Home o un fine corsa, sia meglio il primo (corsa più lunga, monodirezionale),
o il secondo (corsa cortissima, bidirezionale, movimento differenziale più corto di tutti, 0,8 mm.).

Come mostrato nel datasheet del Telemecanique (per cui allego un condensato), la forma di ingaggio consigliata ha un angolo di 30°.
Può essere considerata giusta/ideale anche per gli switch a levetta/rottella?

Zebrauno, senza voler passare per "corruttore di moderatori", ritieniti in credito di un paio di birre!
(quasi fredde, non ghiacciate!... )

Saluti

Marco


NB: Le immagini allegate sono collage, dedotti dai datasheet originali dei rispettivi marchi.

[Zebrauno]

Sulla mia ho quelli semplici con leva e rotella, che andrebbero sempre montati in approccio parallelo rispetto alla leva, mai frontale (rischi di spaccare il sensore).
Da quello che ho potuto vedere sono piu' affidabili rispetto ai proximity, piu' precisi rispetto ai sensori Hall (di qualsiasi tipo) e talmente economici da poterli sostituire anche con cadenza annuale.

ps: per la birra, accetto l'invito e la compagnia