Problemi asse Z

Sezione dedicata all'elettronica di controllo cnc.
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Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » martedì 12 febbraio 2013, 12:22

Ciao,
forse avevo accennato a questo problema in qualche altro topic, ma vorrei analizzarlo più nel dettaglio.

Ho un'elettronica con servomotori (potenza piuttosto bassa: 50W in Z e Y, 100W in X, con X e Y su pulegge a rapporto 2.5:1) e un motore fresatore Suhner (molto simile al Kress, un po' più massiccio).

In pratica il problema è il seguente: quando effettuo lavorazioni un minimo più "gravose" l'asse Z tende ad andare in errore e bloccare la macchina.
Non credo che la causa sia uno sforzo sull'asse Z, infatti questo problema si verifica quasi soltanto quando ci sono vibrazioni consistenti durante la fresatura.

Ho verificato che le pinze (uguali a quelle del Kress) che uso per il suhner non hanno un'eccentricità  buona, quindi a seconda di come monto la fresa questa può sopportare affondi più o meno importanti senza vibrare.

Mettiamo che con la fresa montata in un certo modo posso fare un affondo di 3 mm senza alcuna vibrazione significativa (la lavorazione ha un rumore normale). Al montaggio successivo, facendo la stessa lavorazione, la stessa fresa potrebbe iniziare a vibrare anche con un affondo di meno di 2 mm, costringendomi magari a ricreare il percorso utensile con affondi anche di solo 1 mm, o a smontare e rimontare la fresa finchè non trovo una posizione che non provoca vibrazioni. Quando c'è vibrazione ovviamente si sente bene a orecchio, uso frese piuttosto lunghe quindi il limite è nella fresa e non nella macchina.

La cosa che mi fa strano è che non credo che il fatto che ci sia vibrazione induca uno sforzo sensibilmente più alto durante la lavorazione. Ho fatto lavorazioni ben più gravose con frese più grandi di diametro rispetto a quelle che uso in questo caso, il limite per arrivare alla vibrazione è sicuramente la flessibilità  fresa.

La mia ipotesi è quindi che le vibrazioni della fresa provochino in qualche modo una interferenza tra il motore fresatore e l'asse Z.
Uso cavi schermati (una volta questo problema appariva in maniera random soprattutto all'accensione e spegnimento del suhner), ma forse in qualche modo questa vibrazione aumenta i disturbi provocati dal motore. à‰ possibile?


In questo caso le soluzioni possibili a cui ho pensato sono le seguenti:

a) Compro 3-4 pinze dello stesso diametro sperando di trovarne qualcuna che abbia una concentricità  decente (ho già  cercato in lungo e in largo e non trovo pinze ad alta precisione per il kress. Ho anche già  verificato che il cono portapinze del mandrino ha un'eccentricità  quasi nulla, sotto il centesimo).

b) Compro un nuovo elettromandrino di diverso tipo, magari i Mechatron da sorotec.de, con pinze ER che si trovano ad alta precisione.

Non mi vengono in mente altre soluzioni, una volta che uso cavi schermati che altro posso fare? Rivestire il motore di pellicola d'alluminio per isolarlo? :D

PS: potrebbero essere le spazzole usurate a provocare interferenze maggiori del normale in presenza di vibrazioni?

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da Zebrauno » martedì 12 febbraio 2013, 14:39

Riesci a vedere un grafico di andamento della corrente e dell'errore per il driver in Z?

Oltre alle interferenze, che con i motori a spazzole sono enormi, potrebbero essere dei problemi nati proprio da vibrazioni meccaniche che interagiscono con l'encoder.

ciao

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » martedì 12 febbraio 2013, 15:02

Per vedere l'errore dovrei collegare direttamente un oscilloscopio (che al momento non ho), non mi risulta ci sia un programma per questa elettronica che permetta di vedere graficamente l'andamento dell'errore o della corrente.

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » martedì 12 febbraio 2013, 15:28

Comunque ogni azionamento ha un led che indica se c'è un errore di posizionamento sull'encoder superiore a un numero a scelta di step, l'ho impostato abbastanza stretto come tolleranza (più stretto del max error, raggiunto il quale l'elettronica va in errore).
Provando a eseguire un percorso utensile a vuoto si nota che nelle accelerazioni più brusche il led segnala per un istante un follow error sull'asse che subisce l'accelerazione, vale per tutti e tre gli assi (l'ho impostato così appositamente), ma non si attiva se non in caso di accelerazione brusca, sia con l'elettromandrino spento che acceso (dopo provo a vedere in lavorazione cosa fa).
Se dovessi notare che i led indica un follow error sull'asse Z anche quando questa è ferma allora vorrebbe dire che ci sono oscillazioni eccessive nel segnale dovute alle vibrazioni, poi resterebbe da capire se è l'elettromandrino che vibrando di più emette più interferenze o se è l'encoder del motore che fa errori se è sottoposto a vibrazioni. (Anche se ho provato a dare un po' di colpi leggeri all'encoder mentre eseguiva un percorso e non ne sembrava influenzato.)
Se invece non si notasse questo fenomeno, non sarebbe strano che tutto d'un tratto e durante una lavorazione ripetitiva e costante (non si blocca durante accelerazioni, ma quando l'asse Z è fermo ad un'altezza di lavorazione) il motore dell'asse Z (sempre e solo quello) andasse in errore? Vorrebbe dire che c'è qualche picco isolato, ma non riesco a capire cosa potrebbe provocarlo in questo caso.

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » martedì 12 febbraio 2013, 16:42

Ecco ho provato a fare due prove, in una è andato in errore l'asse Y, cosa strana perchè di solito è il Z, ma è un percorso utensile che di solito non mi da problemi quindi magari è un caso. Riprendendo la lavorazione ha concluso senza problemi.
Guardando invece un percorso più gravoso in cui la fresa tende a vibrare, non ho notato oscillazioni di sorta nell'errore di Z nè degli altri assi, ad un tratto va in errore e fine, senza motivo apparente. Son certo che ripetendo il percorso utensile mi darà  errore di nuovo, quando la fresa inizia a vibrare mi da errore quasi sempre.

Non capisco bene a questo punto la causa... La possibile soluzione di prendere pinze più precise mi sembrerebbe un po' un placebo, se risolvesse sarebbe perchè mi permetterebbe di fare le stesse lavorazioni senza badare al posizionamento della fresa, ma non eliminerebbe la causa del problema.

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da Zebrauno » martedì 12 febbraio 2013, 18:06

Prova ad alzare la soglia dell'errore, se riesci a far proseguire la lavorazione allora escludi le interferenze elettriche e concentrati nell'influenza delle vibrazioni meccaniche.

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » martedì 12 febbraio 2013, 18:13

Buona idea grazie, provo a raddoppiarla e vediamo se regge una lavorazione con vibrazioni...

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » martedì 12 febbraio 2013, 19:48

Ho raddoppiato il limite e il problema si presenta ugualmente.
Tieni conto che il led di warning si attiva dopo 10 encoder count (se ricordo bene è da 500 ppr, con riduzione tramite puleggia 2.5:1 e vite da 5 mm/rev), mentre il max error è di 100 encoder count quindi ben 4 decimi, non penso sia mai scattato se non in caso di collisione.
Raddoppiando il max error si accetta un errore di posizione di quasi un mm, non penso che la meccanica con una lavorazione tutto sommato non tanto pesante (il limite è la fresa, non la macchina) vada in crisi, anzi non si attiva neanche il led di warning che scatta a 4 centesimi di follow-error.

A questo punto come consiglieresti di procedere?

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da Zebrauno » martedì 12 febbraio 2013, 21:30

Non e' chiaro se questi problemi li hai sempre avuti, o e' un guaio recente (parli di usura spazzole).
Farebbe una grandissima differenza saperlo...

In ogni caso, a prescindere dal fatto che la cnc funzioni bene o meno, cablare e schermare tutto con la massima perizia e' un prassi standard!

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » martedì 12 febbraio 2013, 22:09

In realtà  s'è sempre verificato qualcosa del genere, ma di solito non lavoravo limite della fresa, che quindi non vibrava anomalmente, per assurdo meglio una fresa più grossa con la stessa asportazione che così non vibra, in questo caso però mi serve usare proprio frese di quelle dimensioni, non si scappa.
Comunque mi piacerebbe capire la causa del problema e risolverlo, visto che appunto sono lontano dai limiti della macchina (sia meccanici che elettronici) e quindi è una anomalia.

Ho avuto problemi con l'elettronica che dava errore quando accendevo/spegnevo il mandrino e l'aspiratore, il problema era il mandrino e infatti mettendo dei cavi schermati al mandrino quel problema è risolto.
Il cavo potenza del motore di Z è sicuramente schermato, forse il cavo encoder non lo è (lo vedi qui: https://www.cncitalia.net/forum/download ... p?id=68258)

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da Zebrauno » mercoledì 13 febbraio 2013, 0:40

Scherma tutto, sino all'ultimo mm. Se vuoi toglierti il dubbio avvolgi il mandrino di pellicola trasparente e poi di stagnola, senza impedire che si ventili.
Male che vada scopri che dipende tutto da quel motore a spazzole, potrai risolvere con un carter integrale o cambiandolo.

ps: ogni nuova schermatura deve garantire continuita' con le altre, quindi riferisci tutto a terra su cnc o sullo schermo del cavo in arrivo (mai in entrambi).
ciao

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » giovedì 14 febbraio 2013, 17:56

Ho controllato i collegamenti e dovrebbero avere tutti la messa a terra, però assurdamente ho dimenticato di collegare a terra la meccanica stessa. Suppongo che basti un punto qualunque vero? (I carrelli non isolano i componenti, no?)
In caso dove conviene che la colleghi a terra? Insieme alla schermatura del mandrino? Alla messa a terra dell'elettronica?

Son senza carta stagnola se no proverei anche quello! :D Appena me la procuro faccio un tentativo...
Ma per curiosità , perchè la pellicola trasparente prima della stagnola?

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da Zebrauno » venerdì 15 febbraio 2013, 21:32

Perche' se la stagnola si sfalda per qualche ragione ti entra dalle porte di aspirazione del motore o finisce nel circuito del regolatore. Le scaglie di alluminio volano con lo starnuto di una formica...

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da TND-storm » sabato 16 febbraio 2013, 14:47

Giusto, non l'avevo considerato... Allora metto la pellicola prima e dopo la stagnola, meglio evitare pezzetti di alluminio che vagano...

Per la messa a terra della meccanica cambia qualcosa a quale cavo di messa a terra la collego oppure no?

Grazie intanto per l'aiuto! ;)

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Re: Problemi asse Z

Messaggio da Zebrauno » sabato 16 febbraio 2013, 15:52

Tutto influisce, fai delle prove e disegna sempre le modifiche che apporti su un foglio, per il futuro.

ciao

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