Progetto CNC centro di lavoro in acciaio

[Bender]

Ringrazio e posto due foto di una piccola aggiunta fatta sul basamento anteriore.

Ho saldato un profilato ad "U" con dimensioni 40 x 20 mm lungo i bordi liberi della lamiera di 6 mm, principalmente per due motivi:

Primo, aumentare la resistenza in caso di urti durante le fasi di trasporto-spostamento-lavorazione.

Secondo, dal punto di vista estetico penso che vedere un bordo massiccio sia superiore che vedere una semplice lamiera da 6 mm.

IMG-20131223-00090.jpg

IMG-20131223-00091.jpg

Come contro penso che ci saranno più difficoltà nel pulire la struttura con possibilità che lo sporco si annidi al di sotto del profilato.

[Bender]

Dobbiamo però iniziare a pensare anche all'elettronica... Noi... Tutti insieme... Anzi, sarebbe meglio che ci pensaste Voi

Attualmente sono in possesso di tre Drive e Motori Brushless completi di cavi marca Axor.
Li acquistai molto tempo fa per la prima macchina con ponte mobile.
Coppia continua 1,6 Nm - 4000 Giri/min per una potenza di circa 600 W.
Quello dell'asse zeta con freno, (asse che viene sostenuto da un sistema pneumatico) e quello per l'asse Y dovrebbero farcela senza problemi con vite passo 10 con riduzione 1/2.

Quello dell'asse X che deve spostare circa 400 kg è probabilmente un pò sottodimensionato, anche se da calcoli manuali e mediante software (SigmaJunmaSize), sfruttando la coppia di picco durante le fasi di accelerazioni, non dovrebbero esserci enormi problemi. Speriamo di non doverlo sostituire immediatamente...

Sono in possesso anche del controller Colibrì, che però avrei deciso di non utilizzare.

Se possibile vorrei riuscire a implementare un sistema chiuso con righe ottiche.

Ora veniamo al dunque tenendo conto che forse in futuro dovrà gestire 5 assi:

Vado diretto sull'accoppiata Kflop + Kanalog ?
Ci sono altre opzioni a prezzi ragionevoli?
Ad esempio ero attratto dai controller Galil Accelera Series , ovviamente solo se riesco a trovarlo usato in questo caso visti i costi dei nuovi.
Sono di molto superiori a Kflop? Ne vale la pena tenendo conto che usati costano il doppio?

Per quanto riguarda le tre righe ottiche, con un budget di circa 700 euro o poco più, esiste solo l'opzione cinese o si riesce a trovare qualcosa di buono magari usato?
Le righe cinesi sembrano essere tutte per utilizzo su visualizzatore e non per Cnc, questo è un problema grosso?
Tra le cinesi e le heidenhain esistono opzioni intermedie ?

Chi vorrà rispondere alle domande dovrà tenere conto che non sono un esperto di elettronica , ma che comunque la macchina in qualche modo dovrà funzionare .
Prendere in mano un testo, anche universitario, non mi spaventa, però laurearmi in elettronica...

Vi ho lasciato i compiti per le vacanze di natale!

[elsabz]

Ciao, perché no la colibrì?
Secondo me se vuoi chiudere l'anello puoi anche usare quella, perché l'anello lo chiudi sugli azionamenti,
poi klopf + kanalog è una cosa più flessibile e potente ma richiede più dimestichezza con software e elettronica.

[MORINO]

non posso che farti i complimenti per la tua realizzazione un ottimo progetto , sbaglio o sei del settore carpenteria perchè da come lavori bene il metallo e dai vari attrezzi e spazi sembra una carpenteria professionale.
Ora comunque arriva il bello perchè di carne al fuoco cè nè tanta , e per esperienza le ore non sono mai abbastanza .
il progetto meccanico è molto ambiziozo e quindi merita una elettronica all'altezza , gli axor li ho valutati anche io un po di tempo fà , e sono di ottima fattura che modello hai a disposizione , che riduzione hai intenzione di usare sull'asse x ?
vista la macchina il massimo come dicevi te sarebbe avere il loop chiuso dalle righe ottiche , ovviamente rispetto a colibri il tutto si complica e non di poco , di controller iniziano a essercene diversi con questa funzione:
k-flop: http://dynomotion.com/KFLOP.html
Cs-labs: http://www.cs-lab.eu/en/index.php?m=gal ... alog__10_V
vitalsystem: http://www.vitalsystem.com/portal/motio ... ollers.php
galil : http://www.galilmc.com/products/accelera.php

k-flop ha il grande vantaggio di essere già usata qua nel forum da zebrauno , quindi potresti già evere dei riferimenti .
mentre la cs-labs ha il vantaggio di essere europea , quindi garanzia ecc.ecc. qua esempio con maschiatura rigida : http://www.youtube.com/watch?v=GNL2XdsJz2E
per la galil visti i prezzi cè da avere paura , sono prodotti professionali quindi anche il solo interfacciarsi vuol dire tanto tempo e prove varie .
poi vi è la vitalsystem che in america va forte e i prodotti sembrano di alta qualità , e che ha costi doppi rispetto a k-flop o cs-labs .
quindi di scelte ne hai diverse.
tieni presente che sto seguendo questo post dal 2008 , ci tengo a vederla andare.
Ciao e complimenti ancora.

[Zebrauno]

Per Kflop io sono solo il secondo arrivato, prima c'e' Pedro, poi non dimentichiamo anche Walgri, che sta procedendo a passo molto spedito e la sua macchina e' ormai nella fase di rifinitura!

Detto questo, ti direi di montare il controller di Cs-Labs: http://www.cs-lab.eu/en/index.php?m=gal ... alog__10_V

Occhio che esistono due versioni differenti, una per comandare drive in analogico (nel link) e una con Step-Dir.

Il tempo richiesto per cablarlo e metterlo in funzione e' circa 1/10 di quello che ti obbligherebbe a spendere Kflop, in termini di conoscenze elettroniche richieste il rapporto si puo' valutare in 1/5...e non necessita di alcuna programmazione di base.
Kflop ha senso solo se vuoi fare sperimentazioni e ti serve una liberta' infinita, visto che la puoi programmare.

Ma se devi mettere su un centro di lavoro affidabile, magari con cambio utensile, 4° e 5° asse, sicurezze classiche e sistemi di lubrificazione allora meglio andare subito su un controller gia' dedicato a questo scopo come quello offerto da Cs Labs.

ciao

[Bender]

Ringrazio Tutti per i preziosi consigli ricevuti!

Per Elsabz

Mediante l'utilizzo del controller Colibrì, come dici giustamente, è possibile chiudere il Loop, ma esclusivamente sull'azionamento.
Ciò comporta che ogni asse lavora correttamente (se si trascurano gli errori della vite-puleggia ), ma in modo "singolare", ovvero indipendentemente da quello che fanno gli altri.
Probabilmente è possibile retroazionare da riga ottica, invece che dall'encoder del motore, eliminando così gli errori della vite- puleggia, ma rimane sempre il problema dell'indipendenza dei tre o più assi.

Per Morino

Grazie per i complimenti e per i consigli !
L'ambiente dove stò svolgendo le lavorazione è una carpenteria metallica, nel caso in esame nome altisonante per definire il fabbro

Gli azionamenti Axor sono i modelli MICRO B NET Digital alimentati in 220 V.
Non sono assolutamente in grado di giudicarne la qualità, però non sò se oggi rifarei quella scelta.
Oggi su ebay se ne trovano di tutte le tipologie, nuovi- usati, e molto probabilmente si riuscirebbe a risparmiare un bel pò, ovviamente rinunciando a qualcosa...
Per il rapporto di riduzione dell'asse X...
All'inizio vorrei togliermi la curiosità di provare una riduzione di soltanto 1/2 (vite passo 10) come per gli altri assi.
Dai calcoli con una Forza di 1000 N sull'utensile e accelerazione di 2 m/s^2 (valore che secondo me potrebbe scendere della metà ) ottengo una coppia richiesta di circa 2,5 Nm, che ricade comodamente nel range della coppia di picco massima ( 6,4 Nm).
Non sò però se il continuo "movimento" per il raggiungimento della posizione corretta che implica l'utilizzo delle righe ottiche possa "falsare" i calcoli che valgono per spostamenti semplici.


Non conoscevo assolutamente il controller cs-lab, ora ne studierò le caratteristiche

P.s Non ci crederai ma anche io ci terrei a vederla finita!



Per Zebrauno

Visto che anche Tu mi consigli Il Cs-lab studierò le caratteristiche ancora meglio
Non nego però che la flessibilità del Kflop mi stuzzica!

[elsabz]

Ma in pratica quali inconvenienti potresti avere se il loop è chiuso sui singoli azionamenti e non sul controller?

[Zebrauno]

Le componenti di un vettore nello spazio sono 3, ciascuna proiettata sui piani principali XY, XZ, ZY.
Uno spostamento e' definito da uno spazio percorso in un tempo finito, quindi il vettore spaziale ha un 'appuntamento' al suo vertice che si realizza soltanto se tutti e 3 le sue componenti arrivano puntuali.

Non solo: la lunghezza (finita) del vettore, e delle 3 componenti, e' definita da migliaia...milioni di appuntamenti, uno per ogni impulso risolto dagli encoder o righe ottiche.

Quindi ci sono milioni di punti nei quali le 3 componenti principali del vettore spaziale dovranno essere sempre in sincronia.

Con il loop chiuso nei drive questo e' impossibile. Si dovrebbe verificare una condizione di moto, sui 3 assi, in cui la correzione operata dal PID sia pari a 0, o avvenga in un tempo nullo: utopia pura.

Se il loop e' invece chiuso a monte, nel controller, questa sincronia verra' sempre forzata: se una delle 3 componenti (assi) sta tardando allora vengono fatte rallentare anche le altre due, in modo che alla fine lungo tutto il percorso i movimenti dei 3 assi producano una serie di punti appartenente al vettore 3D programmato.

Chi vuole approfondire puo' trovare questi argomenti in un qualsiasi testo di matematica universitaria nei moduli di Analisi Matematica del II anno, o in un testo di Fisica generale che affronti il moto nello spazio.
Nelle facolta' di ingengeria se ne parla nel corso di Geometria, su alcuni percorsi di laurea e' un esame del primo anno, in altri nel secondo o terzo.
Oppure in rete cercate "vettori nello spazio euclideo".
http://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=& ... 7178,d.Yms

ciao

[syntronik]

Vedo che piano piano, state entrando nel mondo, quello reale della tecnologia cnc, é molto semplice vedere un piccolo cnc che segue fedelmente il disegnino fatto, o il nome in rilievo, ma a gestire il tutto c'é quel popó di roba descritta da zebrauno.
In una fiera, nel 1980, una delle prime macchine a controllo della Mandelli, aveva un quadro elettrico,
solo dedicato al calcolo dei vettori, sembrava una giungla di schede e schedone, ora mettono tutto in un miserabile ragnetto a 1000 piedini, e fa tutto lui.
Per il resto, non posso fare altro che i complimenti, per la macchina che ne sta uscendo, sicuramente, la voglia di fare non ti manca, e non perderla mai, é quella che tiene in piedi il mondo.
saluti
maurizio

[mumley]

Allora il vero loop chiuso è quello a monte non sugli azionamenti!!!???.

Ma in fase di realizzazione di un pezzo meccanico ci sono differenze di 1/10/100/1000 micron o gradi???

Un loop chiuso sugli azionamenti che errori potrebbe avere ???
Tutti i passo passo del forum non hanno loop chiuso e fanno lavori spettacolari!!

[claudio.lorini]

...fino a quando non perdono il passo!

[mumley]

Bè chiaro!!!
È che nessuno nel forum dichiara gli errori della propria CNC!!!

Io ormai ho comprato un kit brushless e non ho la minima idea se ho fatto bene o male!!!

E siccome qui usate un loop chiuso (cosa che posso fare anche io con gli encoder ) non sapevo l'esistenza di 2 tipi di loop chiuso.....
Quindi spero di riuscire a capirci qualcosa in questa discussione dato che siete 10000 volte più ferrati di me!!!!


BENDER:La struttura la farai distendere????

Aggiungo ancora i complimenti per questa CNC!!!

[syntronik]

hai fatto un ottimo affare, infatti mi ero prenotato per prenderle io, ma poi a causa di lavoro,
ho docuto abbandonare, al limite, quando sará il momento me le prendo nuove,
Saluti
maurizio

[Zebrauno]

All'atto pratico su un bisonte come quello che sta costruendo Blender, dove i motori saranno per forza di cose ridotti, chiudere il loop su ciascun drive non darebbe effetti degni di nota.

Questo e' un po' piu' lungo da spiegare e dimostrare, comunque in linea di massima il loop chiuso a monte (nel controller) diventa tanto piu' utile quanto e' maggiore la velocita' di lavorazione, e soprattutto quando e' piu' ampio l'intervallo di errore entro cui interviene la correzione di ogni drive.

Durante uno spostamento il PID di norma opera infinitesime correzioni rimanendo in un margine di +-10 impulsi encoder (o riga), e se e' veramente calibrato benissimo resta entro +-5 impulsi, a patto che le accelerazioni richieste al motore siano ridotte o che le inerzie siano minime.

Si scelgono encoder o righe che risolvono 1um (micrometro, 0,001mm) non perche' si speri di avere queste risoluzioni reali, ma perche' considerando l'oscillazione dell'incertezza di movimento istantanea si spera che la posizione rimanga entro +-1 centesimo di mm.

ciao

[elsabz]

Grazie a tutti per le risposte, molto interessante!
A questo punto chiederei a Zebrauno se c'è uno schema di principio di come sono configurati i regolatori PID interni ad un controller e quale relazione c'è tra loro?
In pratica ci dovrebbe essere un modulo che calcola le traiettorie e che rallentando uno o più assi fa si che queste vengano rispettate... È chiaro che qui stiamo parlando di raffinatezze degne di macchine di una certa importanza, di costruzione massiccia e stabile, come questa di Bender, ma quando parliamo della stragrande maggioranza di macchine realizzate qui sul forum con profili di alluminio, penso che queste finezze vadano oltre le reali possibilità delle meccanica.