MECCANICA e DINTORNI

Spero di non aver sbagliato sezione....
Allora, mi sto' decidendo per l'acquisto di una nuova fresatrice. Potrebbe essere una Warco VMC.
Per non spendere troppo la acquisterei in configurazione base, quindi senza gli avanzamenti automatici sugli assi. Dato che vorrei trasformarla in CNC mi chiedevo se fosse possibile sfruttare i motori di movimentazione assi della CNC per realizzare gli avanzamenti automatici.
Ovviamente senza l'ausilio di un programma di controllo CNC ma semplicemente creandomi una scatola che contenga pulsanti per muovere ogni asse e potenziometri per regolare le velocita di spostamento.

Grazie per le vostre risposte.

Ciao
Alberto

se monti dei motori cc gli puoi comandare in pwm, ma hai poca coppia a bassi giri per cui devi ridurre con pulegge.

Si, ma nell'ottica di trasformare la fresatrice in CNC penso che i motori CC non siano da considerare. Io intendevo sfruttare gli stepper per gli avanzamenti.... Su quella macchina ci vorranno motori da almeno 4A ma forse anche piu' potenti visto le lavorazioni che potrebbe eseguire.
Ho visto in giro (in rete) un comando portatile che viene chiamato "pendant". E' praticamente una console dove sono rese disponibili le piu' comuni operazioni presenti in Mach3. Da quello che ho visto pero' il PC e il programma devono essere in esecuzione altrimenti i comandi non vengono trasmessi all'elettronica e ai motori. Comunque e' molto interessante.

A bassi giri avrà la stessa coppia che agli alti. I motori in cc hanno coppia costante su tutta la gamma di utilizzo. Se la coppia è sufficiente alle alte velocità credo che sarà sufficiente anche alle basse.



Certo che sono da considerare. Con i motori in cc puoi realizzare degli ottimi servoazionamenti ad anello chiuso. Ovviamente dovrai dotarli di opportuno encoder, e utilizzare drive per servo DC, ma otterrai prestazioni migliori rispetto a uno stepper. Il sistema è più complesso, e ovviamente bisogna vedere se il gioco vale la candela. Se è una macchina piccolina che muovi con stepper da 4 A (con margine di sicurezza) stai pure sugli stepper, se è più grossa o vuoi più affidabilità prendi in considerazione i motori in DC, da trasformare in servo.

Bit dammi qualche informazione in piu'.
Perche' sopra i 4A i motori DC sono da preferire agli stepper?
Come si trasforma un DC in servo?
.....

Ti rispondo in merito alla domanda iniziale.
Se decidi per i motori a passo e sfruttarli solo come avanzamenti automatici puoi utilizzare lo schemino proposto da nuova elettronica siglato LX.1419
Trovi tale schema su google, è facile ed economico (una manciata di componenti), lo puoi agevolmente fare su basetta millefori o richiederlo come kit o anche solo il circ. stampato
E' un generatore di onda quadra regolabile in frequenza tramite potenziometro.

Non è che 4 A sia un confine preciso, esistono anche stepper molto grossi, da oltre 10 A e più, con coppie di tutto rispetto. Come pure esistono motori in dc molto piccoli.

Il fatto è che il motore in dc, per essere utilizzato in una cnc deve essere controllato in posizione (servomotore significa appunto motore controllato in posizione) e necessita quindi di un trasduttore di posizione (solitamente un encoder) che possa far capire alla scheda di controllo in che posizione si trovi appunto l'albero del motore. I servomotori rispetto agli stepper hanno maggiore affidabilità, dovuta appunto all'anello chiuso di controllo della posizione. In caso di sforzi la scheda di controllo èp in grado di sapere cosa sta succedendo e comanda il motore di conseguenza. Ovviamente c'è un limite anche al controllo servo, ma se vi sono problemi almeno vengono rilevati.
Lo stepper di contro è un sistema più semplice, che richiede meno tarature.

Per sistemi medio grandi il motore stepper è più costoso, perchè più complesso costruttivamente, e anche il controllo è un pochino più complesso (ci sono più dispositivi di potenza). Per sistemi piccoli invece il costo dell'encoder (che è praticamente costante al variare della taglia del motore) si fa sentire di più, e rende il sistema servo meno conveniente. Inoltre con sistemi piccoli è meno oneroso sovradimensionare abbondantemente i motori stepper, raggiongendo una accettabile affidabilità.

Riassumendo vantaggi e svantaggi dei due sistemi.

Stepper
vantaggi:
- Semplicità del sistema
- Poche tarature da fare (di fatto solo la corrente del motore)
- Assenza di trasduttori costosi

svantaggi:
- Pericolo di perdita di passi, aggravata dal fatto che non vi sono allarmi che rilevano tale condizione
- Necessità di abbondante sovradimensionamento per avere accettabile affidabilità
- Coppia decrescente al crescere della velocità

Servo
vantaggi:
- Anello chiuso di posizione, che impedisce la perdita di passi, e nel caso che accada, viene generato un allarme
- Possono essere utilizzati al limite della loro coppia, e per brevi periodi consentono coppie abbondantemenre oltre a quella nominale (anche 4 o 5 volte tanto)

svantaggi:
- Costo del trasduttore (che però si ammortizza in sistemi medio-grandi
- Taratura del sistema più complessa
- Maggiori collegamenti e complessità del sistema

Inoltre i servo hanno solitamente un regime di utilizzo più elevato (3000 rpm) rispetto agli stepper (che raramente riescono a superare i 1500 rpm) e una dinamica superiore.

Per trasformare un normale motore dc in servo è necessario un encoder da appilcare sul suo albero e un controllo servo per motori in dc. Ci sono diversi progettini in giro e alcuni prodotti interessanti.

Allora, vi racconto come ho concluso la faccenda, per dovere di cronaca e per chi fosse interessato.
Girando la Rete in lungo e in largo mi sono imbattuto in alcunii video dove dimostravano come si potessero utilizzare i joypad/joystick comunemente reperibili in commercio a pochi euro, per muovere i motori stepper. Ovviamente non si puo' prescindere, per semplicita', dall'utilizzo di un programma di controllo CNC. Nel mio caso Mach3.
Quindi ho dovuto ricredermi e lavorare con un controllo SW costantemente attivo. Ne e' comunque valsa la pena.
Acquistare il joypad tarocco per PS2/PS3 wireless configurarlo e renderlo operativo e' stato relativamente semplice.
Ora accendo il PC carico Mach3 e via con il joypad che pilota sia tornio che fresatrice (rapidi, avvicinamenti fini, azzeramenti degli assi, home, ecc.). Le configurazioni di questi oggetti sono praticamente limitate solo dalla fantasia dell'operatore. Sono presenti due leve analogiche e una dozzina di altri pulsanti digitali che possono essere configurati a piacere.
E' tutto.
Se qualcuno e' interessato mi faccia delle domande, cerchero' dal profondo della mia ignoranza di abbozzare qualche risposta.

Ciao

Alberto

Salve mi son letto tutto il post e sarei curiosissimo di vedere anche qualche foto del joypad. Sto montando anch'io una semplice cnc. Sto muovendo i primissimi passi con mach e proprio ieri riscontravo l'impossibilità di fare degli avvicinamenti precisi degli assi. Nel muovere le frecce destra o sinistra su e giù, pag su e giù i vari assi si scostavano, di poco, ma sempre dallo zero. Es. mi trovo a 1.1516 premo la freccia sinistra e vado -0.0124 poi la freccia destra e raggiungo lo +0.025 ma mai a 0.0000. Con il joypad la cosa sarebbe possibile?
Saluti Paolo.

Nella smania di provare un rudimentale joy pad da un mio amico mi son fatto prestare un joystick. A questo punto sono andato sotto mach ho avviato Keygrabber.exe e i vari assi sono stati riconosciuti. Quando avvio mach3, però, riesco a muovere gli assi soltanto con le frecce e pag. Come mai? Devo fare ancora qualche settaggio particolare per muoverli con il joystick?
Saluti Paolo.

Scusa Bit ma la tua affermazione non trova riscontro. Almeno in Wikipedia, parlando del motore CC, si dice testualmente: "La coppia è inversamente proporzionale al numero di giri".
Vuoi spiegare quale affermazione sia corretta, non si sa mai anche su Wikipedia possono aver cappellato....

Grazie.

Per Tillo.
Esistono in rete delle ottime guide per far funzionare il joypad con Mach3. Ti consiglio di leggerti qualcosa.
Allora, se hai un joystick tra le mani dovresti procedere per questa via.
Collegato il tutto e installati i driver dell'oggetto, lanci il programma Keygrabber.
Da Keygrabber, nella apposita scheda "HID Controller" (o roba simile, scusa sto andando a memoria perche' non ho a disposizione il tutto in questo istante) devi abilitare il tuo joystick.
Fatto questo compariranno altre due nuove schede. Una relativa alla mappatura dei pulsanti (digitali) del controller, l'altra relativa alle leve (analogiche) presenti sul tuo dispositivo. In genere ogni attuale joystick possiede due leve a due direzioni analogiche. Nella sezione delle leve devi assegnare a ciascuna di queste l'asse da comandare. Il procedimento e' semplice. Se il tuo joystick e' stato riconosciuto muovendo una leva in una direzione otterrai che il focus della pagina di Keygrabber si spostera' sulla riga relativa al comando appena inviato. Qui scegli quale asse abbinare.
Ricordati di salvare la configurazione in un file di tua scelta, anche Default.grab va bene.
Fatto cio' da Keygrabber (in basso a DX) lanci Mach3. Keygrabber deve sempre girare sotto per riconoscere i comandi da passare a Mach3.
Ora in Mach3 dopo avere eseguito il RESET, dovresti vedere che ad ogni movimento della tua leva analogica sul joystick corrisponde un incremento o decremento dei DRO.

Questo e' il procedimento che ho seguito io, non senza trovare problemi e intoppi vari risolti leggendo forum e documenti di chi ci era gia' passato.

E' tutto.
Fammi sapere.

Ciao

Sbaglia wikipedia, o per lo meno, è molto approssimativa. La coppia di un motore in cc è proporzionale alla corrente di armatura e al flusso di campo. Il flusso di campo può essere generato con magneti permanenti o con opportuni avvolgimenti, detti di campo. Nel nostro caso si utilizzano sempre motori a magneti permanenti, il cui flusso è quindi costante. La coppia è quindi proporzionale solo alla corrente di armatura (quella assorbita dal motore).
Poichè generalmente la corrente sopportabile dal motore è praticamente costante al variare della velocità, anche la coppia prelevabile è costante. Fanno eccezione motori un po' "spinti nelle caratteristiche" che talvolta hanno una curva di corrente massima decrescente, ma si tratta di casi rari. Comunque non si tratta di una caratteristica inversa coppia/numero di giri, ma solamente di corrente sopportabile inferiore.

L'unico caso in cui si ha una coppia disponibile inversamente proporzionale alla velocità si ha nei motori a campo avvolto, dove si interviene appunto anche sulla corrente di campo per variare la caratteristica del motore. Diminuendo appunto la corrente di campo, si riescono a ottenere velocità superiori a quella nominale mantenendo la potenza costante (quindi la coppia diminuisce). Ma ripeto, non è il caso dei motori a magneti permanenti, che non permettono questa regolazione.

Non e' per fare l'avvocato del diavolo, ma ho trovato su qualche documento in rete che la coppia e' massima a velocita' nulla quindi tipicamente allo spunto di partenza del motore e teoricamente nulla a velocita' infinita. Cosa che non potra' mai essere essendoci sempre qualche forza che contrasta la rotazione del motore.
Anche qui sembra che la coppia sia inversamente proporzionale alla velocita'....
Ora cerco i documenti e li segnalo in modo da essere un po' piu' concreto nella mia asserzione.

Questi sono alcuni dei documenti che ho consulatto dove si fa esplicito riferimento alla relazione inversamente proporzionale tra coppia e velocita' di rotazione.

http://www.diegm.uniud.it/petrella/Azio ... r%203%20(c).pdf
http://94.81.55.90/omarpoint/automaz/Di ... e%20DC.pdf
http://retis.sssup.it/~giorgio/slides/i ... -motor.pdf

E' perchè stai guardando la curva di coppia a tensione di alimentazione costante. In questo caso avrai una velocità di riferimento a vuoto dipendente dalla tensione di alimentazione, e una coppia linearmente variabile, crescente al diminuire dei giri.
E' però il tipico caso dei testi scolastici, che porpongono condizioni non attuabili nella pratica (non dico che non sono vere, ma non sono attuabili). Un motore in cc, alimentato ad una tensione fissa, ha realmente quella caratteristica, ma mentre a vuoto la velocità di rotazione riportata nel grafico, con coppia (e quindi assorbimento) nullo, o quasi (ci sono sempre le perdite), per poco che i giri diminuiscano (ad esempio applicando un carico resistente), si ha un notevole aumento di coppia e quindi di corrente assorbita. E' chiaro che per salvaguardare il motore è necessario mantenere nei limiti la corrente assorbita. Essendo la corrente massima una costante, lo è anche la massima coppia ottenibile, al variare dei giri (variazione che sarà ottenuta intervenendo sulla tensione di alimentazione, quindi il grafico riportato, essendo a tensione costante, non è significativo per l'applicazione).