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Aide Choix electronique CNC avec AC Servo Moteur

Discussion dans 'Electronique spécifique CNC' créé par messdu74, 27 Mars 2016.

  1. messdu74

    messdu74 Ouvrier

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    Aide Choix electronique CNC avec AC Servo Moteur
    Messieurs bonjour, et madame :-D

    Je souhaite me lancer dans un nouveau projet de fraiseuse portique CNC 3 Axes (N*3:goodman:), mais pour celle ci je souhaite demander conseils avant d'acheter n'importe quoi.

    Donc le projet sera je l'espere lancer dans 10 ou 12 mois (actuellement a l'etrange). Mes besoins sont purement recreatif mais j'aime la precision :lol: pour rien :lol:

    Donc les caracteristiques :

    ##Mecanique##

    Base et Table en Granit noir Class 0.
    Portique en AU4G 2x20mm et assemblage mecano-chimique (je c'est pas si ca existe mais c'est beau:roll:)
    Rail HGR copie Hiwin taille 20 avec 4 patin par axe.
    Vis a Bille 1605 C7 double ecrous (X et Y)
    Vis a Bille 1204 C7 simple ecrou (Z)

    ##Mouvement##

    Poulie crantee et tendeur par axes avec ratio 1:1 (X Y et Z)
    2 x Servo moteur Panasonic 200W codeur Absolu 17Bit (X et Z)
    1 x Servo moteur Panasonic 400W codeur Absolu 17Bit (Y)

    ##Broche 2 models ##

    HF 2000W AirCooled, 220Tri.
    et
    VDI 40 Eppinger 4000Rpm ER25
    Servo moteur 1500W ratio 1:1 (asservissement par driver Panasonic)

    Aujourd'hui pour cette CNC j'ai la modelisation, les VAB, les rails, les supports de VAB, ainsi que deux moteur 200W Panasonic avec les drivers et les cables :smt041

    Les moteurs sont des Panasonic MSMD022S1S avec les drivers MADDT1207, aujourd'hui je me penche sur la partie electrique/tronique et comment les animer correctement.A savoir que j'ai 10/12 mois pour trouver la/les bonne occasion :-D

    J'ai quelques mot clef mais je suis perdu

    Quel controller choisir :eek: je regarde depuis deux jours sur tous les sites anglophone.

    *Que pensez vous de Galil, quels modeles sont compatible a mon utilisation ?
    *Warp9 ESS (ethernet) connecter a une board peut il convenir ?
    *Quelle frequence de communication 400Khz,1Mhz me faut il ?
    Pour ma broche en servo moteur, une simple commande 0/10V peut elle suffire ou je doit prendre une carte 4 Axes et programmer mon 4em axe comme la broche ?

    ##Liens de recherche##
    http://warp9td.com/index.php/products
    https://industrial.panasonic.com/content/data/MT/PDF/minas_a4_e.pdf


    http://www.machsupport.com/wp-content/uploads/2013/04/GalilPlugIn.pdf

    ##Apercut CNC Granite V1#
    A venir :oops:

    Je vous remercie de votre aide
    Noel
     
  2. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Aide Choix electronique CNC avec AC Servo Moteur
    Bonjour,
    Pour débuter la chose qui m'interpelle ce sont les codeurs absolus.
    J'utilise des produits Galil achetés d'occasion et c'est à leur niveau que ce fait la régulation de position. Le PC sert uniquement à écrire un programme qu'il envoie au "boitier" Galil et celui-ci fait tout le reste, à savoir qu'il génère un signal -10/0/+10 volts qui commande les ampli qui alimente mes servomoteurs DC. On peut aussi bien avoir une commande de moteurs pas à pas par step/dir, mais c'est le boitier Galil qui reçoit l'information des codeurs à impulsions et "s'arrange" pour que l'écart entre la position demandée et la position actuelle soit inférieur à une valeur programmée. Jusqu'ici je n'ai pas vu de boitier Galil acceptant les signaux de codeurs absolus. Mais cela ne veut pas dire que cela n'existe pas chez eux ou ailleurs. Toujours est-il que c'est "la clé de voute" de votre système.
    Toutefois une remarque : avez-vous ces codeurs absolus ? car sinon leur prix risque de vous assomer, surtout que pour un usage amateur c'est un luxe.
    Mais là des goûts et des couleurs ...........
    Stan
     
  3. messdu74

    messdu74 Ouvrier

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    Bonsoir stanloc,

    je suis tout à fait d'accord avec toi, des codeurs absolus en 17bit est du luxe mais je les ai déjà et c'est donc pour cela que je fait appel au forum pour trouver la commande à la hauteur du matériel.

    J'aurais quelques remords de brancher les servo a un port parallèle
     
  4. saci

    saci Apprenti

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    Bonjour,

    Je voulais faire des petites remarques, pour ce qui concerne les codeurs absolus je suppose qu’ils sont déjà installés sur les moteurs, la connexion au driver est faite par une liaison sérielle ( connecteur X6 qui a la forme d’une prise Firewire IEEE 1394), donc le codeur n’est pas utilisable directement par l’utilisateur, par contre le driver Panasonic, comme presque tout les drivers servo AC modernes, est capable de reproduire les signaux A,B et Z sur quelques pins du connecteur de commande ( Voir X5 pin 21, 22, 48, 49 et 23, 24), ces signaux serviront généralement à remonter l’info sur la position ou la vitesse du moteur, et aussi sont exploitables par les systèmes d’asservissement extérieurs notamment de type Galil, pour assurer des boucles fermées ( simples ou doubles).

    Si vous voulez utiliser un contrôleur Galil Motion Control, vous aurez quelques possibilités :

    - Utiliser le driver Panasonic comme un simple amplificateur de puissance, donc en mode Velocity, l’entrée analogique de commande connectée à la sortie +-10v du contrôleur Galil, les sorties codeur ( A, B, Z et compléments ) connectées aux entrées codeur principal de la carte Galil, cette méthode nécessite un double tuning des boucle d’asservissement, l’un sur le driver en mode asservissement de vitesse, l’autre sur la carte Galil en asservissement de position.

    - Deuxième possibilité, utiliser le driver Panasonic en mode Position commandé par entrée Step/Dir ( pin 3,4,5 et 6), et la carte Galil en mode « Stepper motor » avec sorties Step et Dir pour la commande du Driver et le servomoteur, qui seront vus ensemble comme un moteur Pas à Pas classique, cette méthode est privilégiée car elle nécessite un seul tuning au niveau de Driver, et aussi par la simplicité de la mise en œuvre et de la maintenance.

    - Une autre possibilité, c’est presque la même que la précédente sauf qu’on câble les sorties codeur du driver aux entrées codeur de la carte Galil pour fermer la boucle qui est assurée par la carte, afin d’’entretenir la position( l’ensemble Driver/Servo seront vu comme un moteur Pas à Pas avec un codeur).

    A noter que dans tout les cas la fonctionnalité « Absolu » du codeur n’est pas directement exploitable ni par la carte Galil, ni par le software Mach3, car on se limite à l’utilisation des sortie codeur A, B et Z qui émulent un simple codeur incrémental. Bien entendu on peut récupérer la valeur absolue par d’autre moyen comme par exemple l’utilisation de l’interface série disponible sur le connecteur X4 du Driver.
     
    Dernière édition: 27 Mars 2016
  5. CNCSERV

    CNCSERV Compagnon

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    Aide Choix electronique CNC avec AC Servo Moteur
    Bonjour Très juste, Les codeurs Absolus sont de plus en plus fréquents sur les Servomoteurs AC.
     
  6. saci

    saci Apprenti

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    Pour aider notre ami dans son choix de la fréquence de la carte d’interpolation :

    La vitesse de rotation maximale du servomoteur est de 3000tr/min , vis à bille 5mm/tr, rapport de réduction poulies crantée 1 :1 donc équivalent à une prise directe, cela implique que la vitesse maximale qu’on peut atteindre est de : 3000tr/min * 5mm/tr = 15000mm/min

    Reste à savoir la résolution voulue de la machine, il est vrais que théoriquement on peut atteindre des résolutions très importantes vu la résolution des codeurs des servomoteur, mais en pratique on est très vite limité par la configuration mécanique du système, notamment la précision des vis à bille ( classe C7 n’est pas la plus précise qu’on trouve dans le marché), l’élasticité de la courroie cranté et la flexibilité de l’accouplement moteur et aussi la rigidité générale du portique. Dans la pratique une précision aussi bonne que 1µm reste un rêve pour les CNC makers !

    Supposant qu’on accepte une résolution de 1 centième de millimètre (0.01mm) :

    Le Driver doit être paramétré pour assurer une rotation complète du moteur chaque 500 impulsions de commande, ( paramétrage « Electronic Gear » ).

    Pour cette résolution il faudra une fréquence minimale de (3000tr/min) * (500imp/tr) / 60 =25000 imp/sec.

    Donc au final pour atteindre une résolution de 0.01mm et on se déplaçant à 15000mm/min on aura besoin d’une fréquence relativement faible 25Khz.

    Finalement pas besoin de 400khz ou de 1Mhz , une carte d’interpolation USB de bonne qualité compatible Mach3 et qui génère une fréquence entre 100Khz et 200Khz est largement suffisante pour atteindre de très bonne performance.
     
    Dernière édition: 27 Mars 2016
  7. CNCSERV

    CNCSERV Compagnon

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  8. saci

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    Merci @CNCSERV, c’est très important de le préciser.

    Apparemment je ne suis pas le seul à avoir mal à faire tourner la vis à bille à plus de 1000tr/min.

    Personnellement , il y a deux ou trois ans j’ai eu ce problème sur ma petite machine, la vis 1605 de l’axe Z, qui fait 210mm de longueur pour une course de 85mm, tournait à 1300..1400tr/min max, alors sur l’axe X de 600mm environ de longueur totale , je n’ai pas eu le droit à plus de 800tr/min , à cette vitesse je commençais à avoir des toute petites vibration, alors à 2200tr/min avec l’écrou de la vis en extrémité ou presque, j’ai eu carrément des ventre de quelque mm d’amplitude qui se formaient au milieu de la vis ! ça vibrait violemment !!!! Depuis j’ai réduit la vitesse de mes moteur au strict minimum nécessaire, car je n’ai pas vraiment besoin de faire du « F1 » sur une couse qui fais quelques 500mm !
     
  9. jjdu33

    jjdu33 Compagnon

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    bjr,

    les fabricants donnent tous les renseignements dans leurs catalogues ( y compris les calculs ), vaut mieux lire avant de foncer, mais 3000 tr/mn pour de la vis à bille de 12 et 16 de diamètre même avec des paliers à chaque bout c 'est trop...

    jj
     
  10. messdu74

    messdu74 Ouvrier

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    Bonjour et merci pour vos interventions.

    Pour la vitesse de rotation je suis entierement d'accord 3000Rpm sur une VAB 1605 de longueur 750mm est trop, mon raisonnement etait ;(sans savoir que les codeur Absolu n'etait pas utilisable a 100% de leurs capacites).

    Pourquoi demultiplier la transmission alors que la resolution meme avec 10% d'erreur est amplement suffisant (Mesurer au centieme au dela de 300mm est impossible avec mes outils actuels)
    Codeur Absolu 17 Bit = 2 puissance 17 soit 131072 ppr
    Soit une resolution theorique de 50/131072=0.00038mm:shock: le tout avec des vis a bille Class C7 soit une erreur de 0.050 sur 300mm avec des vis a bille de qualitee :smt012.
    Donc uniquement limiter la vitesse de rotation comme les servo moteur ont un couple constant.

    * Quel resolution est il possible d'avoir avec une reproduction des signaux A, B et Z?
    * Laisser le codeur et le driver en boucle simple ne serais pas suffisant pour vous ?
    * Avec un codeur Absolu est il possible de compenser les erreur de VAB sur une longueur de 600mm (Modification des impulsions par une equation d'erreur ici pour exemple 0.05 pour 300mm) ?
    * Dans le cas ou j'utilise le codeur en Step et Dir, n'importe quels carte peut suffire :???: (suivant le raisonnement, avec un ratio de 4:1 donne (3000.2000)/60=100000IPM soit 100Khz)
    * Stanloc quel model de carte # Galil #utilise tu ? J'aime bien le principe de brochage par PCI ca supprime toutes erreurs de cablages et parasite !

    Merci
     
  11. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Des codeurs absolus installés sur le moteur cela ne limite t'il pas la rotation à un seul tour d'axe ?
    Stan
     
  12. gaston48

    gaston48 Compagnon

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    Bonjour,
    Si tu souhaites du PCI ou PCI-e tu as le très populaire système Mesa (Mesa electronics usa) mais
    qui n'est compatible, dans le domaine de la cnc, qu'avec Linuxcnc.
     
  13. CNCSERV

    CNCSERV Compagnon

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    Non, le codeur donne la position du rotor exactement comme un résolveur, a la différence que c'est beaucoup plus précis, C'est numérique donc pas et perturbations, et la communication ce fait par 2 fils de Data.

    Sur un portique Isel la vitesse de VàB de 1500tr/min est tout a fait possible, ce qui donne une vitesse de déplacement de 125mm/s avec une vis au pas de 5mm.

    Quand on a un Servomoteur qui tourne a 3000tr/min, à mon avis il faut plutôt réduire la vitesse du moteur au capacité de la vis plutôt que de faire une réduction mécanique, surtout si on a un gros moteur comme celui que je vois plus haut.

    En principe la sortie émulation codeur se règle par 2 paramètres: un numérateur et un dénominateur qui permettent toutes les résolutions possibles.
     
  14. messdu74

    messdu74 Ouvrier

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    Vient de la Yaute
    Aide Choix electronique CNC avec AC Servo Moteur
    Les cartes de commande de marque MESA sont d'apres les sites anglophone tres reputer mais j'ai abandonner a cause de la rarete de celles-ci !!!
    Je vois et trouve quasiment que des GALIL DMC-10x40 ou 17x40 a des prix abordable !!! Env 300$ frais de port inclus.

    Cela pourrez il convenir ?

    A prix egale on a une board USB 100$ Une alimentation stabiliser 50$ une armoire metallique+chemin de cable, ventilateur, thermostat... 250$:???: est ce que ca vaut pas plus le coup de mettre un peut plus d'argent dans une carte de controle PCI et directement l'integrer au PC ou faire soit meme avec les en*erde, les parasites du au cablages sans parler des fournitures qui au final sur mes deux precedents CNC m'on couter 3 fois le prix de la board (Qui peut cramer a tout moment :smileJap:):?::?:

    Je vous remercies pour votre aide:drinkers:
     
    Dernière édition: 28 Mars 2016
  15. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Tu ne réponds pas à ma question. Si le codeur est accouplé au moteur comment peut-il donner une valeur absolue correspondant à plusieurs tours de l'axe ?
    Stan
     
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