Moteur pas à pas avec encodeur

[mat60]

Bonjour à tous,

Je suis en train de concevoir une découpe plasma et je voudrais utiliser des moteurs pas à pas type nema 23 avec asservissement de ce type . Je n'avais jamais envisagé l'achat de ce type de moteur jusque la mais il semble que le prix ai bien baissé et je ne vois pas du coup pourquoi se priver du confort de ce type de produit (plus de perte de pas...). De plus, ces moteurs sont en trois phases ce qui me permet d'augmenter un peu la précision de ce dernier (entrainement monter en direct via une crémaillère).

Deux questions du coup.
- Est ce que quelqu'un connais un peut ces moteurs (réputation, fiabilité, utilisation)
- Pensez vous qu'il y ai un risque d’interférence entre le plasma et le système de contrôle (encodeur, carte..)

Je lancerai un sujet sur la réalisation des que j'aurai avancé un peu. D'ici là merci pour vos réponses et vos retour d’expérience.

Ci dessous une illustration du début de conception.

 

[mapk]

Salut Mat de l'Oise (je suppose).
Bienvenue sur Usinages.
Malheureusement, je ne fais que "le public relation" sur ce coup là, car je n'ai aucune expérience sur le sujet.
Mais les spécialistes arrivent, j'entends le grondement de leur déplacement vers ce post, que je suivrai volontiers d'ailleurs !
A tout bientôt.
Marc

 

[J-Max]

Bonsoir,

Oui, avec une torche plasma il faut isoler l'alimentation en deux lignes filtrées : une pour la torche, l'autre pour l'électromécanique.
Câblage blindé de rigueur partout sur l'électromécanique, fins de courses et arrêt d'urgence compris.

Pour les moteurs en boucle, c'est à mon sens du luxe car une découpeuse plasma n'a pas d'efforts à gérer,
donc si les moteurs sont proprement dimensionnés et la machine en état, le risque de perte de pas est négligeable.
La précision, c'est une question de transmission, et notamment de rapport.
Un moteur standard en 200 pas en 1:16 et une transmission directe par courroie HTD3 16 dents a une résolution théorique de 15µ.
C'est beaucoup plus précis qu'un trait de torche...

Écoute, fais le calcul en fonction de tes besoins, mais c'est pas forcément utile de compliquer les choses.
Au contraire, plus c'est simple, mieux ça marche.

++JM

 

[mat60]

Bonjour,

Merci pour vos réponse.

Je ne savais pas si je pouvais considérer les micro pas comme un réel ajout de résolution (j'ai un peu lu ce qui ce dit sur le sujet)..
Ma conception part sur une crémaillère module 1 et un pignon de 17 dents. Si j'ai un moteur 3 phases (1.2 degrés de résolution) j'ai une résolution de 0.178 mm/pas.
Si je passe en 1/16 microspas je tombe à 0.011 mm/pas ce qui est déjà bien trop !

Tu as surement raison , le codeur est peut être juste une source d'em...ents. Surtout avec le plasma. J'ai été attiré par le prix et le produit qui avait l'air propre (enfin, les photos)
En plus, j’imagine que le codeur travail uniquement sur des pas entiers... ce qui en réduit un peut l’intérêt sur une machine fonctionnant sur microspas.

Dans tous les cas , si l'un de vous à déjà utilisé ce type de moteur, je serais heureux d'avoir son retour !


Mat de l'Oise (tu supposes bien !)

 

[fred03800]

Bonjour,
Je profite de ce poste ouvert pour poser une question: le driver grâce l'encodeur permet t'il juste d'avoir un retour d'erreur de positionnement ou bien s'agit t'il vraiment d'une correction de positionnement avec un asservissement ? (Ce qui est 2 chose totalement différente)

 

[mapk]

Mat60, à propos de l'Oise, un de tes "collègues" de là bas avait décrit ici une magnifique table de découpe plasma, avec description détaillée de tout ce qui avait bien marché, moins bien marché et surtout, les solutions trouvées dans ce dernier cas.
Il était arrivé à un résultat très très correct (il en vivait si je me souviens bien) avc uniquement des moteurs pas à pas.
Il avait eu des soucis de parasitages lors de la mise en route de la torche (HF sans doute) et décrivait comment il s'en était sorti, je crois par différentiation des alimentations et peut-être une paire de filtres, je ne me souviens plus, ça fait une paire d'année et je ne me souviens plus non plus de son nom, je rechercherai plus tard car je suis un peu à la bourre, c'était un nom se terminant aussi par 60...

[EDIT]
Bonne nouvelle, je viens de retomber sur son post en cherchant 2 minutes, c'est "rems60" (Iso-Design).
https://www.usinages.com/threads/future-table-cnc-plasma.43632/page-4

Mauvaise nouvelle : il avait mis ses photos sur ImageShack, et elles ne sont plus apparentes malheureusement, cas trop fréquent, snif, moi qui voulait réviser pour mon projet (lointain, encore depuis le temps)...

 

[gaston48]

Bonjour,
CNCSERV les connait bien.
il s'agit vraiment d'un asservissement de position, avec comme tout asservissement une erreur de poursuite quantifiable.
Il a toutes les qualités d'un servo moteur brush ou brushless avec comme différence à puissance identique, beaucoup de couple mais
seulement à basse vitesse. Il résout les défauts de comportement d'un pas à pas en boucle ouverte: grosses oscillations
du rotor à chaque position d’équilibre avec risque de résonance et perte de pas en cas d’utilisation de fort courant et inversement,
traînage et risque de perte de position à courant plus faible. En closed loop, la gestion des courants est optimale, le moteur chauffe
beaucoup moins. A l'apparition des moteurs pas à pas, quand ils n’étaient pas encore vulgarisés, la littérature regorgeait d’études et
thèses en tout genre pour comprendre leurs comportements et tenter de les maîtriser.
Les algorithmes d asservissement d'un pas à pas sont très complexes à résoudre, il semble que certains
constructeur, comme Leadshine, y arrivent mieux que d'autres.
Le codeur du moteur est calé d'usine, tu te contentes de tout brancher sur le drive et de le paramétrer.
http://www.leadshine.com/UploadFile/Down/CS-D Series Software Manual_V1.0.pdf

 

[vres]

Bonjour
Oui je les connais, j'en avais même un dans les mains il y a 5 minutes. (et je vais en avoir un autre dans les 5 minutes qui suivent)

Un Pas à Pas de 200 pas par tour a toujours une résolution de 1.8° même en en 1/16 on l'a souvent répété, le couple maximum correspond a un pas soit 1.8° même et surtout en micropas.
En micropas, à chaque pulse on a moins de couple donc on peut avoir plus hystérésis surtout avec un entrainement direct comme sur ton dessin.

Les moteurs du lien sont des copies de Leadshine, souvent ils n'ont pas de logiciel de programmation et leurs fonctionnement peut être différent des originaux. Il faut rester prudent.

Concernant les perturbations dues au plasma, là on ne peut être sur de rien, le blindage c'est toujours un plâtre sur une jambe de bois et ça ne change rien sur l'utilisation de moteur" "hybrides".
Il peut y avoir des interférences sur le retour codeur si le filtrage au niveau du driver est insuffisant.

Concernant la question de Fred les NEMA24 sont des 3 phases et on une résolution de 4000ppr, ils ont un fonctionnement très proche d'un servomoteur.
En revanche les NEMA34 sont en 2 phases et ce configurent en micropas comme un Pas à Pas classique. Comme le dit Gaston, l'asservissement contrôle le courant donc limite forcement le décalage mais difficile de savoir dans quelles proportions.

 

[Jmr06]

Bonjour.
En regardant le lien vers ces moteurs, je vois que le câble de l'encodeur n'est pas blindé. Je trouve ça étonnant pour un produit censé s'intégrer dans une ambiance industrielle. Surtout qu'à priori, les câbles puissances et signaux du moteur cheminent ensembles.
C'est toujours le cas sur ces moteurs ? On ne risque pas d'avoir des problèmes de parasites ? L'encodeur est prévu pour être dans une ambiance perturbée ?

 

[vres]

Je suis en train de raccorder les miens (Leadshine/Soprolec), il y a bien un blindage sur le câble encodeur. En revanche il n'y en a pas sur le câble de puissance mais un moteur Pas à Pas n'a pas beaucoup d'interférences n'ont plus, les fréquences ne sont pas énormes même pour le découpage, a peine plus élevée que l'audio.

J'ai rétrofité une machine ou aucun câble n'est blinde, les signaux des encodeurs passent dans des nappes accolées à celle de la puissance de la broche haute fréquence et ça fonctionne sans problème. Bien entendu il faut être en mode différentiel type RS422, c'est aussi le cas pour ces moteurs.

Contrairement à ce que j'ai écris plus haut, il y a aussi des Nema23 en 2 phases.

 

[Jmr06]

Merci pour ce retour @CNCSERV .
En bref, le blindage n'est pas forcément obligatoire si on est en différentiel, même si les moteurs un peu plus "haut de gamme" (les leadshine) sont blindés.

 

[gaston48]

Bonjour,

sont blindés.

Ou tu as vu que le câble n’était pas blindé ? il n'y a pas forcement obligation de continuité de
blindage jusqu’aux 2 connecteurs .

 

[Jmr06]

Quel crétin je fais ! Oui, tu as raison, rien ne dit que ce n'est pas blindé jusqu'au connecteur db9.
J'ai vu des wago sur le controleur et un autre côté moteur sans voir la db9 !
Enfin, cela aura permis à @CNCSERV de faire une réponse intéressante...

Je ne suis pas sûr de comprendre ce que tu veux dire par "

obligation de continuité de
blindage jusqu’aux 2 connecteurs

". Tu veux dire que c'est blindé jusqu'au coffret et une fois dedans ce ne l'est plus jusqu'aux 2 connecteurs sur le contrôleur ?

 

[gaston48]

Quel crétin je fais

non quand même pas

Disons que le blindage du câble peut être une continuité du coffret sur lequel le câble est connecté, mais
que tu n'es pas obligé d'assurer la continuité et la connexion jusqu'à la carcasse du moteur
sachant que la carcasse doit être à la terre quand même et que le 0 V est véhiculé par un
conducteur à part.
Ce sont surtout des souvenirs de ronflettes et boucles de masse dans l'audio

 

[vres]

Vous avez peut-être tout les 2 raison
Quand on regarde le cable codeur sur le lien ci_dessus, le blindage n'est pas raccordé coté driver :

Sur mes câbles j'ai repris le blindage avec le fil blanc EGND.

 

[Jmr06]

Bonjour.
Personnellement, après longtemps à faire des câblages de masse compliqué (étoile, séparation des masses, éviter les boucles, etc...), depuis 15 ans je ne réfléchis plus ! Je maille tout le plus possible, pour avoir un réseau équipotentiel le plus dense. Donc toutes les masses reliées le plus possible. Les câbles signaux blindés avec blindage relié des deux cotés, si le connecteur n'est pas prévu pour, on relie la masse avec une queue de cochon. Les seules exeptions :
- lorsqu'on a un capteur avec de très petit niveau ( dans le biomédical, on avait des micro-volts) , alimentation et blindage en étoile uniquement pour ce capteur. Je ne pense pas que cela arrive sur les cnc.
- lorsqu'on a une très forte source de perturbations ( cas des broches haute vitesses ? ), on essaie d'isoler son alim, alim reliée à l'alim générale par un filtre, blindage des câbles jusqu'à l'actionneur. Et au niveau de l'actionneur, tout dépend de comment celui-ci est connecté à la masse générale. Mais on ne va pas s'étendre...

Donc oui @CNCSERV , je pense que le mieux est de relier la tresse des câbles capteur avec le ground (EGND) du contrôleur.
@gaston48 , d'expérience, la ronflette, c'est toujours un problème de masse qui définit mal la référence du 0V. Et vouloire éviter les boucles de masse, c'est "casse gueule" parce qu'il y a toujours un couplage capacitif qui traine quelque part. On n'y arrive jamais proprement ou bien on galère. Le plus sûr en conception, c'est un plan de masse (ou un réseau de masse fortement relié) qui assure que tous les courants de fuite ne créeront pas de différence de potentiel, notamment de ronflette. Enfin, c'est ma modeste expérience.

 

[gaston48]

depuis 15 ans je ne réfléchis plus ! Je maille tout le plus possible

Dans le cas présent, je pense qu'il faut assurer la continuité de blindage entre la carcasse du moteur et celle du drive.
Il y a une gaine thermo au bout on ne sait pas trop s'il cache un strap.
Mais il faut parfois se creuser la tête, En analogique BF ou petit signaux, gérer les masses et les alim courant faible et courant
fort est le plus délicat il faut les considérer comme véhiculant des signaux. Une conception complètement étoilée peut poser
un problème tout comme flanquer un plan de masse et un plan d'alim type circuit HF. J'ai fait un ampli BF une foi avec plan de
masse type HF ... poubelle, le meme "pisté" fonctionne toujours.
Je suis tombé sur un article récemment (cité par un pro sur metabricoleur) sur la gestion emi/rfi d'une armoire, c’était d'une
très grande complexité et subtilité très loin du "je ne réfléchis plus" mais c'est vrai que, si je me souviens bien,
un maillage à outrance était la solution ainsi que minimiser la surface d'une boucle
(je ne sais plus ou j'ai fourré le lien...)

 

[Jmr06]

Effectivement, sur les amplis et les composants actifs, il faut suivre le schéma d'implantation des constructeurs. La capacité apportée pas le plan de masse peut intervenir dans le schéma et si l'ampli n'est conçu pour ....
Je parlais des interconnexions entre cartes, entre cartes et moteurs, cartes et capteurs, etc...
Pour la petite anecdote : à mon boulot, on a eu un marché pour la simulation et le durcissement à l'IEMN-HA d'un système électronique. 6 mois de simus avec HFSS et éditions de recommendation puis tests. Je ne te parle pas du budget... les recomendations, c'étaient plaque colectrice regroupant tous les connecteurs d'interface et portant les filtres, blindage des câbles, maillage de toutes les structures métalliques et cheninement des câbles contre les angles des structures métalliques. Bref, tout cet argent pour aboutir aux recomendations de base de CEM.

 

[mat60]

Bonjour à tous et merci pour vos nombreuses réponses sur le fil et en privé.
J'ai commandé un premier moteur pour réaliser quelques essais.
Quelques informations basiques... Il est arrivé très vite, bien emballé mais j'ai payé 37 euros de frais de douane à DHL.
Le câblage est simple comme sur une carte pap classique. On choisit les micros pas, le sens de rotation et si l'on utilise ou non l'asservissement. Pas de switch pour la limitation de courant, le contrôleur s'occupe de tout (enfin je crois).
J'ai juste un soucis avec le enable de la carte... Je m'explique. Si je déconnecte entre deux commande le moteur via le enable le moteur fait un saut assez important avant de redémarrer. Si je laisse la carte constamment allumée pas de soucis. En revanche, je ne sais pas si je peux faire ça sans endommagé le moteur (qui se transforme en radiateur bloqué sur un micropas)
Ci joint une petite photo sans intérêt.

 

[vres]

Il faut toujours laisser le moteur actif (Enabled )

 

[Jmr06]

Bonjour.
Comprend pas ton intérogation : si tu n'alimentes pas le moteur, il ne peut pas maintenir sa position. Donc anebled toujours actif même si le moteur ne tourne pas, à moins que tu ais un frein ou autre moyen pour garder la position.
Après, si le moteur chaufe exagérément, il faut réduire le courant de maintien. Je ne connais pas ton contrôleur, mais il y a souvent un switch pour cela, qui réduit le courant de maintient de 50%.

 

[mat60]

Merci cncserv pour ta réponse.
Pour le moment je fais mes essais avec un carte arduino sur laquelle il faut modifier mes valeurs par défaut pour maintenir enable allumé. Je ne suis pas très expérimenté dans le monde de la cn..
D'ailleursiil y a également une borne alarme à côté des entre step et dir. C'est une sorte d'arrêt d'urgence du driver ou une sortie qui indique un défaut ?

 

[vres]

Une sortie qui indique un défaut.