codeur de broche

Lnx2051 · 22 Oct 2012

Bonjour,

j'ai lu dans la Doc d'Emc qu'il fallait un codeur de broche avec les signaux A, B et Z pour réaliser des filetages rigides.
Pour la résolution par contre, il n'y a pas beaucoup d'informations disponibles ...avez un retour sur le sujet ? ( je pensai à 1000 pas/tour ..

)

Cdlt
Ln

pierrepmx · 22 Oct 2012

Salut,

Filetage rigide : avec un taraud machine.
De mémoire, une impulsion par tour suffit. (Si j'ai bien lu la doc, et je crois que oui..

).
Le soft se dém...de pour prédire la trajectoire en fonction du ralentissement éventuel de la broche à l'entrée dans la matière.

Ça donne en plus la référence angulaire "0°".

Faire l'essai dans du plastique mou (pour ne pas tout casser pendant les tests)...

-----------

Je n'ai jamais fait de taraudage rigide sur ma petite CNC, mais je m'étais posé quelques questions :

Le problème avec petite une broche 220V rapide (Kress) est qu'elle tourne très vite. Et comme on ne taraude pas à 25000t/mn...
Si on réduit très fortement la vitesse avec le variateur intégré , il n'y a plus beaucoup de couple, et la vitesse chute énormément en fonction de l'effort d'usinage.

J'avais donc pensé à utiliser une autre "broche" pour ça, comme une simple perceuse.
On se moque de la précision du centrage, puisqu'il y a déjà un trou quasiment au diamètre final. Même le jeu axial est à priori de peu d'importance.

Des retours d'expérience ?

Lnx2050 · 22 Oct 2012

Bonjour Pierre

c pour mettre sur la broche d'un tour , on peut reduire fortement la vitesse pour augmenter le couple

faut que je relise à la Doc d'EMc moi.. je suis passé à coté ..
sur CncZone, j'ai lu je ne sais plus ou d’ailleurs que plus le codeur est haut en résolution mieux c'est .... ( j'ai lu jusqu’à 10000 pas ...! )
d'où ma question parce qu'entre 1 et 10000 il y a de la marge

Cdlt
Ln

gaston48 · 22 Oct 2012

Bonjour,

Filetage rigide : avec un taraud machine.
De mémoire, une impulsion par tour suffit. (Si j'ai bien lu la doc, et je crois que oui.. ).
Le soft se dém...de pour prédire la trajectoire en fonction du ralentissement éventuel de la broche à l'entrée dans la matière.

Ça donne en plus la référence angulaire "0°".

Tu confonds je crois

, c’est peut être ce que "tente" de faire mach3 pour piloter un filetage sur un tour,
mais emc2 (et lui seul) sait bien asservir une broche en position angulaire .

Voir la vidéo ici :

http://www.youtube.com/watch?v=pxXGN2SVrhU

1000 impulsions devraient suffire, En fait la limite viendrait de la fréquence maxi que tu dois traiter si tu utilises le même
codeur pour réguler la vitesse de la broche à ses plus hautes vitesses. Ces fréquences maxi sont aussi tributaires de la façon
dont tu rentres et sorts de la machine : port // ou carte I/O avec FPGA.
Ou alors tu utilises un codeur avec plus haute résolution dont tu exploites les sorties pour l’asservissement en position,
Puis ces sorties tu les divises avec des bascules D que tu exploites pour réguler la broche à ces les plus hautes vitesses

moissan · 22 Oct 2012

une impulsion par tour ça pourait theoriquement suffir si la vitesse de la broche etait rigoureusement constante

si la broche ralentis un peu quand le couple augmente , c'est la catastrophe ! emc2 s'en apercevra au tour suivant , et le filtage sera completement massacré

avec un codeur , plus il y a un grand nombre de pas plus EMC2 poura suivre avec precision une variation de vitesse de la broche , et faire des filetage aussi precis qu'avec la vis mère entrainé par engrenage

pierrepmx · 22 Oct 2012

J'ai confondu, mais pas ce que tu crois

comme je l'ai précisé, je pensais à un taraud sur fraiseuse, à cause du mot "rigide". J
Sous EMC2 : G33.1.
Filetage rigide, je ne connaissais pas l'expression, seulement "taraudage rigide", c.a.d sans utiliser un mandrin flottant.
Mon cerveau a donc automatiquement remplacé "filetage" par "taraudage".

Pour du filetage au tour, 1 impulsion suffit (c.f. EMC2 integrator manual, p78-79 : encoder pin).

encoder.<chan>.position-interpolated (float, Out) :
...However, it allows a low ppr encoder (including a one pulse per revolution "encoder") to be used
for lathe threading, and may have other uses as well.

Bien sur, ça suppose que le tour ne ralentisse pas comme un malade au moment d'attaquer la matière !

P.S. On peut rajouter en option une impulsion d'index en plus des "1000" impulsions (entrée "Z")

Lnx2051 · 22 Oct 2012

re

je réponds de façon collégiale :

Je penche fortement pour la solution 5i20 de mesa, avec de jolies cartes Servo que Biduleur34 a dessinées

Effectivement, cela semble logique de penser à un nombre suffisant de pulsations afin d'avertir EMC que la broche ralenti, et ceci sans délai.
mais il ne faut pas générer non plus trop d'impulsions si l'interface ne peut pas les gérer ...

Si donc, en fonction de ce que je trouverai, je pars sur un codeur A+B+Z entre 500 et 1000 , fonction des $$$, ça peut faire l'affaire ( ? )

Dernière petite question, sur la position du capteur, je pense que l'idéal étant bien sur directement sur la broche, afin d’éviter l'ajout d'effet élastique due à la transmission si celui ci est positionné directement sur le moteur .

ce qui est bien ici, et ça change pas dans temps, c'est qu'à question claire on trouve toujours des personnes pour des réponses précises
Merci à tous pour ces précieuses informations

gaston48 · 22 Oct 2012

Ah tu peux fileter avec une impulsion par tour, mais c’est de la bricole,
dans tous les cas de figure, comme ça l’est avec mach.

L’index est indispensable pour démarrer le cycle G33

pierrepmx · 22 Oct 2012

Comme je m'étais aussi penché sur le cas du tour, j'étais tombé sur un capteur Hall+aimant, destiné à capter les passages de dents de pignon.

J''avais pensé le mettre sur le gros pignon de harnais solidaire de la broche (idem pour une broche de fraiseuse, mais à l'époque, je n'avais qu'un tour)
À noyer dans la colle époxy, et à monter sur un support (démontable), lui même collé à l'époxy dans le carter de broche.
(ou autres solutions, si vous avez)

L'avantage: la partie la plus difficile à faire et à fixer (le disque) est déjà livrée avec le tour
Et ce capteur est insensible aux projections d'huile (contrairement à un capteur IR ).

Il y en a chez Conrad, faut que je retrouve...

pierrepmx · 22 Oct 2012

Re...

en fait, j'ai retrouvé la doc dans mes archives : "KMI15/1" de Philips (devenu NXP).

gaston48 · 22 Oct 2012

J’ai le même genre d’inquiétude que toi pour l’accouplement du codeur,
et pourtant les plus grandes marques (Schaublin par exemple) font avec courroie crantée
pour libérer le passage de broche. L’index doit correspondre à un ou plusieurs tours entiers
de broche donc attention au rapport de réduction

Le filetage ou taraudage rigide est une des applications. A la base c’est la
possibilité d’avoir un ou plusieurs axes rigoureusement asservis à la rotation
de la broche (ou autre). Ca peut être « câblé » directement dans HAL sans
passer par G33, pour faire du taillage d’engrenage par génération par exemple
avec un quatrième axe.

Des capteurs inductifs doivent très bien marcher il faut en monter deux
convenablement décalés pour la quadrature.
Reste le top de l’index, la synchro est perdu lors du retour rapide.
A la passe suivante emc attend le top de l’index pour se resynchroniser

pierrepmx · 22 Oct 2012

Re-re...

Il y a les KMI15/1, /4 /16...
Ça faisait dans les 12-13€ TTC il y a deux ans chez Conrad.

Application note: AN98087

http://www.nxp.com/documents/application_note/AN98087.pdf

Vu le peu d'infos de prix, rien ne prouve que ce composant soit encore fabriqué, mais il y a forcément des alternatives, et c'est même réalisable "à la mano" avec un capteur à effet Hall bien choisi (<2€) et un aimant, placés correctement par rapport aux dents de l'engrenage.
Bien fixer, les aimants qui se balladent dans les engrenages, c'est pas glop...

Au fait, c'est quoi comme tour ? Je me basais sur un Cazeneuve L, sur les mini-lathes, il n'y a pas de harnais.

moissan · 22 Oct 2012

des capteur magnetique qui comptent les dent d'un engrenage auront facilement plus d'imprecision qu'un bon codeur optique entrainé par une courroie cranté

il est aussi possible d'entrainer le codeur optique par engrenage ... avec un des engrenage en 2 partie et ressort de rattrapage de jeux

des engrenage entre broche et codeur ont un gros avantage : on peut changer le rapport de transmission pour la mise au point : grand rapport pour un travail precis a basse vitesse avec beaucoup plus de point par tour ... raport 1 pour ne pas avoir trop de point par tour et ne pas surcharger emc2

il faudrait voir le codeur des servo moteur de v-tec : il n'ont pas un grand nombre de pas par tour , mais entrainé par engrenage qui les fait tourner plus vite que la broche il seraient peut etre bien pour pas cher

Lnx2051 · 22 Oct 2012

re,

et oui, le codeur dans l'axe de la broche condamne le dégagement de celle ci , ça c'est pas possible
j'avais pensé déporter le codeur via une petite courroie 2.5mm, dans un rapport de 1 pour éviter la multiplication des signaux d'index pour 1 tour de broche.

l'idée du capteur KMi15 est intéressante, mais il faut coller les aimants sur la broche, maitriser l'espacement entre les aimants pour qu'il soit constant, et la résolution risque d'être assez faible ...j'ai la flemme ... mais c'est une bonne astuce, je la garde

c'est pour mettre sur mon mini Tour Thk, qui avance pas bien vite
https://www.usinages.com/threads/mini-tour-sur-base-thk-sw27.21536/
Le moteur de broche prevu n'est plus un gros asynchrone tout beark mais un Moteur ZY1020 de trotinette

Cdlt
Ln

pierrepmx · 22 Oct 2012

Salut,

pour compléter : les KMI15/x KMI16/x ne nécessitent pas de coller quoi que ce soit sur l'engrenage !
Imagine l'équilibrage à haute vitesse...

C'est un système intégré, l'aimant est placé derrière le capteur.
Le passage devant une dent dévie le champ magnétique.
Le capteur contient un capteur magnéto-résistif dans une branche d'un pont de mesure, et la variation du flux est détectée par un trigger.

KMI15 : Sortie en courant ; KMI16: collecteur ouvert.

moissan · 22 Oct 2012

bien sur qu'il ne faut pas coller des aimant sur l'engrenage : il faut simplement utiliser la forme des dent avec un aimant sur le capteur

probleme ça capte un signal analogique bien arondi , pas de frontiere precise entre les un et les zero ... la moindre variation de champs magnetique ambiant modifie le point de commutation du comparateur qui exploitera ce signal

il faut un circuit magnetique fermé pour eviter l'influence de champs magnetique exterieur

j'aime bien aussi utiliser 2 capteur pour faire un seul signal du capteur incremental : le même aimant envoi son flux dans 2 capteur decallé pour que l'un est sur une dent quand l'autre est entre 2 dent : pour avoir le signal logique faire une comparaison entre les 2 signaux : la commutation se fait exactement quand il y a equilibre entre les 2 capteur : donc indepandant de variation du champ de l'aimant , de la sensibilité du capteur ou de l'entrefer

pierrepmx · 22 Oct 2012

moissan a dit:
probleme ça capte un signal analogique bien arondi , pas de frontiere precise entre les un et les zero ... la moindre variation de champs magnetique ambiant modifie le point de commutation du comparateur qui exploitera ce signal

Nawak Tu devrais lire la datasheet et l'app note avant d'écrire que ça ne marche pas bien.

Le passage d'une dent devant le capteur génère un un signal avec une variation symétrique (les deux éléments sont indépendants et importants).
La variation du signal est indépendante d'un champ fixe quelconque, tant que l'on ne sature pas les capteur d'entrée.

Quant aux champs variables externes, avec un aimant néodyme au cul du capteur, ce n'est pas de se balader avec un autre aimant à 1 mètre (voire 20cm) qui va faire commuter.

moissan a dit:
j'aime bien aussi utiliser 2 capteur pour faire un seul signal du capteur incremental : le même aimant envoi son flux dans 2 capteur decallé pour que l'un est sur une dent quand l'autre est entre 2 dent : pour avoir le signal logique faire une comparaison entre les 2 signaux : la commutation se fait exactement quand il y a equilibre entre les 2 capteur : donc indepandant de variation du champ de l'aimant , de la sensibilité du capteur ou de l'entrefer

Ça existe tout fait pour 2 euros chez Infinéon, Honeywell, etc...
Et pardonne moi, mais souvent sur le forum, tu écris des trucs comme si tu avais fait ça toute ta vie, et en fait, pour dire les choses avec délicatesse, c'est souvent extrêmement déroutant dans les détails !

Il est extrêmement rare que je fasse ce genre de sortie, mais la désinformation, ça n'est pas cool pour ceux qui cherchent à réaliser quelque-chose et qui se trouvent induits en erreur, à leur insu, et pas du tout de leur plein gré !!!

pierrepmx · 22 Oct 2012

P.S Ceci dit, le système différentiel à effet Hall est un très bon principe.
J'ai aussi des docs là dessus, mais ça fait près de deux ans que je m'étais lancé dans la recherche la-dessus, je n'ai plsu les références (j'avais privilégié les composants que je trouvais facilement, comme le KMI15/1).

moissan · 22 Oct 2012

j'ai travaillé a telemecanique dans la conception des capteur inductif ... a l'epoque les capteur a effet hall existaient deja mais etaient trop cher

on faisait donc des capteur inductif plutot avec noyaux ferrite et fonctionnant a haute frequence : ça peut detecter le passage de dent d'engrenage , mais pour faire une commutation precise il fallait aussi les monter en differentiel

je ne dit pas que le montage d'un seul capteur simple ne marche pas , mais que le point de commutation sera moins precis

a cette epoque aussi les aimant neodyme n'existait pas ou etait encore rare ... avec des aimant plus faible genre ferrite il est est plus important de faire des circuit fermé pour ne pas capter les champs magnetique exterieur

les champs magnetique perturbateur ne sont pas si rare que ça : par example les gros moteur electrique : pire les champs alternatif font une perturbation alternative produisant des vibration quand le capteur est utilisé pour un asservisement

dans le cas de ce syteme de filetage , si le capteur de rotation a une commutation decallé de 2° en continu , ça passera inapercu ... mais si c'est +ou- 2° a 50Hz et que l'asservissement essaye de suivre ça fera des chose visible sur la piece

je prefere les capteur inductif a ferrite en haute frequence pour une autre raison : il n'y a pas de champs magnetique fort donc ça n'attire pas les copeaux

attirer les copeau est une autre façon de se deregler des capteur a effet hall : chaque fois qu'une poussiere magnetique passe par la elle s'y colle et change le point de commutation

Lnx2051 · 22 Oct 2012

lol ça y est ,j' ai compris comment marche les KMI15

d’après le datasheet, ça à l'air plutôt fiable et pas trop sensible aux perturbations.
la resolution d'un codeur est quand meme bien plus elevé, et les signaux générés A+B+Z sont build-in

Je pense que je vais resté sur le bon vieux codeur des familles.

y a t-il des adresses ou trouver de bon encodeurs, sans non plus viser du Industriel à beaucoup de $$$$$$$$, de préférence avec une interface RS442

Cdlt
Ln

pierrepmx · 22 Oct 2012

moissan a dit:
j'ai travaillé a telemecanique dans la conception des capteur inductif ... a l'epoque les capteur a effet hall existaient deja mais etaient trop cher

Ok, je reconnais humblement que tu dois connaître quelque-chose là-dedans .

Comme Lnx2051 s'oriente vers un capteur d'un autre type, ben... changement de sujet !

pascalp · 22 Oct 2012

Pour être parfait, il faut deux codeurs.
Un avec un assez grand nombre de trous (quelques dizaines), pour un asservissement précis de la vitesse et un index unique pour la position de la broche.

Lnx2051 · 23 Oct 2012

oui Pascal, un codeur qui délivre A + B + Z

A et B en quadrature,
Z pour le Top Zero par tour

un petit bout de schéma avec des SN75179 pour convertir des signaux TTL en RS422 et vice versa dans le cas d'un codeur sortant des signaux en TTL
http://www.kmitl.ac.th/~kswichit/Rs422/Rs422.html

PS: Pierre si tu veux continuer le sujet sur les autres capteurs, car c'est très intéressant , tu es libre et c'est avec plaisir de te lire bien au contraire

Cdlt
Ln

moissan · 23 Oct 2012

ça vaudra le coup d'ouvrir un autre sujet pour donner des solution pour utiliser un engrenage comme capteur incremental

a telemecanique on n'a jamais fabriqué de detecteur inductif standard capable de compter les dent d'engrenage ... tout les detecteur de notre gamme avaient d'autre propriété incompatible ... fabriquer des detecteur adapté a cette utilisation m'interressait beaucoup , mais comme on avait aussi une filliale qui fabriquait des codeur optique , il n'etait pas souhaitable ne montrer une solution beaucoup plus economique !

aujourd'hui avec 4 capteur a effet hall a sortie analogique , et 2 comparateur pour faire chaque signal par comparaison entre 2 capteur on peut faire un truc precis et simple

encore mieux le capteur a effet hall a un fonctionnement tres bon en analogique : il est possible de faire un circuit electronique d'interpolation , donnant plus de pas qu'il y a de dent

encore mieux : ça peut marcher avec une cremaillere pour faire un capteur lineaire

Lnx2051 · 23 Oct 2012

moissan a dit:
encore mieux : ça peut marcher avec une crémaillère pour faire un capteur linéaire

alors la, il y a une vrai bonne idée, extrêmement intéressante !
si Pierre et Moissan veulent bien développez le sujet, moi je m'inscris tout de suite

Cdlt
Ln

coredump · 23 Oct 2012

Ca existe déja, c'est fait par une boite autrichienne.

Mais les capteurs a interpolations souffrent d'une erreur en accélération (point soulevé par un mec d'EMC2 a propos des capteurs AMT capacitifs), du coup c'est pas pratique pour faire de l'asservissement de qualité.

gaston48 · 23 Oct 2012

Attention coredump, quand tu fais de l’interpolation en échantillonnant un
signal sinusoïdal, tu n’as pas de problème de retard ou de temps de réponse.
Heidenhain le fait sur ses règles optiques, par exemple à partir d’un pas optique
de 50 microns il obtient une résolution de 5 microns.

Les fameux codeurs capacitif AMT au bout des moteurs cnc drive, d’après ce que j’ai compris, font une interpolation par un multiplicateur de fréquence dans laquelle il y a sans doutes un VCO qui est synchronisé à chaque impulsions de base.
Entre chaque impulsion, il est en roue libre, aveugle, d’où le fameux temps de réponse de ce codeur.

moissan · 23 Oct 2012

un vco et un pll pour augmenter la frequence c'est de l'escroquerie

je traduit en francais voltage controled oscillator et phase looked loop : boucle a verouillage de phase : un oscillateur tourne vite en essayant de suivre dans le bon rapport le signal lent

une vraie interpolation c'est considerer les signaux donné par les capteur comme 2 sinusoide en quadrature et faire des vrai calcul pour savoir exactement a quel angle on est entre 2 vrai pas : il faut donc que les capteur soit bien analogique precis

si l'interpolation est faite par un microcontroleur puissant il peut reconstituer des signaux en quadrature exactement comme si il y avait plus de pas ... si c'est un microcontroleur economique et limité , ça fait comme les pied a coulisse : ça fait une interpolation precise mais lente inutilisable en CNC

moissan · 23 Oct 2012

pour continuer avec conrad il y a ce capteur la
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/505291/Capteur-de-position-Honeywell-SS495A/0231410&ref=list
c'est un capteur a effet hall a sortie analogique

pratique pour faire un capteur precis

ce capteur donne un signal nul quand le champs magnetique est nul , et positif ou negatif suivant le sens du champs : il n'y a donc pas besoin de mettre 2 capteur en differentiel pour faire un point de commutation precis : le differentiel peut se faire par des circuit magnetique , et un seul capteur de ce type

donc on peut faire 2 sortie en quadrature avec 2 capteur de ce type

dessin du circuit magnetique au prochain episode

coredump · 24 Oct 2012

http://www.ams.com/eng/Products/Magnetic-Position-Sensors
Voila la boite qui fait des capteurs linéaires/rotatifs a effet hall. Passé un temps il était possible d'avoir des samples.

gaston48> effectivement si tu fais une interpolation a partir du cos/sin ca peut etre fait sans erreur de vélocité. Reste a voir comment c'est fait dans ce genre de composant.

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