Conversion monophasé Cincinnati Milacron CU20

L
Luczia
Nouveau
Salut à tous,

je suis l'heureux propriétaire depuis quelques jours d'une Cincinnati Milacron Cu20 de 1989 ; un petit centre d'usinage avec ATC (10 outils), table 300x200x300 et broche de 2.2Kw ; CN Num 750. La machine présente quelques jeux mécaniques sur les axes et déclenche parfois des erreurs de poursuite (j'y reviendrai plus tard) ; mais pour l'instant, je me pose sérieusement la question de la convertir en monophasé. En effet, ça simplifie la recherche de local pour installer la machine ; cette cacahuète de 950Kg ayant l'avantage de pouvoir loger n'importe où il y'a une porte de garage.

Admirez la bête


Admirez la bête ! Moi qui vient du monde des imprimante 3D et Charly Robot, autant vous dire que c'est une sacré étape, mais j'ai hâte de rejoindre la communauté des usineurs fou et toutes les applications que ça ouvre :)


La doc annonce 5.7 kVA pour la puissance électrique installée ; soit ~10A en triphasé 380v ou, d'après mes savants calculs ~30A en monophasé 220V (chouette, suffit de débrancher les plaques à induction pour usiner sa pièce favorite :P)
Ceci dit, sachant que les 3 moteurs d'axes font 500W et la broche 2.2kW, la conso est sans doute un peu plus faible que ça.

Quand on regarde le schéma électrique, toutes les cartes d'axes et la CN sont branchés sur la phase L1 via un transpho (hmm pour l'équilibrage des phases, on repassera) et prennent du 220V en entrée. Pour la grande majorité des composants, les transfos permettent de sélectionner un entrée 380 ou 220V au primaire donc dans l'ensemble pas besoin de beaucoup de matos supplémentaire ; juste un peu de recâblage (je me demande même s'il n'existait pas des version nativement monophasé à l'époque).

Du coup, seul le variateur de la broche utilise les 3 phases L1, L2, L3 et c'est là que j'ai un doute sur la façon de procéder.
Le variateur est un BAUMULLER BUM 21-30/45 ; il y'a un transpho tri en amont qui convertit le 380 en 220v.

Option 1 :
- Remplacer le BAUMULLER par un VFD contemporain 1ph=>3ph 220V (si vous avez de propositions je suis preneur)
Mais ça veut dire recâbler pas mal de trucs entre l'automate de la Num et le nouveau variateur
Le moteur de broche à un tachymètre mais les VFD récents semblent pouvoir s'en passer. Ceci dit la stratégie d'indexage de la broche est pas très claire pour moi ; est ce qu'un VFD sans retour tachymètre pourra piloter à très faible rotation la broche pour aller chercher l'index et permettre le changement d'outil automatique ? Est-ce qu'il y'a des VFD modernes avec les E/S qui vont bien pour la commande 0..10v, le pilotage du sectionneur de puissance KBR, le signal vitesse atteinte, ....


Option 2a :
- Remplacer le transpho tri 380/220 en amont du variateur par un "VFD classique" 1ph=>3ph 220V stabilité à 50 Hz
De loin le plus simple en terme de recâblage et prise de tête, mais j'ai un peu peur d'endommager mon BAUMULLER quasi-quadragénaire si je mets un VFD et ses étages d'alim à découpage juste en amont. Ne faut-il pas ajouter des composants de filtrage ? Si oui, auriez-vous des recommandations/exemples ?

Option 2b :
- Mettre un "VFD classique" 1ph=>3ph 380V stabilité à 50 Hz en amont du transpho tri 380/220 qui alimente le BAUMULLER
Aha, niveau rendement c'est discutable, mais p-e que la charge inductive du transpho ferait office de filtre et lissage tampon entre le VFD1ph=>3ph et le BAUMULLER ?

Option 3 :
- Il paraîtrait que certains variateurs BAUMULLER peuvent être bidouillés pour prendre nativement du 220v mono en entrée, mais là je n'ai pas de pistes pour explorer plus loin.



Quel est votre avis sur cette conversion, quelle approche recommanderiez-vous, chers Gourous ?


Je mets en PJ les 2 pages du schéma qui concernent le variateur pour les plus curieux :)

BAUMULLER cablage logique.jpg


BAUMULLER cablage puissance.jpg
 
Dernière édition:
T
tatave
Compagnon
Dans les options proposées, la 2b me plairait bien, mais as tu pensé à "fabriquer " du triphasé avec un moteur pilote, comme certains l'ont déjà fait, ici ?
Chez moi, la question ne se posait pas, mon centre d'usinage demande trop de puissance : triphasé obligatoire
 
E
effix
Compagnon
Bonjour,
La solution 2b n’est pas possible car c’est un servo-moteur qui pilote la broche voir ce fil
A+
Xavier
 
sergepol
sergepol
Compagnon
Belle petite machine pour l'usinage, pour le changeur d'outils et son indexage , que des larmes!! (et des jurons).
 
E
effix
Compagnon
Bonjour,
Sur les schémas de principe, l'entrée tri n'est pas monitorée seule la tension de BUS continu semble l'être.
Tu peux commencer par essayer d'alimenter le driver en 220 sur 2 entrées L1et L2, si il n'affiche pas d'alarme et qu'il accepte de fonctionner comme ça, il faudra regarder si les diodes de redressement passent le courant nécessaire en 220 et éventuellement les remplacer.
A+
Xavier
 
Dernière édition:
petit_lulu
petit_lulu
Compagnon
@effix a raison, je ferai un test avec phase/neutre juste sur 2 phases du variateur (en debranchant le tranfo bien sur !)

sinon bravo, ton atelier est tres propre !!! (travail en chaussettes ! :lol:):nawak:
 
E
effix
Compagnon
Chaussettes de sécurité :smt003
A+
Xavier
 
L
Luczia
Nouveau
Salut,

Eh, qu'est ce que vous voulez avec la chaleur qui arrive, il faut se mettre à l'aise :wink:

merci pour les pistes.

@effix : ça m'attriste un peu de changer les composants dans un baumuller qui fonctionne bien, mais pourquoi pas. Il n'y a pas une perte de puissance à n'utiliser que 2 phases?
Je ne comprends pas pourquoi la 2b n'est pas possible et poserait un soucis avec la broche/changeur d'outil; puisque le principe est justement de garder le driver (baumuller) d'origine

@tatave : niveau rendement et maintenance, je suis un peu perplexe pour la solution moteur "génératrice mère", en 2021 on doit pouvoir faire quelque chose plus performant et moins cher avec de l'électronique ? :)


Personne n'aurait de l'expérience sur le bruit dans les lignes que génère un VFD 220v 1ph=>3ph et les solutions potentielle de filtrage ?
Les solutions "pros" de conversion 1ph=>3ph semblent être un simple VFD suivi d'un transfo, mais j'ai vraiment une inquiétude sur le bruit envoyé dans le baumuller.
 
T
tatave
Compagnon
Simplement pour avoir une sinusoïde plus régulière qu'avec un variateur...
 
E
effix
Compagnon
  • #10
Bonjour,
Dans la solution d’utiliser le driver directement en 220, tu peux déjà faire l’essai.
Pour ce qui est d’alimenter l’électronique avec le vfd , le mieux est de poser la question à LD Performance .
A+
Xavier
 
E
effix
Compagnon
  • #11
En fait, sur le site de ld performances, les systemes à variateur ne sont pas conseillés pour l’électronique, seuls les systèmes à moteur pilote sont conseillés pour cette utilisation.
A la lecture de la notice du boîtier que tu présentes, je n’ai pas non plus l’impression que ce soit adapté à l’électronique.
A+
Xavier
 
L
Luczia
Nouveau
  • #12
Salut,

@tatave, @effix : effectivement, après avoir potassé : la conversion électronique n'est pas très courante. Etonnant, mais je n'ai pas suffisamment de compétences pour juger ou proposer mieux. Ok. Donc si on veut garder le baumuller d'origine sur du mono, la solution moteur pilote est à privilégier. J'ai trouvé un module à 1500€ chez LD-Performances, donc en dernier recours j'irai vers cette option. Ceci dit, c'est engager pas mal de frais pour alimenter un variateur qui ne sera pas éternel et dont la maintenance est également très chère. A noter aussi que je prévois un rétrofit linux CNC cet été.


Donc avant de m'engager dans la voie du moteur pilote, j'aimerais bien explorer l'option 1 (remplacer le baumuller par un variateur pour moteur synchrone avec asservissement en position - soit en réutilisant le tachymètre et codeur intégré au moteur de broche, soit en intégrant un nouvel encodeur plus récent). J'imagine qu'il faudrait un variateur à commande vectorielle avec entrée encodeur.

J'ai jetté un oeil aux altrivar de Schneider, mais ils ne fonctionnent qu'en "sensorless" donc pas de positionnement de la broche. Idem pour les Sinamics Siemens.
Est-ce que quelqu'un aurais des pistes ?

A+,
 
E
effix
Compagnon
  • #13
Bonjour,
Je crois que tu fais erreur, le moteur de broche est un servomoteur il te faut donc un servo variateur adapté au moteur.
Encore une fois, commence par tester ton servo variateur en 220 pour voir si il marche comme ça.
Le fait de passer ensuite en linuxcnc n’a aucune influence sur les servo. Si les servos fonctionnent gardes les


A+
Xavier
 
chabercha
chabercha
Compagnon
  • #14
Bonjour
Selon ton besoin de puissance, un moteur pilote plus élévateur de tension seraient peut être plus adaptés, il faudrait savoir si l'élévateur 220 tri vers 380 tri sort des tensions propres, cela te permettrais de ne rien toucher à la machine.
Je parles bien sur d'un vrai moteur 220/380 et d'un auto-transfo classique, rien d'électronique.
A+Bernard
 
L
Luczia
Nouveau
  • #15
Je crois que tu fais erreur, le moteur de broche est un servomoteur il te faut donc un servo variateur adapté au moteur.

Je fais peut-être erreur, mais pour moi, ce qu'on appelle servo n'est qu'un ensemble moteur (en l'occurence synchrone) + encodeur/tachymètre + le variateur adapté pour asservir en position/vitesse.

Le variateur BAUMULLER est vieillissant ; la moindre réparation reviendra >800€ : tandis qu'en état de marche je pourrais sans doute le revendre 500€. Avant de le bidouiller, j'aimerais évaluer une solution alternative : a savoir racheter un variateur contemporain et éventuellement un encodeur/tachymètre. Donc, en gros ne garder que le moteur de broche. Si on trouve une solution dans les 500-1000€ pour faire ça, ça me semble très viable et plus raisonnable à long terme.

Je mentionne le fait qu'à terme je compte rétroffiter en linuxCNC pour indiquer que si le nouveau variateur n'as pas toutes les E/S exactement similaire au Baumuller (le +/- 10V, le signal vitesse atteinte, etc...) ce n'est pas complètement rédhibitoire dans le sens où j'aurai de la flexibilité avec une MESA.


J'avoue ne pas encore tout comprendre sur l'encodeur/tachymètre de la broche.
Capture.JPG

Je tente une explication :
CPR veut dire codeur, donc des signaux logiques mais pourquoi 8 fils? Ce serait : A,A|, B,B|, Z,Z| , +5v , GND ?
Et AT serait 3 signaux analogiques avec la tension de chacune des phases ? Ce serait en 0-220V ou 0-10 V ?

Est-ce qu'il existe des variateurs modernes qui prennent ce genre de signaux ? ¯\_(ツ)_/¯
 

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