EMCO 120 retrofit

[koenigsegg]

Bonjour à tous,

Voici mon projet de retrofit d'un tour EMCO 120 avec un nouveau contrôleur et des nouveaux servos.

Le tour a été acheté à un collègue du forum en 2017. Il etait en bon état mais le fait d'être en triphasé et d'avoir un contrôleur Emcotronic T1 d'époque (avec avec le risque de problèmes potentiels qui pourraient arriver de son âge) m'a poussé a prendre la décision de le rétrofiter et d'en profiter pour le passer en monophasé.

Pour les axes, j’ai choisi d’utiliser des servomoteurs et des drivers de 750W de la marque DELTA, modèle ASD-B2-0721-B, pour remplacer les moteurs pas à pas Berger Lahr de 5 pôles d'origine.

Le moteur de broche d'origine était un truc bizarre (moteur DC de 400V et 3.5HP de puissance). J'ai donc décidé aussi de le remplacer par un moteur triphasé (un ABB de 2.2kW) piloté par un variateur d'éntrée monophasé (DELTA VFD022E21A).

Le choix du contrôleur a été un peu plus difficile... Au début j'ai pensé à utiliser Mach 3 ou Eding CNC mais le fait d'être des systèmes basées sur PC ne m'as pas convancu. J'ai décidé de prendre le risque d'acheter un contrôleur dédié chinois sur Ebay. Mon chois est tombé sur un contrôlleur de "marque" Szghauto et modéle SZGH-CNC990TDb-2.

Apparemment, comme avec la plupart des produits fabriqués en Chine, il existe de nombreux contrôleurs similaires dans lesquels seulement la marque est différente. D'après ce que j'ai pu comprendre, ils sont tous "inspirés" par des contrôlleurs Fanuc d'époque. Pour l'instant j'en suis assez satisfait. Le prix était competitif par rapport au coût d'une licence Mach 3 ou Eding CNC + ordinateur + écran + cartes, etc.. Le seul hic c'était la documentation. Le chinglais était presque incomprehensible. J'ai perdu pas mal d'heures à cause de ça...

J'ajouterai les photos ensuite...

 

[koenigsegg]

La suite...

Le tour EMCO 120 à l'origine

Le contrôlleur Emcotronic T1

L'électronique d'origine

Début du demontage (moteur de broche enlevé)

Moteur de broche original Siemens

Moteurs pas à pas d'origine

Démontage de la partie tour

Nettoyage et regraissage de la broche

Démontage de l'armoire électrique

À suivre...

 

[koenigsegg]

La suite...

Le nouveau contrôlleur (personnalisé par le fabricant avec le logo EMCO )

Le servo/driver DELTA

Le nouveau moteur de broche ABB

Pour instaler le controlleur dans l'armoire électrique, j'ai fait découper au laser (sur le site john-steel) une tôle de 4mm d'épais et je l'ai fixé à la tôle existant

J'ai profité aussi de ma commande pour découper des tôles de fixation du nouveau moteur de broche, des servos, des capteurs de fin de course ainsi qu'une platine pour l'armoire électrique

À suivre...

 

[osiver]

Le moteur de broche d'origine était un truc bizarre (moteur DC de 400V et 3.5HP de puissance)

Pour info, il n'a rien de bizarre, un moteur DC à excitation séparée + un moteur tri 400V de ventilation séparée. Très costaud !!

 

[koenigsegg]

La suite...

Étant donné que le moteur de broche d'origine avait une vitesse maximale de 6000 tr/min et que le nouveau moteur n'avait que 2850 tr/min, j'ai du augmenter le diametre de sa poulie pour ne pas perdre trop de vitesse de broche. À la fin, j'ai réussi a avoir une vitesse maximale de broche de 4250 tr/min.

J'ai dû aussi changer l'encodeur de broche. J'ai choisi un "omron" avec une résolution de 1024 pas (x4). L'usinage de son support a été fait dans un petit EMCO Compact 5 que j'avais à l'époque

Début de la partie électrique...

Armoire électrique fini

Les nouveaux autocollants (biensûr... )

À suivre...

 

[koenigsegg]

Pour info, il n'a rien de bizarre, un moteur DC à excitation séparée + un moteur tri 400V de ventilation séparée. Très costaud !!

Costaud et lourd!...

Malheureusement, je ne connais pas grand chose aux moteurs électriques et ses contrôleurs, j'ai donc choisi le chemin le plus simple et j'ai tout remplacé par du neuf.

 

[koenigsegg]

La suite...

Et voilà la bête dans son nouveau établi fait sur mesure

Et en train de faire son travail

Je en suis assez satisfait du résultat. Le contrôleur prend du code G standard et est assez simple à utiliser. La partie mécanique du tour ne semble pas avoir beaucoup d'usage. Le jeu dans les vis à billes est inférieur à 2um et j'arrive facilement à obtenir des dimensions au centième près sur de l'acier standard.

Il n'y a que le manque de couple à basse vitesse qui m'agace. C'était la première fois que j'utilisais un VFD, donc je ne suis pas sûr que je puisse modifier quelque chose dans les paramètres du variateur pour améliorer cela. Est-ce que quelqu'un a de l'expérience avec ce problème?

À plus

 

[osiver]

Il n'y a que le manque de couple à basse vitesse qui m'agace.

Malheureusement, déjà que les VFD standard ne permettent pas de conserver tout le couple à basse vitesse, ici en plus vous avez une démultiplication qui en perd aussi.
De plus à basse vitesse votre moteur n'est plus ventilé. D'où la séparation moteur/ventilateur du moteur d'origine

 

[koenigsegg]

Malheureusement, déjà que les VFD standard ne permettent pas de conserver tout le couple à basse vitesse, ici en plus vous avez une démultiplication qui en perd aussi.
De plus à basse vitesse votre moteur n'est plus ventilé. D'où la séparation moteur/ventilateur du moteur d'origine

Oui, j'étais au courant de cela. Le concept du ventilateur séparé n'est pas bête

Avant d’acheter ce VFD, j’avais lu que les variateurs à contrôle vectoriel? ("vector control" en anglais) étaient capables de fournir un couple maximal à basse vitesse. Celui que j'ai acheté (DELTA VFD022E21A) est supposé avoir un contrôle vectoriel et, en principe, je l'ai configuré pour l'utiliser, mais je ne vois pas beaucoup de différence... Est-ce normal?

Cela peut-il être dû au fait que j'ai câblé le moteur en configuration triangle pour le faire fonctionner en 230V?

 

[osiver]

Le couplage triangle n'y est pour rien.
En fait le variateur doit baisser en même temps la tension et la fréquence sinon le courant croîtrait à proportion de la baisse de la partie inductive de l'impédance des bobinages (2FL).

 

[koenigsegg]

Merci de votre réponse!

Dans ce cas, y a-t-il un avantage à le coupler en étoile e de limiter à 4.4A (au lieu de 7.6A) le courant maximal livré par le variateur? J'imagine qu'on va perdre de la puissance mais est-ce qu'on gagne du couple à basse vitesse?

 

[osiver]

Dans ce cas, y a-t-il un avantage à le coupler en étoile

Aucun. Et moins encore car le moteur sera en 400V de tension alors que le variateur lui fournira du 230V au plus.

Ah mais au fait, c'est un variateur mono 230V/ tri 230V, oui ??

EDIT : oui le modèle du variateur est donné post #1

 

[koenigsegg]

Oui, j'ai voulu passer la machine en 230V monophasé.

Encore une question bête: Avec un variateur, peut-on faire tourner le moteur plus vite que la vitesse annoncé à 50Hz (2845 tr/min)? Question de pouvoir réduire le rapport mécanique entre le moteur et la broche pour augmenter le couple sans perdre de vitesse de pointe...

Merci!

 

[osiver]

Avec un variateur, peut-on faire tourner le moteur plus vite que la vitesse annoncé à 50Hz (2845 tr/min)?

Oui, bien sûr dans une mesure raisonnable, disons 75Hz sûr, 100Hz possible mais à vérifier

 

[koenigsegg]

Formidable. Je vais essayer cette approche alors. Dans l'état actuel des choses, en dessous de 1000 tr/min, le couple est un peu faible, ce qui pose quelques problèmes avec des pièces plus "grandes".

Merci encore

 

[nico26]

Bonjour.
je viens de tomber dur ce post.
j ai une machine de ce style avec une commande emcotronic t2.
elle fonctionne parfaitement mais au cas ou... ce poste sera mon salut.
j ai une petite question.
comment est geré la tourelle porte outil?
merci beaucoup
Nicolas

 

[koenigsegg]

Bonjour nico26

La tourelle utilise un moteur 24VDC et dispose de 4 photodétecteurs pnp pour mesurer la position (également 24VDC). J'ai utilisé un contrôleur Pololu VNH5019 pour le moteur 24VDC piloté par des signaux PWM envoyés par un PLC Arduino (Controllino Maxi). C'est lui qui parle avec le contrôleur principal (npn) et qui gère les courants d'avancement et de retour appliqués au moteur.

 

[nico26]

bonsoir.
un peu du chinois pour moi.
mais je vois le principe.
joli travail.

 

[vax]

Chouette remise en route.
J'aime beaucoup les Contrôlinos, j'en utilise actuellement (en liaison avec une IHM tactile à base de Raspberry) sur un projet que je développe professionnellement.

 

[koenigsegg]

Bonjour,

Petite mise à jour: je suis retourné à la poulie d'origine du moteur de broche. J'ai dû augmenter la fréquence maxi du variateur jusqu'à 83Hz pour atteindre les 4000 tr/min de vitesse de broche maxi d'origine, mais le couple additionnel à bas régime est très utile...

 

[osiver]

Bonne solution !!