Retrofit Charly Robot CRA4

[AllGorythme]

Bonjour,

Je viens de rétrofiter ma petite fraiseuse. Je me suis dit que ça pourrait interesser d'autres personnes qui ont la même machine.

L'historique : Il y a longtemps (15 ans), j'ai eu l'occasion de récupérer une fraiseuse Charly Robot CRA4. J'en avais besoin pour faire du détourage dans des boitiers en plastique. J'ai commencé par utiliser CharlyGraal mais il m'a vite rendu fou. Je me suis dit que j'allais passer à LinuxCNC. J'ai démonté toute l'électronique de commande, installer des TB6600 pour piloter les moteurs et une petite carte d'interface port parallèle pour communiquer avec un PC. Grâce à ce changement j'ai pu faire ma petite production.
Les années sont passées et en janvier, j'ai eu envie de faire un peu de fraisage. Je ressort la fraiseuse (qui végétait sous un établi), je retrouve le PC qui pilote la bécane puis je rebranche le tout. Et là, c'est le drame. Le PC ne démarre plus.
Ça m'a toujours gêné cette histoire de PC a brancher à la bécane. Ça fait du bazar en plus, à chaque fois qu'on veut usiner, il faut tout ressortir. C'est un PC avec un port parallèle, et bien sûr je n'en n'ai plus.
Je me suis dit que c'était le moment de mettre à jour l'élec de commande et d'utiliser une solution "moderne".

Le choix de la solution : En préambule : je ne veux pas dépendre d'un soft propriétaire. Je reste sur une vision open source.
A l'époque de mon premier rétrofit, il n'y avait que grbl sur 8 bits. Maintenant, on a le choix des solutions : Smoothieware, GRBLHAL, FluidNC (et j'en oublie surement d'autres).
Mon choix s'est porté sur FluidNC à cause (ou grâce) d'un post de @Rinar . Je me suis dit : mais c'est ça que je veux ! Une carte de commande intégrée à la fraiseuse et un "pendant" filaire pour piloter la machine.

Mes achats :

• Carte de commande :
  • 1 carte de commande : 6x CNC Controller. (63€) J'ai commandé la carte élec d'un des développeurs. C'est ma manière de supporter financièrement leur projet. J'ai ajouté un petit module RJ12 pour relier la carte au pendant
  • Pas besoin d'alim, je souhaite réutiliser celle de la fraiseuse
  • Pas besoin de driver, je veux réutiliser ceux de mon premier retrofit
• Pendant (Jogger, ou télécommande) : CYD Dial
  • 1 écran capacitif avec ESP32 32€ lien AMZ
  • Une roue codeuse plutot class 27€ lien AMZ
  • Un câble droit RJ12 5€ lien AMZ

Total 130€. Auquel il faut ajouter un peu de plastique, quelques vis et un connecteur RJ12 qui trainait dans mon atelier.

Pendant :
Le temps que la carte principale arrive (elle vient de l'autre bout du monde), je me suis fabriqué mon pendant.
J'imprime le boitier fourni sur le Wiki. Et je me rend compte qu'il ne fonctionne pas avec la carte capacitive. Du coup, j'ai tout redessiné avec Freecad.
Le résultat :

(J'ai mis à jour le Wiki du pendant et j'ai aussi fait une Pull Request (acceptée) pour mettre à jour le github.)
Honnêtement, le fonctionnement est fluide. Il y a quelques trucs à améliorer dans leur code, j'essayerai de m'en occuper plus tard

Alimentation électrique :
Je souhaite réutiliser la carte de puissance qui fournit l'alimentation électrique. Je n'ai pas trouvé de doc sur cette carte.
J'ai fait un peu de rétro ingénierie de la carte pour comprendre à quoi correspond chaque connecteur.

le schéma : (Sur mon github, il y a le kicad avec le PCB presque entièrement refait)

Pour pouvoir piloter la broche à partir de la carte de commande, il faut réaliser une petite modification : il faut couper la piste entre le contacteur et la masse de l'alim 2 (un coup de cutter et c'est réglé) :

Pour info : les témoins lumineux présent dans la zone d'usinage fonctionnent entre 12VDC et 30VDC. La masse est le fil noir (pour les autres fils, j'ai fait un schéma sur github )

Branchement carte de contrôle
Rien de sorcier. Le schéma :

J'ai pas encore connecté certains témoins lumineux car il faut que je fasse une bidouille électrique pour adapter les niveaux.
La carte installée et câblée :

J'ai fait quelques essais pour affiner le fichier de conf .
Tout à l'air de marcher correctement.
Il ne me reste plus qu'à usiner !

 

[Tom_Franche_Comté]

Beau travail.
Il y a souvent des personnes qui ont ces machines et qui galèrent à les faire fonctionner.
Régulièrement sur le forum j'ai vu passer des demandes d'aide et de questions sur d'éventuels rétrofits.
Je pense que ta publication va servir à plus d'un.

 

[CRA2]

Beau travail.
Il y a souvent des personnes qui ont ces machines et qui galèrent à les faire fonctionner.
Régulièrement sur le forum j'ai vu passer des demandes d'aide et de questions sur d'éventuels rétrofits.
Je pense que ta publication va servir à plus d'un.

C'est mon cas, je suis le topic avec intérêt, j'ai une CRA2, fonctionnelle, mais le logiciel "Charlygraal" est une "purge" à utiliser.

 

[AllGorythme]

C'est top si ça peut resservir à d'autres.

Quelques infos supplémentaires :

Capteur de fin de course : un seul capteur par axe. Positionnement des capteurs (nota : on peut voir le pendant rangé dans son support à droite) :

Dans mon fichier de conf :

• FdC X : limite négative de X
• FdC Y : limite positive de Y
• FdC Z : limite positive de Z

Les fin de course sont plutôt bas de gamme : il ne faut pas compter sur eux pour faire du positionnement et il faut compter 2mm de débattement pour sortir du capteur (pulloff_mm)

Driver des moteurs Pas à Pas :

J'ai utilisé des TB6600. J'utilise les réglages suivants :

• X et Y : 3A et 4 microsteps (Soit les switch S1 et S5 en position ON)
• Z : 2A et 4 microsteps (Soit les switch S1 et S4 en position ON)

Et ne me demandez pas pourquoi, je ne me souviens plus ! (Ça date du premier rétrofit)

 

[AllGorythme]

J'ai voulu vérifier le nombre de step par mm que j'ai mis dans la conf (160). Je l'ai trouvé expérimentalement mais j'avais bien envie de vérifier.
Sous la bécane, l'axe Y est visible.
C'est une vis à bille avec un pas de 5mm. Avec un moteur papa de 200 step/tr et le réglage de 4 microsteps du driver, on obtient 800 step pour faire un tour.
Donc pour avancer de 1mm, je retrouve bien mes 160 steps (800/5).
Ça fait 0.6 centièmes de mm par step. C'est pas fou.
A mon avis, à l'époque, j'ai du me retrouver bloqué par les limites du combo linuxcnc + carte d'interface parallèle. Faudrait que je tente de passer à 8 ou 16 microsteps.

Une photo des indications du moteurs (ça peut servir pour faire du dépannage) :

Je comprends mieux pourquoi j'avais choisi 3A pour les drivers.

 

[MAxx35500]

Bonjour Allgorythme,

Super post bien utile merci pour la doc!

J'ai récupéré une Charly Robot CRA4 V2 et le matériel pour faire le rétrofit (carte Maker V3, ESP32....) et je souhaite également récupérer l'alim d'origine .

Je me pose une question: comment as tu connecté la broche sur la carte de commande et la vitesse de rotation est elle asservie ou bien juste on/off et tu varie avec le potentiomètre directement sur la broche?

Merci d'avance.

Cordialement.

 

[AllGorythme]

Merci @MAxx35500 pour ton commentaire. Je suis content que le post serve.
Dans mon cas, la broche reste connectée sur la carte d'alimentation comme sur le montage d'origine (connecteur auxiliaire à 4 broches en haut à gauche).
Elle est pilotée en TOR (On/Off) grâce au relais K1.
La variation de vitesse se fait directement avec le potentiomètre sur la broche.
Pour piloter le relais K1 (et donc allumer ou éteindre la broche) avec une carte externe, j'ai du ruser un peu (ce que j'explique dans mon premier post, mais en le relisant ce n'est pas très clair). Le plus simple serait d'avoir la possibilité d'appliquer (ou pas) ALIM1_VCC sur la broche en bas à gauche du connecteur 9 pins (appelée K1_A1 sur mon schéma). Mais la carte que j'utilise ne permet pas de faire ça. Elle permet uniquement de mettre au GND une sortie grâce à un MOSFET. Donc les modifications à réaliser :

1. Appliquer de façon permanente ALIM1_VCC sur K1_A1 (connecteur 9 pins en bas à gauche)
2. Déconnecter le GND de K1_A2 (voir mon premier post pour le grattouillage de carte)
3. Connecter K1_A2 (connecteur 9 pins au milieu à gauche) sur une une sortie de la carte de commande qui est capable de mettre au GND une pin grâce à un MOSFET

Je ne connais pas exactement le fonctionnement de la carte Maker V3. Mais en gros, il y a deux possibilités :

• Soit elle intègre un MOSFET capable de faire passer quelques watts pour piloter K1. Dans ce cas, tu peux faire exactement comme moi
• Sinon, il te faudra une carte d'interface (Avec un relais ou un MOSFET) pour aller piloter K1 (ou piloter directement la broche)

 

[MAxx35500]

Merci @AllGorythme pour tes infos.

J'ai cette sortie : (désolé c'était écrit en anglais, copié collé de la notice de la carte sur le site)

• Gpio14 : This is the PWM output to manage a laser or other device operating in PWM, its signal is amplified to 5V by a transistor.

A laquelle on peut connecter un "module relais 5v" si c'est une broche monophasé (en gros défonceuse) mais ça doit pas changer grand chose le voltage puissance de la broche car cette sortie est juste pour la commande du relais.

Je pense que ça pourrait le faire si j'utilise le Relais d'origine a la place d'un module relais et que j'alimente ALIM1_VCC avec cette sortie.

Ça ferait le on/off de la broche !

 

[AllGorythme]

Nope, tu ne peux pas piloter directement le relais K1 directement avec GPIO14. Pour deux raisons :
- la bobine doit être alimentée en 24VDC. La sortie de ta carte est en 5V ou 3,3V.
- la puissance nécessaire pour piloter ce relais dépasse la puissance admissible d’une sortie GPIO (en général 0,1W)

Il te faut un composant qui réalise l’interface.

 

[MAxx35500]

Ah.... Mince....
En gros il me faut un module comme celui là :

DollaTek 5V module de relais à 1 canal Blindage avec optocoupleur Prise en charge des déclencheurs de niveau haut et bas : Amazon.fr: Commerce, Industrie et Science

DollaTek 5V module de relais à 1 canal Blindage avec optocoupleur Prise en charge des déclencheurs de niveau haut et bas : Amazon.fr: Commerce, Industrie et Science

www.amazon.fr

Que je branche sur cette sortie comme dans le manuel (+/-/signal) et qui coupe le +24v du relais de commande de la broche?

Ce coup ci j'ai bon?!

Ça fait pas un peu beaucoup de relais en cascade!???

Sinon il faut que je trouve un module avec un relais capable de 16a en 24 v mais ça a l'air moins courant!

Merci pour les précisions sur ce type de sortie en tout cas!

 

[effix]

tu ne peux pas piloter directement le relais K1 directement avec GPIO14. Pour deux raisons :

Il y a une troisième raison, c’est une sortie PWM, or on ne pilote pas un relais avec un signal PWM, a moins de vouloir faire de la musique.
A+
Xavier

 

[MAxx35500]

Il y a une troisième raison, c’est une sortie PWM, or on ne pilote pas un relais avec un signal PWM, a moins de vouloir faire de la musique.
A+
Xavier

Ok ça répond également à quelle différence entre une sortie pwm et 5v standard !

Merci!

A+

 

[AllGorythme]

@effix : De façon générale, lorsqu'une sortie est désignée PWM elle peut aussi faire du TOR. C'est le cas sur cette carte. Par exemple, pour piloter un relais qui gère la broche, ils utilisent cette sortie (lien).

@MAxx35500 : La carte que tu as sélectionné sur AMZ fera le job. Tu peux piloter directement la broche avec. Dans ce cas, tu devras t'intercaler sur un des deux fils d'alimentations qui partent du bornier 4 pins et qui vont à la broche. Si tu ne souhaites pas modifier le câblage qui va vers la broche, tu peux mettre le relais entre ALIM1_VCC et K1_A1 (tous les deux disponibles sur le connecteur 9 pins).

 

[dh42]

Salut,

J'ai voulu vérifier le nombre de step par mm que j'ai mis dans la conf (160). Je l'ai trouvé expérimentalement mais j'avais bien envie de vérifier.
Sous la bécane, l'axe Y est visible.
C'est une vis à bille avec un pas de 5mm. Avec un moteur papa de 200 step/tr et le réglage de 4 microsteps du driver, on obtient 800 step pour faire un tour.
Donc pour avancer de 1mm, je retrouve bien mes 160 steps (800/5).
Ça fait 0.6 centièmes de mm par step. C'est pas fou.
A mon avis, à l'époque, j'ai du me retrouver bloqué par les limites du combo linuxcnc + carte d'interface parallèle. Faudrait que je tente de passer à 8 ou 16 microsteps.

As tu vérifié "en vrai" ce qui se passe sur la machine avec un comparateur ?

Pour ma part je l'ai fait, quelque soit le mode µ-pas réglé sur le driver(M542 Leadshine), le moteur (200 pas/tr) ne peut s’arrêter que sur des pas et des 1/2 pas, donc en fait il faut partir sur 400 pas/tour pour le calcul de résolution quelque soit le réglage µ-pas du driver !

je l'ai testé sur ma BZT avec Mach3 et une avance pas à pas réglée sur 0.01mm, driver en 800 pas/tour, vis au pas de 10mm.

Résultat, ça n'avance réellement que de 0.025 en 0.025mm soit 10/400 et non 10/800 !!! (et c'est pareil pour les autres modes µ-pas supérieurs à 400, j'ai testé en 1600 pas/tour également)

Sur la visu par contre ça avance bien de 0.01 en 0.01, mais pas sur la machine, et ce n'est certainement pas du fait de Mach3, car lui il ne sait absolument pas quel est le réglage µ-pas ou le nb de pas par/tour natif du moteur, il ne connais qu'une valeur de steps/per (pas par mm) et rien d'autre.

j'ai donc le comportement suivant:

++
David

 

[speedjf37]

Bonjour,

@dh42
Ce serait intéressant de vérifier ce que cela donne avec un moteur pas à pas "closed loop" voir s'il peut gérer les micros pas avec l'encodeur intégré.

Ps) ça me tente d'essayer !

Cordialement JF

 

[dh42]

Bonjour,

@dh42
Ce serait intéressant de vérifier ce que cela donne avec un moteur pas à pas "closed loop" voir s'il peut gérer les micros pas avec l'encodeur intégré.

Ps) ça me tente d'essayer !

Cordialement JF

Je me posais la même question.

D'ailleurs, j'ai vu que certains moteur CL n'étaient pas des 200 pas/tr - 1.8°, mais 300 pas/tr - 1.2°

Hybrid Stepper Motor 2 Nm

Stepping Motor

www.sorotec.de

++
David

 

[francois23]

Bonjour,

@AllGorythme​

Du très beau travail, bien documenté, bravo !! Et merci pour le partage
J'admire vraiment le coté réutilisation de la carte de puissance, ça fait envie, je n'imagine pas le temps passé à faire le reverse engineering, encore bravo et respect !!

Je viens de récupérer une énième CNC sur LBC, j'ai le boitier de commande (PSD305), si tu veux je te l'envoie pour me faire la même chose

François.

 

[AllGorythme]

Merci @francois23 pour ton message.
Tu peux ouvrir un nouveau post et on pourra regarder ensemble comment réutiliser ton module.

 

[francois23]

Merci @francois23 pour ton message.
Tu peux ouvrir un nouveau post et on pourra regarder ensemble comment réutiliser ton module.

voilà : CNC Pure 2

 

[SLL59]

Bonjour à tous,

Comme je n'ai jamais réussi à dialoguer depuis GPILOTE avec la Carte CNR2 qui équipait mon CharlyRobot CRA4 Type 10,
(Le port Série RS232 fonctionnait mais il fallait un logiciel version V5.0.0.6) , je me suis lancé dans un rétrofit pas onéreux
en prenant de précieux conseils et exemples sur différents sujets de ce forum...
22 € pour la nouvelle carte CNC et 36 € pour les 3 drives STB6600.
Un peu de boulot pour récupérer l'ancienne carte avec ces fonctions de Mise sous tension, Arrêt d'urgence,
et surtout l' alimentation 42VDC - 4A pour la puissance des Moteurs Steppers...
Ajout d'une alimentation 24VDC pour la nouvelle carte CNC, car il n'y a pas de 24V sur l'ancienne carte CNR2 (Dommage)
Commande de la broche par interfaçage avec un relais.

.../...

Maintenant avec le soft MACH3 version FR, le plugin RNRMotion.dll et la liaison USB, la machine répond au top.
Réglages des paramètres pour pilotage des Steppers en 1/16
Réglages Course opérationnelle des 3 axes, vitesses, accélérations et prises d'origine machine.
Quelques programmes ISO pour tester l'ensemble en interpolation,
Le palpage Outil est opérationnel pour définir un décalage en G54 par exemple.

Au moins, on se retrouve avec un soft sur Windows 11 et port USB...
Bien plus compatible que le package CharlyGraal de l'époque .
Je reste à l'écoute pour tous renseignements souhaités sur ce rétrofit.