Retrofit tour Intelys LinuxCNC + Tourelle VDI16 (questions)

xi
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Apprenti
21 Oct 2010
188
Morbihan
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  • #1
Il y a un peu plus d'1 an, j'avais sauté sur ce petit tour numérique, tant il est difficile de trouver un tour d'un poids et d'une taille raisonnable ...
C'est un Intelys (Multisoft Robotique) G2009T de 1997.
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Il fonctionnait avec un logiciel propriétaire (que je n'ai pas), avec un clef et un port série ... je vais virer tout ca et mettre un LinuxCNC à la place, pour faire une machine moderne.

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Le moteur de broche fait 1500W, c'est plutôt sympa (j'ai vu d'autres versions du tour avec un moteur de sèche linge qui me paraissait un peu faible).

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La mécanique est en bon état et ils ont choisi des composants de qualité (moteurs Sanyo axe Z et axe X, variateurs Hitachi, ...).

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Je vais en revanche virer toute cette électronique pas terrible (4 transfos, le secteur directement sur les connecteurs à l'intérieur du tour :shock:, régulateur de vitesse de broche directement sur le secteur également :shock:, ... Ils ont mis un transfo rien que pour faire l'auto-maintien du bouton ON, et pas de transfo pour l'électro aimant de la tourelle, c'est un peu n'importe quoi, surtout quand on a 4 transfos sur la carte !).
Bref, je vais faire une petite carte reliée au port parallèle d'un PC et piloter le tout avec avec un LinuxCNC + drivers de moteurs pas à pas Stepperonline DM556T.

Je vais aussi faire un codeur optique en quadrature de phase, ce qui va permettre de faire des filetages / taraudages, y compris des taraudages avec taraud machine grâce à l'inversion du sens de rotation de la broche et au codeur optique qui détecte ca. (Actuellement il y a un top par tour de broche, on voit le capteur sur la 3ème photo).

Je me suis un peu renseigné là dessus au niveau de LinuxCNC on peut faire rentrer 3 types de capteurs pour les broches de tour :
  • 1 top par tour : ne permet pas de faire de filetages / taraudages, mais permet d'asservir la vitesse de broche sur la consigne.
  • 1 top par tour + plusieurs impulsions par tour : vitesse de broche asservie + taraudages / filetages avec un outil à fileter.
  • 1 top par tour + codeur en quadrature de phase : vitesse de broche asservie + taraudages / filetages avec taraud ou outil à fileter.

Je fais essayer de faire la dernière solution en usinant un disque avec des lumières (https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Encoder.html) qui va me faire 60 impulsions par tour, grace à deux fourches optiques. Je vais fixer le disques à l'arrière de la poulie que j'ai démontée ci-dessous (écrou à Créneaux KM6 dévissée grace à une douille achetée ici : https://www.ebay.fr/itm/153497034750 , et après j'ai sorti la poulie avec les serre-joints du grand-père, à défaut d'arrache roulement)
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Pour le moment j'ai simulé le 2ème mode sur mon bureau avec une sortie PWM (PDM), un filtrage avec un condensateur + une résistance, un Ampli-Op pour faire du 0-10V pour la commande du variateur, et un GBF en mode VCO pour simuler la vitesse de broche (en gros, plus la consigne de vitesse de broche est élevée, plus la tension de sortie du PWM est grande, et plus la fréquence de sortie du GBF est élevée (simule une broche qui tourne plus vite)). Le tout est asservi, c'est à dire que LinuxCNC ajuste le PWM de manière à obtenir une vitesse réelle au plus proche de ce qui a été demandé (régulation par PID). J'ai un peu galéré à faire marcher le PID, car l'option régulation n'est pas intégrée par défaut (par défaut le PWM de commande de vitesse de broche fonctionne en boucle ouverte).
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Ca marche nickel sur la table, les encarts à droite indiquent la consigne et la mesure, le second étant asservi sur le premier.
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J'ai aussi testé les moteurs pas à pas avec les drivers DM556T et le moteur de broche avec le variateur : rien à signaler, ca marche nickel aussi.
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Reste plus qu'à faire la carte électronique de commande ...


Au niveau de l'achat, je me suis un peu fait avoir par le vendeur car la méca il a été bidouillée, et il n'est pas fonctionnel au niveau de la tourelle : le tour est équipé d'un changeur d'outil 8 positions, mais je n'ai pas la tourelle porte outils d'origine ...
Le vendeur m'a mis à la place une tourelle VDI16, mais sans les écrous de maintien qui coutent une fortune et qui sont quasi introuvables (je parle de ca : http://www.vdiholder.ca/tool_holder/P00019991-vdi_serrated_wedge_vdi16_d16_wedge.html ...)
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Bref, j'ai ca, je vais essayer de faire avec, mais il faut que je fasse une pièce d'adaptation pour pouvoir fixer cette tourelle VDI16 sur mon tour.

Question :
  1. est-ce que la tourelle n'est pas trop grande pour mon tour ? La hauteur entre le centre de la broche et le banc est d'environ 105mm, et la tourelle fait 150mm de diamètre il me semble. Quand je vais monter ces portes outils, ca va aller ?

  2. Comment on fait pour ajuster la hauteur de l'outil par rapport au centre de la broche sur ce genre de tours à tourelle ??
    (En fait tous les porte outils en VDI16 sont très chers, donc je ne voudrais pas perdre mon argent si ca ne peut pas marcher, d'où mes questions.)

  3. Autre question : j'ai du jeu en rotation au niveau du mécanisme du changeur d'outils (ie la tourelle peut tourner d'environ 1° autour de son axe quand elle est verrouillée). Grave / pas grave ? Les autres possesseurs de tour Intelys, est-ce pareil chez vous ?

  4. Autre problème aussi : je n'ai pas de contre pointe. Quelles solutions pour ca ? On trouve des glissières (à billes) qui s'adaptent sur mon banc ?
 
xi
xi
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21 Oct 2010
188
Morbihan
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  • #2
Bon, mon rétrofit n'a pas l'air de passionner les foules :smt017
J'ai ouvert un autre post concernant la tourelle VDI, votre aide sur cette partie serait la bienvenue:merci45:

Sinon ce WE j'ai continué le retrofit : petite vidéo de la rotation de la tourelle commandée par LinuxCNC :


J'ai calculé l'énergie qu'il fallait pour alimenter l'électro-aimant de la tourelle puis j'ai fait des essais d'abord avec une alimentation de labo (réglée à 260V ici) pour recharger un condensateur + un interrupteur pour décharger ce dernier dans la bobine :
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S'il n'y a pas assez d'énergie envoyée à la bobine, la tourelle ne finit pas son mouvement de changement de position, et s'il y a trop d'énergie, la tourelle arrive à faire plus d'1/8 de tour ... pas évident à régler, je ne sais pas si les autres possesseurs de ce tour ont le même problème ?

Enfin, en chargeant un condensateur de 220µF à 290V environ, ca fonctionne plutot pas mal à priori, et surtout, par rapport au montage d'origine, ca évite d'avoir la tension secteur en permanence dans l'enceinte du tour !!! :eek: (la génération de la haute tension est isolée, et est commutée qu'au moment où la tourelle a besoin de tourner).

Après quelques essais sur table, je recharge le condensateur en 1.15s, à partir du 40V d'alimentation des drivers de moteur, et je le décharge dans la bobine en commandant un relais avec EMC².
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J'ai aussi testé les axes, recablé les fins de course pour les utiliser en circuit fermé par défaut (toujours plus sur, ca permet de détecter une éventuelle défaillance du cable ou des contacts), testé la commande de la vitesse de broche avec le PDM sur le port parallèle, ...
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En gros tout fonctionne, à part le capteur optique qui est extrêmement bruité et qui me renvoie des impulsions parasites quand je fais marcher le variateur de broche.
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Prochaine étape : faire la carte électronique et faire la partie mécanique du codeur en quadrature de phase, pour pouvoir faire des filetages.
 
Dernière édition par un modérateur:
FTX
FTX
Compagnon
14 Mai 2008
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Bonjour

Chouette machine. La contrepointe est pas indispensable si les pièces sont courte. Au pire une chinoise peut s adapter en faisant une semelle.

Ftx
 
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21 Oct 2010
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  • Auteur de la discussion
  • #4
Ce week-end c'était fabrication de l'encodeur optique !

Quelques calculs, une tôle d'alu, une Charlyrobot et on arrive à ca :
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J'ai donc faire un disque qui vient se fixer sur la poulie de la broche du tour. D'origine le tour a juste un capteur "1 top par tour de broche", ce n'est pas suffisant pour faire des filetages / taraudages. Le disque que j'ai fait a 15 lumières, ce qui m'arrangeait bien au niveau dimensions et ce qui permettait de mettre les fourches optiques côte à côte.
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Ensuite j'ai fait une patte de fixation pour les fourches optiques, patte qui vient se fixer au dessus de la fourche d'origine (et qui a une large ouverture pour laisser passer les fils de cette dernière) :
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La fourche optique originale pour le top par tour (à gauche), et les deux fourches optiques pour l'encodeur en quadrature de phase.
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Voilà les signaux sortis sur les deux fourches optiques ; on voit bien le principe de fonctionnement : quand les deux fourches optiques sont en face d'une ouverture, les signaux sont à "0", ensuite si on tourne la broche vers la gauche, c'est le capteur de droite qui va passer à "1", puis celui de gauche également, ensuite le capteur de droite va repasser à "0", etc ...
Tout l'intérêt de ce type de capteur est qu'il permet connaitre le sens de rotation de la broche, et donc de faire des taraudages avec inversion du sens de rotation de la broche (avec un simple compteur d'impulsions on ne peut pas connaitre à quel moment la broche change de sens exactement).
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Autre avantage du capteur en quadrature de phase : il "augmente" la résolution du disque : avec les 15 lumières et les deux capteurs montés en décalé, on a en fait 4x15 = 60 impulsions par tour de broche, soit une résolution de 6° dans le pire des cas (qui mon avis est largement suffisant pour des taraudages). J'aurais pu mettre plus de lumières dans le disque, mais ca aurait complexifié le montage des capteurs qui n'auraient plus pu être côte à côte, et ca aurait fait beaucoup d'impulsions pour le port parallèle du PC. Là, avec 60 impulsions par tour et une broche qui tourne à 3000tr/min max (50tr/s), on arrive à un signal qui a une fréquence de 3kHz au max, c'est confortable pour le port parallèle de mon PC :
IMG_7861.jpg


Ensuite je me suis attaqué à l'asservissement de la vitesse de broche avec les données fournies par l'encodeur ... ca n'a pas été une mince affaire, car ce qui marchait sur mon bureau avec un simple compteur ne fonctionnait plus du tout avec l'encodeur en quadrature de phase ...
Au final, en plus du réglage du PID de controle du moteur de broche, deux choses à retenir avec LinuxCNC pour l'asservissement de la vitesse de broche :
- Faire bien attention aux signes : l'encodeur en quadrature de phase crée des valeurs signées (au contraire du simple compteur), donc quand on rentre ca dans un PWM ou un PID qui prend des valeurs absolues, la broche peut partir à fond dans un sens ou dans l'autre
- La vitesse de broche est gérée par le thread "Servo Thread" de LinuxCNC, c'est un processus pas prioritaire par rapport au "Base Thread" qui gère les moteurs et les acquisitions, il en résulte que la vitesse renvoyée fait le yoyo, mais ca ne veut absolument pas dire que la commande ou la vitesse réelle font vraiment le yoyo, c'est juste que la mesure de vitesse est imprécise et qu'il faut la filtrer.

Au final il faut toujours s'aider du Halmètre et du Halscope de LinuxCNC pour comprendre ce qui se passe, c'est très pratique !

Ci-dessous, l'acquisition du capteur "top de broche" (en blanc en bas) et les impulsions d'une des deux fourches optiques de l'encodeur (en rouge) :
IMG_7869.jpg


Je publierai le fichier de configuration HAL quand je l'aurai remis au propre :wink:
 
B
Boris_25
Apprenti
10 Nov 2014
212
25370 et 70210
Jolie machine en tous cas.
Je vois que tu es bien équipé en matériel électronique, et que c'est ta partie, (ce qui n'est pas mon cas...), cela est très utile dans ce genre de rétrofit.
Concernant la tourelle VDI, c'est un peu surdimensionné par rapport au tour, avec les porte outils et les outils dessus, il va y avoir une inertie importante lors des changements d'outils.
Concernant le codeur, 60 positions par tour me semble un peu en dessous des valeurs habituelles, mais peut être que ce sera suffisant pour un filetage à l'outil?
Bon courage pour la suite.
 
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Christophe C.
Christophe C.
Ouvrier
31 Mai 2016
302
Toulouse
Bonjour,

Chouette petit projet, je vais suivre avec intérêt. J'ai moi aussi un petit tour que je veux numériser; c'est toujours bon de voire ce que les autres ont fait!
 
B
big bloc
Ouvrier
7 Oct 2008
274
bonjour , et bravo pour cette réalisation , je viens de tomber dessus… j 'ai essayé sur mach le coup de la broche indexée, mais je viens tout juste d installer linuxcnc pour voir… et franchement ça a l'air plus intéressant au niveau des possibilités , ce qui me fait peur , c'est justement ce que tu décris avec ton problème de codeur , tu pourrais nous en dire plus stp ?
 
J
JEANPI73
Nouveau
12 Sept 2014
29
Il y a un peu plus d'1 an, j'avais sauté sur ce petit tour numérique, tant il est difficile de trouver un tour d'un poids et d'une taille raisonnable ...
C'est un Intelys (Multisoft Robotique) G2009T de 1997.
Voir la pièce jointe 513951 Voir la pièce jointe 513974

Il fonctionnait avec un logiciel propriétaire (que je n'ai pas), avec un clef et un port série ... je vais virer tout ca et mettre un LinuxCNC à la place, pour faire une machine moderne.

Voir la pièce jointe 513953
Le moteur de broche fait 1500W, c'est plutôt sympa (j'ai vu d'autres versions du tour avec un moteur de sèche linge qui me paraissait un peu faible).

Voir la pièce jointe 513971
Voir la pièce jointe 513970 Voir la pièce jointe 513972
La mécanique est en bon état et ils ont choisi des composants de qualité (moteurs Sanyo axe Z et axe X, variateurs Hitachi, ...).

Voir la pièce jointe 513954
Je vais en revanche virer toute cette électronique pas terrible (4 transfos, le secteur directement sur les connecteurs à l'intérieur du tour :shock:, régulateur de vitesse de broche directement sur le secteur également :shock:, ... Ils ont mis un transfo rien que pour faire l'auto-maintien du bouton ON, et pas de transfo pour l'électro aimant de la tourelle, c'est un peu n'importe quoi, surtout quand on a 4 transfos sur la carte !).
Bref, je vais faire une petite carte reliée au port parallèle d'un PC et piloter le tout avec avec un LinuxCNC + drivers de moteurs pas à pas Stepperonline DM556T.

Je vais aussi faire un codeur optique en quadrature de phase, ce qui va permettre de faire des filetages / taraudages, y compris des taraudages avec taraud machine grâce à l'inversion du sens de rotation de la broche et au codeur optique qui détecte ca. (Actuellement il y a un top par tour de broche, on voit le capteur sur la 3ème photo).

Je me suis un peu renseigné là dessus au niveau de LinuxCNC on peut faire rentrer 3 types de capteurs pour les broches de tour :
  • 1 top par tour : ne permet pas de faire de filetages / taraudages, mais permet d'asservir la vitesse de broche sur la consigne.
  • 1 top par tour + plusieurs impulsions par tour : vitesse de broche asservie + taraudages / filetages avec un outil à fileter.
  • 1 top par tour + codeur en quadrature de phase : vitesse de broche asservie + taraudages / filetages avec taraud ou outil à fileter.

Je fais essayer de faire la dernière solution en usinant un disque avec des lumières (https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Encoder.html) qui va me faire 60 impulsions par tour, grace à deux fourches optiques. Je vais fixer le disques à l'arrière de la poulie que j'ai démontée ci-dessous (écrou à Créneaux KM6 dévissée grace à une douille achetée ici : https://www.ebay.fr/itm/153497034750 , et après j'ai sorti la poulie avec les serre-joints du grand-père, à défaut d'arrache roulement)
Voir la pièce jointe 513960 Voir la pièce jointe 513961 Voir la pièce jointe 513962
Voir la pièce jointe 513963


Pour le moment j'ai simulé le 2ème mode sur mon bureau avec une sortie PWM (PDM), un filtrage avec un condensateur + une résistance, un Ampli-Op pour faire du 0-10V pour la commande du variateur, et un GBF en mode VCO pour simuler la vitesse de broche (en gros, plus la consigne de vitesse de broche est élevée, plus la tension de sortie du PWM est grande, et plus la fréquence de sortie du GBF est élevée (simule une broche qui tourne plus vite)). Le tout est asservi, c'est à dire que LinuxCNC ajuste le PWM de manière à obtenir une vitesse réelle au plus proche de ce qui a été demandé (régulation par PID). J'ai un peu galéré à faire marcher le PID, car l'option régulation n'est pas intégrée par défaut (par défaut le PWM de commande de vitesse de broche fonctionne en boucle ouverte).
Voir la pièce jointe 513964

Ca marche nickel sur la table, les encarts à droite indiquent la consigne et la mesure, le second étant asservi sur le premier.
Voir la pièce jointe 513965

J'ai aussi testé les moteurs pas à pas avec les drivers DM556T et le moteur de broche avec le variateur : rien à signaler, ca marche nickel aussi.
Voir la pièce jointe 513967


Reste plus qu'à faire la carte électronique de commande ...


Au niveau de l'achat, je me suis un peu fait avoir par le vendeur car la méca il a été bidouillée, et il n'est pas fonctionnel au niveau de la tourelle : le tour est équipé d'un changeur d'outil 8 positions, mais je n'ai pas la tourelle porte outils d'origine ...
Le vendeur m'a mis à la place une tourelle VDI16, mais sans les écrous de maintien qui coutent une fortune et qui sont quasi introuvables (je parle de ca : http://www.vdiholder.ca/tool_holder/P00019991-vdi_serrated_wedge_vdi16_d16_wedge.html ...)
Voir la pièce jointe 513968 Voir la pièce jointe 513969

Bref, j'ai ca, je vais essayer de faire avec, mais il faut que je fasse une pièce d'adaptation pour pouvoir fixer cette tourelle VDI16 sur mon tour.

Question :
  1. est-ce que la tourelle n'est pas trop grande pour mon tour ? La hauteur entre le centre de la broche et le banc est d'environ 105mm, et la tourelle fait 150mm de diamètre il me semble. Quand je vais monter ces portes outils, ca va aller ?

  2. Comment on fait pour ajuster la hauteur de l'outil par rapport au centre de la broche sur ce genre de tours à tourelle ??
    (En fait tous les porte outils en VDI16 sont très chers, donc je ne voudrais pas perdre mon argent si ca ne peut pas marcher, d'où mes questions.)

  3. Autre question : j'ai du jeu en rotation au niveau du mécanisme du changeur d'outils (ie la tourelle peut tourner d'environ 1° autour de son axe quand elle est verrouillée). Grave / pas grave ? Les autres possesseurs de tour Intelys, est-ce pareil chez vous ?

  4. Autre problème aussi : je n'ai pas de contre pointe. Quelles solutions pour ca ? On trouve des glissières (à billes) qui s'adaptent sur mon banc ?
Je peux te donner des infos sur le plateau de tourelle d origine ,il est très simple , je pense que ton tour à déjà été retrofiter moteur plus puissant et le remplacement du plateau porte outil car ce qui est monté d origine limite les avances d usinages et les profondeurs de passe ,c est un pédagogique avant tout .pour ce qui est du mécanisme de tourelle et son reglage , il est assez pénible à régler , il y a sur l arrière de la bobine un écrou ou vis qui te permet de régler la position de l axe de la bobine de manière à se que l ergot tire suffisamment le plateau afin que le ressort de pression finisse de positionner mais pas de trop sinonle plateau se retrouve à cheval entre deux dents rocher .ensuite le jeu n à pas une grosse importance car il n y a que le sens horaire utilisable en usinage et donc l effort de coupe te plaque et verrouille le plateau en rotation( c est pour ça que tu utilises uniquement ou pratiquement que des outils à gauche . Tu utilises le sens anti horaire que pour les perçages car l effort de coupe radial est inexistant .
 
P
Passang
Nouveau
3 Sept 2020
26
J’ai le même tour chez moi, version avec le moteur de machine à laver (faiblard) et l’électricité + électronique + soft d’origine (propriétaire, mais j’avais le pc livré avec et j’espère qu’il ne me lâchera pas...).
J’ai constaté pas mal de jeu (pas seulement angulaire, mais aussi radial à cause d’un défaut d’ajustement de l’arbre de rotation de tourelle dans ses roulements). Du coup impossible de tenir la moindre cote... Et si on charge un peu la tourelle (plusieurs outils), je n’ai pas réussi à ajuster le mécanisme de rotation piloté par le soft (soit trop, soit trop peu). Le gars qui me l’a vendu avait un prog de démo, avec des outils très petits (légers) et ça marchait bien (dans du plastique).

Bref comme du coup il aurait fallu changer les roulements et refaire l’arbre pour supprimer les jeux, j’ai fait une solution barbare qui consiste à supprimer le changement auto et à brider la tourelle avec une vis M8. C’est nettement moins automatique, mais tenir des cotes à 2/100 devient envisageable en étant soigneux. Je pourrai mettre des photos du montage si ça intéresse.

Prochaine opération de mon côté : faire découper un morceau de clinquant à mettre sous la tourelle, car la hauteur de pointe est trop basse de plus de 5/10...

Et adapter une lame à tronçonner en 2 mm, car avec l’actuelle (4 mm, oui je sais c’est pour les gros tours mais je pensais que ça passerait sur des petits diamètres), ça cale le moteur de broche dans l’alu, même sur du diamètre 30).
 
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