rétrofitage de ma Marf Baby

[biscotte74]

Bonjour, je débute le rétrofitage de ma fraiseuse Marf Baby. Actuellement, l'électronique est issue du forum (carte et driver usteep), mais elle limite l'intensité de mes moteur à 3A,ce qui m'a obligé à les câbler en bipolaire série.
De plus, j'ai encore eu récemment une panne de la carte mère (port // hs) alors qu'elle n'avait pas 3 ans, comme la carte n'est pas optocouplée, je me demande si il n'y a pas une relation.
Bref, je passe à des drivers "chinois" ainsi que la carte de commande et les alim. Les drivers donnés pour 5.6 A en permanent et 7.8 A RMS, je pourrais câbler mes moteurs en bipolaire // et ainsi garder plus de couple dans les déplacements rapides (actuellement limités à 400 mm/mn)
Donc pour l'électronique, voici sur quoi je part:


-carte de commande

-drivers:

-alim 60v 420w (7 A, les moteurs consommeront à peine 6 A)

Je débute maintenant le schéma de câblage de la partie "puissance", je vous soumets le projet, qu'en pensez vous :

 

[vince_007]

Heu pourquoi autant d'alimentations ? Une seule suffit.

Tes moteurs consomment 3A mais pas sous 60V, ça ferait 180W à dissiper presque tout en calorie. Il faut faire le calcul en puissance et pas en courant. Une bobine de pas à pas fait entre 1 et 3 Ohms, prenons 1.2 Ohms par exemple: La puissance absorbée par la bobine en statique est :
P(W) = R (Ohms) x I²(A)
P = 1.2 x 3²
P = 10.8W par bobine

Chaque moteur absorbe donc 21.6W en statique car il y a deux bobine par moteur. Donc si tu a 5 moteurs, il faut au moins 108W pour les maintenir en position.

Après, il y a la dynamique (quand ils bougent), là ça se complique car l'inductance de la bobine entre en jeu. Le courant n'est plus continu mais en forme de dent de scie, on parle alors de courant RMS, le variateur asservi la valeur RMS du courant en dynamique.
C'est quand le moteur bouge qu'il absorbe de la puissance car la tension aux bornes de la bobine peut augmenter considérablement en fonction de sa vitesse, on peut avoir des tensions de 40 à 50V avec un courant RMS de 3A, ça fait donc dans les 150W absorbé dynamiquement (en négligeant le courant statique et le type de pilotage).

Tout ça c'est la théorie, en pratique voici ce qu'il fait prendre en considérations:
- Le courant de blocage est généralement réduit par 2 par le variateur, donc un moteur bloqué ne consomme que 5.4W (dans notre cas d'école)
- On usine rarement à haute vitesse sur nos CNC DIY, donc la tension moteur dépasse rarement les 20V en vitesse de travail (60W grand max)
- En considérant que l'on peut faire de la 3D continue, il y a 3 moteurs en action en même temps, ce qui donne (3x60W) 180W en dynamique
- Les 2 autres moteur étant à l'arrêt, conso de 10.8W

Finalement, il faudrait 180W + 10.8W = 190.8W grand max pour faire tourner ta machine. Refait les calculs avec les valeurs que tu auras choisi en fonction de tes moteurs.

Il faut ajouter les autres consommateurs (les variateurs, les relais, fin de course etc...)

Bref, une seule alimentation de 450W suffira largement à entraîner ta machine. Pas besoin de gros condensateur comme avant, les variateurs modernes découpent à hautes fréquences donc les condensateurs de découplages sont bien plus petits et intégrés dans le variateur.

Prend des drivers Leadshine, c'est du chinois de bonne qualité, c'est fiable et plutôt performant. Moi j'ai du KELING mais c'est probablement la même chose.

Le câblage en série des moteurs pas à pas, n'est pas forcément une bonne idée, il augmente le couple statique mais dégrade fortement la courbe de couple/vitesse car l'inductance est doublée. Il faut faire des essais en mise au point.
Sur ma machine (voir lien en signature), je n'ai qu'une seule alimentation et moteur câblé en parallèle. Je tient facilement les 4000mm/min sur X et Y, voir même plus avec le dernier contrôleur.

 

[biscotte74]

ok, alors c'est tant mieux pour les alim, cela fera ça à acheter en moins, j'en mettrais quand même 2 histoire d'avoir de la marge si je dois remplacer les moteurs, une qui alimentera les 3 axes courants (Y,Y et Z) et le 2eme qui alimentera juste les axes rotatifs, mais qui ne servira quasiment pas.
Pour les moteurs, j'ai fait une erreur, actuellement ils sont en bipolaire série car je ne peut dépasser les 3A, et, effectivement, le couple s'effondre à "haute" vitesse.Mes nouveaux drivers me permettront de les câbler en bipolaire //, j'espère ainsi avoir plus de couple à haute vitesse et améliorer la rapidité de mes déplacements.
Je te remercie de ton avis

 

[bipbip30]

bonjour, c'est celle-là http://passion-usinages.forumgratuit.org/t2288-numerisation-d-une-fraiseuse-marf-baby#15712 que tu passes en 5 axes ?

qu'as tu prévu comme partie logiciel ?

 

[biscotte74]

Attention, je vais avoir 5 axes, mais je n'ai pas une fraiseuse 5 axes, c'est différent. En fait, j'ai 2 axes rotatifs qui ne sont pas paramétrés de la même façon, et du coup, c'est très chiant à utiliser quand je passe de l'axe vertical à l'axe horizontal rotatif car je dois tout reparamétrer dans Mach3.
Avec 5 axes de dispo, je n'aurais plus de soucis,un axe rotatif sous "A" et l'autre sous "B", c'est plus par facilité qu'autre chose.

 

[vince_007]

Tu pouvais aussi faire 2 profils Mach3 différents et les lancer facilement via 2 raccourcis sur le bureau. Ça évite de dépenser de l'argent dans du matériel pour un problème de configuration. Après chacun fait comme ça l'arrange.

Concernant les vitesses d'avances, effectivement avec une alim 60V + driver numérique + moteur en parallèle ça devrait aller nettement mieux en vitesse.

Il faut aussi regarder du côté des vis d'entrainement (à billes ou trapezo ?), de la configuration des drivers en 1/2, 1/4, 1/8 pas et de la stabilité des signaux step. Pour la stabilité des signaux, tu utilise le port //, donc ça va dépendre du PC mais aussi de la configuration en micro pas. Descendre en dessous du 1/4 de pas ne sert à rien en précision par contre, ça réduit le bruit des moteurs en rendant la commande plus "smooth". En 1/4 de pas et port parallèle, n'espère pas dépasser les 2500mm/min de manière fiable et répétable mais c'est déjà pas mal.
Dans mon cas, je ne pouvais pas aller au delà car j'avais des décrochages aléatoires, c'est décrochage venait d'une seule impulsion plus longue que les autres à haute vitesses, c'est inhérent à un pilotage par logiciel, la fréquence des impulsions n'est pas parfaitement stable. Depuis le montage d'un contrôleur, j'ai pu doubler la vitesse tout en passant en 1/8 de pas sans rien changer côté moteur et driver.

 

[biscotte74]

Disons que la nécessite du 5eme axe m'a incité à franchir le pas et à passer à des drivers plus gros et surtout avoir une carte optocouplée. C'est sur que cela fait bientôt 10 ans que j'usine avec cette config et que j'aurais pu continuer encore longtemps, mais dans la vie il faut évoluer de temps en temps.
Mes vis sont des vis à billes avec écrous précontraints, je suis actuellement en 1/16 de pas (de mémoire).

 

[vince_007]

Ta machine est celle du lien sur passion usinages ? C'est une super machine et ya beaucoup de taf dessus, elle mérite une électronique à la hauteur.
Pourquoi ne pas investir dans un contrôleur, ça n'a rien à voir avec une BOB sur port // ?
SOPROLEC en fait à des tarifs abordables mais pas de rattrapage de jeu sur ces modèles.

As tu réalisé des capots de protection depuis ? Car courroie et VAB sont bien exposés aux copeaux.

 

[biscotte74]

Malheureusement, pas de budget actuellement pour acheter un contrôleur, je préfère investir dans la fabrication de mes moteurs, en fait, je ne me sert pas vraiment de la machine en cn, juste quelques usinages sur mes moteurs en étoile,genre découpe des bielles ou des culbuteurs, c'est vraiment minime et les pièces sont petites donc, pas vraiment l'utilité d'avoir une bête de course.
Mais vu le cout de la carte achetée (moins de 30€), le jour où j'aurais un budget plus important, je passerais peut être à un contrôleur si le besoin s'en fait sentir.

 

[bipbip30]

Ça évite de dépenser de l'argent dans du matériel pour un problème de configuration. Après chacun fait comme ça l'arrange

c'est surtout le plaisir de se lancer dans un nouveau projet hein biscotte74

 

[biscotte74]

Non, pas vraiment, a vrai dire j'ai vraiment pas le temps de modifier ma fraiseuse, mais si je tombe encore en panne de carte mère, je vais être encore plus ralenti, surtout que je n'en n'ai plus d'avance,donc je profite qu'elle fonctionne de nouveau pour fiabiliser l'ensemble et continuer l'usinage de mon 9 cylindres sans arrière pensée.
Dans l'idée, j'achète tout le nécessaire je câble tout en // du 1ert montage et je fais la bascule quand tout est opérationnel, je pense que la fraiseuse ne restera à l'arrêt que quelques jours tout au plus, c'est pour cela que je commence à m'y prendre bien à l'avance.
J'ai déjà le PC en format mini pc, reste plus que l'électronique qui devrait arriver d'ici une dizaine de jour.
En réalité, la fraiseuse, le tour ou autre matos, ne sont vraiment pas une passion pour moi, ce sont juste des outils, au même titre que les tournevis, donc les modifications sont plus une corvée qu'autre chose, donc je fais en sorte de ne pas y revenir tous les 4 matins.J'essaie de faire les choses une fois pour toute en fonction de mes contraintes, surtout financières.