Schéma d'une armoire CNC

phanou95 · 19 Avr 2014

Malgré mes recherches sur plusieurs forums, je n'ai pas trouvé de schéma type pour nos armoires de commande d'une CNC. Du coup je me suis pris par la main et voici ce que j'ai pondu et que je soumets à votre expérience et vos remarques pour l'améliorer

J'ai plusieurs questions qui reste sans réponse pour le moment :
- J'ai connecté les AU (arrêts d'urgences) pour couper le secteur mais il existe une connexion sur la BOB (breakout board) !!! Dans ce cas, je pense quand même nécessaire d'avoir un AU général en cas de gros pépin ; qu'en pensez-vous ?
- les fin de courses à connecter sur la BOB doivent-être NF ou NO ? (je vais sans doute trouver la réponse dans la doc de la BOB lorsque je l'aurais acheté )
- je n'ai pas protégé le transfo pour l'alim des bobines des contacteurs ; dois-je le prévoir ?
- Pour la lampe témoin, je ne l'ai pas protégé ; vous en pensez quoi ?
- j'ai lu qu'il fallait mettre un disjoncteur différentiel avant le variateur de la broche. Est-ce vraiment utile lorsqu'il y en a un en tête du tableau électrique de l'atelier ? (cela m'embête de mettre de différentiels en cascade)
- j'ai mis presque au pif les intensités des disjoncteurs de protection ; pour info les driver consommes 4 à 6 A chacun et la broche est une 2,2kW chinoise comme on trouve quasiment partout actuellement ==> donc si vous voyez des erreurs dans le choix des protections, ... merci de l'info.

schéma fait avec un logiciel gratuit : QElectroTech que j'utilise pour la première fois donc je n'ai pas encore toute la maitrise et j'ai utiliser ce que je trouvais pour la BOB, le variateur de broche, ...

nopxor · 19 Avr 2014

Bonjour,

Ton schéma semble correct.

J'utilise un boitier de commande que j'ai toujours à la main pendant un usinage CNC.
Il y a dessus l'AU "soft" de la BOB et l'inter du contacteur général de l'armoire électrique.

C'est une bonne idée de faire un schéma de l'installation, toujours utile pour la maintenance ultérieure.
Mais ne pas oublier que les électrons ne lisent pas les schémas, donc 2 conseils très importants:

- Séparer impérativement les chemins des cables puissance et commande.
- Blinder correctement tous les cables puissance.

Tu peux mettre ton transfo des bobines de contacteur sur le disjoncteur du transfo 12V.
J'ai mis un fusible individuel en amont de chaque drive d'axes.
Cela permet de localiser les problèmes précisément.

Pour les signaux de fin de course et d'AU, l'important est surtout de les pull-upper (ou down) avec une résistance. (470 Ω par ex.)
NF ou NO, c'est à adapter souvent par option dans le soft de commande.

Effectivement, c'est inutile d'aligner des différentiels en série sur la même ligne.

Une lampe est aussi un fusible...

LETARTARE · 19 Avr 2014

Bonjour,
excellente initiative, je vais pouvoir utiliser ce logiciel (que j'avais sous le coude) pour analyser votre schéma (la paresse de la documentation !).
@noxpor
merci pour vos conseils pertinents.

Bien cordialement.

phanou95 · 19 Avr 2014

nopxor a dit:
- Séparer impérativement les chemins des cables puissance et commande.
- Blinder correctement tous les cables puissance.
:

Effectivement, c’est comme pour tous les câblages : séparation du courant fort et du courant faible ! Tu verras aussi que sur mon schéma j’ai essayé de montrer le blindage à la terre des cables entre les drivers et les moteurs pas à pas. Je vais voir s’il est possible de le préciser en commentaire directement avec le logiciel.

nopxor a dit:
J'ai mis un fusible individuel en amont de chaque drive d'axes.
:

Je vois comment tu as fait ! Je retiens l’idée et je vais mettre ce type de connecteur : http://www.ebay.fr/itm/like/310645277019?hlpv=2&lpid=110

nopxor a dit:
Pour les signaux de fin de course et d'AU, l'important est surtout de les pull-upper (ou down) avec une résistance. (470 Ω par ex.)
:

Excuse-moi, mais je n’ai rien compris !

phanou95 · 19 Avr 2014

LETARTARE a dit:
Bonjour,
excellente initiative, je vais pouvoir utiliser ce logiciel (que j'avais sous le coude) pour analyser votre schéma (la paresse de la documentation !).

Si tu le veux, je peux t'envoyer le fichier par e-mail ! Cela ne sert à rien de refaire ce que j'ai déjà fait ; cela te donnera une base.

De toute façon, je ferais la même proposition après avoir intégré toutes les remarques et les bons conseils comme ceux de nopxor !

LETARTARE · 19 Avr 2014

Bonjour,
plus facile, mettez le en pièce jointe après l'avoir comprimé (*.zip, *.7zip ?), cela permettra à tous d'y avoir accès et aussi de garder la trace de son évolution.
A bientôt.

phanou95 · 19 Avr 2014

Voici donc le fichier !Voir la pièce jointe armoire CNC.zip

nopxor · 19 Avr 2014

Mon armoire électrique est à la terre. La machine est aussi à la terre.
Les blindages alimentation variateur et cable moteur broche (triphasé) sont à la terre.

Pour le blindage des pas à pas,par contre, je relie le blindage des cables moteur au 0V de la carte, et pas à la terre.

Explication du pull-up (forçage au niveau logique 1: +5V):
la résistance (470 ohm) est connectée au + 5V de la carte 5 axes
INPUT est connecté à l'une des entrées de la carte (PIN15, PIN13, PIN12, PIN11, PIN10)
le switch est connecté à GND sur la carte

Les connections des switchs sont dirigées vers les entrées pins 10 , 11 , 12 , 13 et 15 du port parallele généralement via un circuit inverseur(trigger) 74HC14 (hex inverter) sur la BOB.
La fermeture du switch à la masse donne un niveau logique 0 à l'inverseur, et l'inverseur donne un niveau logique 1 ( +5V) à l'entrée du port parallele.

J'utilise LinuxCNC qui s'attend à une valeur VRAIE (+5V) quand un contact est fermé.
Le principe est sans doutes identique pour Mach 3.

phanou95 · 19 Avr 2014

Comme par hasard, j'avais l'intension d'acheter la même BOB que toi (moins de 20€ sur ebay) et je vais utiliser linuxcnc avec un vieux PC Pentium 4 qui a 8 ans.

Merci pour les explications claires et précises !

nopxor · 19 Avr 2014

Pour les switchs , plus de détais là pour LinuxCNC:
http://www.linuxcnc.org/docs/2.4/html/config_stepconf_fr.html#sec:Contacts%20de%20fin%20de%20course%20et%20d%27origine%20machine

http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?Homing_And_Limit_Switch

Et pour Mach3, voir dans la doc Mach3Mill_1.84.pdf , le paragraphe 4.6

Bbr · 19 Avr 2014

Bonjour phanou95,

Suite à ta demande, quelques petites remarques :

Le filtre devrait être après le contacteur (sinon il est connecté en permanence et je n'en voit pas l'intérêt, beaucoup d'appareils électroménager sont câblés comme ton schéma et souvent le filtre est explosé...).
Le sectionneur devrait avoir des fusibles (calibre à définir ainsi que des contacts de précoupure à mettre dans le circuit de commande de KM1.
Il serait préférable de mettre un BP lumineux pour enclencher KM1 avec un auto maintient, le voyant servant de présence tension de l'alimentation de sécurité (en sortie de T1, d'ailleurs pourquoi 48V ? 24V est plus courant).
Mettre des fusibles de protection pour T1 (calibre dans les 1A par exemple).
Manque un disjoncteur pour la PC aspirateur en amont de KM2 calibre 16A courbe C (pour la terre de la PC tu aurais pu remettre un symbole au lieu d'une connexion qui suppose un point de terre commun entre la PC et l'alim 5V)
Pour les calibres des disjoncteurs : 4A courbe C pour l'alim 24V (soit 900VA max), 16A courbe C pour la broche (soit 3600VA max) et 2A courbe C pour l'alim 12V (soit 450VA max).
Mettre un disjoncteur pour le PC.

Nota : les disjoncteurs peuvent tous être remplacés par des fusibles, c'est moins cher et surtout ça prend moins de place que des disjoncteurs bipolaires 2 pôles protégés (des DJ uni+N sont suffisant sur du mono).

Pour les blindages, la connexion est à faire de préférence avec la masse de la carte correspondant au câble, mais ça reste à tester car les histoires d'écran et de terre électronique est tout sauf simple.
Ce qui est sûr, c'est qu'il ne faut pas confondre le vert/jaune de la terre de protection (terre des masses) et la terre électronique, mais les 2 doivent quand même être relié au minimum par une impédance pour éviter les risques.

Cordialement,
Bertrand

phanou95 · 19 Avr 2014

Merci Bertrand !

Je n'ai pas tout out compris mais ce n'est qu'une première lecture et je ne manquerais pas de te demander des éclaircissements si besoin.
Je vais reprendre ce la ce soir à tête reposée.

Pour le 48V, l'explication est simple, j'ai 5 ou 6 contacteur tout neuf LC1D183E7 de chez Télémécanique ; le E7 veut dire que la bobine est en 48VAC.
Au fait, le fait de remplacer les disjoncteurs par des fusibles, je peux utiliser le même type de connecteur que celui que j'ai mis en liens dans la réponse à nopxor ?

Je reviens ce soir avec un nouveau schéma en tenant compte de vos remarques...

Merci encore de faire progresser le schmilblick

Bbr · 19 Avr 2014

Bonjour,

Pour le 48V je me doutais que tu avais des contacteurs en 48 sous la main.

Pour les bornes sectionnables porte-fusible, ça peut aller pour les moteurs d'axes mais ce n'est pas adapté pour les protections des différents départs, les fusibles verre 5x20 qui se montent dans ces bornes ne vont que jusqu’à 10A il me semble et surtout une borne ne coupe qu'un fil lorsqu'on l'ouvre.
Je te conseille plutôt de prendre des porte-fusibles à cartouche uni+N 32A c'est à dire pour des cartouches 10x38 car en version industrielle on trouve des cartouches de 1 à 40A dans ce format en type gI et aM (sur la baie tu dois pouvoir en trouver en lot à pas cher car le 32A en domestique est rarement utilisé). Evite d'utiliser les porte fusibles domestiques qui ont des cartouches avec des dimensions spécifiques pour chaque calibre.

Cordialement,
Bertrand

nopxor · 19 Avr 2014

Le filtre étant surtout destiné au variateur de broche, il doit être effectivement connecté au plus près de celui-ci.
Car c'est le variateur qui induit le plus de parasites sur la ligne.

Sur mon installation, au début, je n'avais pas mis de filtre sur l'alimentation du variateur de broche, et mes câbles moteur pas à pas étaient reliés à la terre et pas à la masse des drivers. Je n'avais pas aussi suffisamment séparés la commande et la puissance.
A l'usage cela s'est révélé catastrophique au niveau parasites.

3 actions se sont révélées salutaires:
- installation d'une bobine de filtrage de type "common mode choke" (2 enroulements sur tore de ferrite) à l'entrée de mon variateur.
- connections des blindages des câbles pas à pas uniquement au 0V des drivers (non connecté à la terre)
- séparation stricte des signaux de commandes et des câbles moteurs.

phanou95 · 20 Avr 2014

Je galère un peu (beaucoup) avec le sectionneur ! Enfin surtout avec cette notion "des contacts de précoupure à mettre dans le circuit de commande de KM1" ...
Et puis je viens enfin de trouver ce schéma du coup je vais me coucher en sachant ce qu'il faut faire !
La suite demain mais j'avance

Bbr · 20 Avr 2014

Bonsoir phanou95,

Ne le prend pas mal mais ton bout de schéma pour le sectionneur ne marche pas car il manque au minimum le contact NO du BP marche en parallèle du contact auxiliaire de KM1 (et aussi le NC de l'AU en série avec le NC du thermique).
Sur le principe, effectivement le (ou les) contact de précoupure du sectionneur (qui sont des contacts de type NO mais qui s'ouvrent avant les contacts de puissance du sectionneur, d'où le terme de précoupure) sont câblés en série dans la commande de la bobine du contacteur.

Autre petit détail, qui n'est pas obligatoire, mais qui est conseillé en particulier sur des systèmes comportant des automates ou des calculateurs, les bobines des relais et contacteurs doivent avoir une borne reliée au commun de l'alim auxiliaire (en général A2 est connecté directement au commun du transfo de sécurité), donc en clair, tous les contacts de commande sont avant la borne A1 du contacteur.

Cordialement,
Bertrand

phanou95 · 20 Avr 2014

Je note ! Mais comme tu l'as compris, c'est le fait que les contacts soient en série que je n'avais pas saisie et que ce bout de schéma a mis en évidence.

Et oui effectivement, sur ce schéma il n'y a rien sur l'AU et le bouton marche auto maintient. Et puis je ne vais pas mettre de thermique.

Si j'ai bien compris ton dernier point, sur ce bout de schéma, si j'enlève le thermique, les commandes sont toutes avant la bobine du contacteur ==> j'ai tout compris ????

En tout cas merci un max à vous 2 pour vos conseils que je vais forcément intégrer dans mon schéma d'armoire. J'espère que cela aidera d'autres forumeurs !

A suivre avec le nouveau schéma intégrant au mieux ces différentes modifs ...

François86 · 20 Avr 2014

Bonjour

Concernant le transfo T1 une mise a la terre est spécifié sur le plan
(chassis métallique du transfo a mon avis)

Il serait judicieux de relier a la terre le point 0V du secondaire sinon
en cas de défaut sur ce circuit aucune protection ne jouera (tu te retrouve
en régine de neutre IT, neutre isolé de la terre, donc = défaut en attente
s'il se produit mais sans possibilité de rebouclage de celui ci vers sa source
= une tension de défaut a la con qui va rester présente en attente en aval
du transfo).

Le secondaire transfo n'est en général pas relié a la terre pour les systemes
en réalisé TBTS (tres basse tension de sécurité). Cela implique d'avoir
un transfo répondant a cette norme et surtout de ne pas mélanger et mettre
en contact les circuits très basse tension(12/24v) et ceux en basse tension (220v)
dans l'armoire.

Si les cables sont en contact un amorcage du cable 220v sur le 12v par exemple
peut arriver et remettre en cause la sécurité du système TBTS.

Le fait de mettre ton point 0v a la terre de donne aussi un bon référentiel 0v
sur ton réseau TBT (a condition que ton installation soit a la base, bien et
correctement relié a la prise de terre).

Certains chauffagiste parfois ne mette pas intentionnellement a la terre le 0v
du secondaire transfo de leur installation en industriel afin d'éviter de se récupérer
les perturbations électriques qui se promènent sur le réseau de terre de l'installation
(= perturbation de leur cartes électroniques de régulation qui s'affole).

Nota : en cas d'autotranformateur le secondaire ne se met jamais a la terre
car il n'y a pas dans ce cas d'isolation galvanique (= 1 bobinage unique)

Bon courage

Franc.

phanou95 · 23 Avr 2014

Je ne sais pas si j'ai tout pris en compte mais j'avance !
Je n'ai pas traité la mise à 0v du blindage des cables drivers/moteurs pas-à-pas ni les fins de courses.

Voici l'état d'avancement ! Suis-je sur la bonne voie ? J'ai pris le parti de mettre un AU général sur l'armoire et toujours les 2 AU sur le pupitre et à l'autre bout de la CNC mais ceux-ci sont relié à la BOB.

Bbr · 23 Avr 2014

Bonsoir Stéphane,

phanou95 a dit:
Suis-je sur la bonne voie ?

Tu y es presque... Mais ton système ne peut pas être mis en marche !

T1 doit être alimenté après le sectionneur Q1 mais avant le contacteur KM1.

Il serait judicieux de mettre un NO de KM1 dans la commande de KM2 (entre S3 et KM2 en clair).
Le voyant présence tension a disparu, il faudrait en mettre un en sortie de T1 (donc en 48V couleur "blanc" pour le cabochon du voyant ou du BP "marche" si c'est un BP lumineux).

Les symboles de terre ne se mettent pas verticaux... (Je rappelle que la terre est plate et horizontale ! )

Pour la mise en page de ton schéma, mets T1 à gauche, ensuite le 5V, puis le 12V (pompe, ventilo et éclairage en vertical et aligné horizontalement avec les moteurs en bas de la page), puis le 24V (l'alim verticale comme les 2 autres : ça fait plus joli ), ensuite le départ broche (il doit y avoir une connexion de terre sur le var), puis l'aspirateur et enfin le PC (les prises sont à aligner horizontalement avec les moteurs).

Tu devrais mettre un symbole de terre à chaque fois plutôt que de mettre des connexions pour les regrouper (c'est un schéma, pas un plan de câblage).

Cordialement,
Bertrand

phanou95 · 23 Avr 2014

Aller ! je pense arrivé au bout du schéma ... (oui, le poussoir Marche est lumineux)

Il me restera à faire le schéma de câblage autour de la BOB, des fins de course, ... mais je le ferais sur une autre page.

Bbr · 24 Avr 2014

bonsoir Stéphane,

phanou95 a dit:
oui, le poussoir Marche est lumineux

Admettons, mais je ne vois pas le voyant sur le schéma (le petit symbole à côté du contact ne représente pas un voyant présence tension). Sur un BP lumineux (genre télémécanique) il y a les bornes pour les contacts et 2 bornes distinctes pour le voyant qui peut être alimenté avec la tension de commande (cas général avec une commande en TBTS) mais aussi en 220 ou 380 (déconseillé sur une unité de commande ).
Il faut donc que tu représentes un voyant branché sur les 2 fils en sortie du transfo T1.

Je n'avais pas fait attention dans ton schéma précédent, mais le bouton arrêt sur KM1 est inutile, c'est AU général qui fait cette fonction (Couper KM1 met hors tension tous le matériel sauf T1 ce qui est une situation extrême !).

L'interconnexion de l'écran du transfo et d'une sortie du transfo devrait être remplacée par un symbole terre. Je ne sais pas si les normes actuelles (européennes et/ou françaises) imposent de référencer un circuit TBTS (Très Basse Tension de Sécurité) à la terre, donc si quelqu'un a des infos à jour sur ce sujet...

Côté présentation, les bobines KM1 et KM2 ne sont pas alignées sur les récepteurs (ligne G), et les appareils en 12V non plus (pompe, ventilo, éclairage).

Cordialement,
Bertrand

ingenieu59 · 24 Avr 2014

Bonjour bertrand,

perso, dans mon armoire électrique pour la Z1C, j' ai mis les transfos à la terre ( puissance et basse tension )
je les ai considéré comme des moteurs électriques.

cordialement
christophe

phanou95 · 8 Mai 2014

Cela faisait quelques temps que je n'avais pas remis mon nez dans le schéma de l'armoire ! Mais la météo de m...de de ce jeudi 8 mai m'a fortement aider à avancer sur le sujet.
Voici donc le schéma de principe avec des images tirées d'un peu partout que je remplacerais avec mes propre éléments lorsqu'ils seront fabriqués et fonctionnel ...
Le 2ème schéma est celui de l'armoire qui en est à sa Xième version mais je sent qu'on approche de la fin (encore merci à Bertrand pour le temps passé sur ce sujet).
Il me restera à faire le schéma de câblage autour de la BOB. Je pourrais ainsi faire apparaitre les fin de course et les conseils de Nopxor.

Bbr · 8 Mai 2014

Bonsoir Stéphane,

Il va falloir passer à la (X+1)ième version.

Maintenant je vois bien le voyant présence tension, mais celui-ci est câblé en série avec les bobines de KM1 et KM2... Donc KM1 et KM2 ne fonctionnent plus !
(le voyant doit être câblé entre les bornes du transfo ou si tu préfères avant l'AU d'un côté et le "0" du 48V.

Il ne fallait pas supprimer le BP marche et l’auto-maintien de KM1 (seul le BP arrêt était superflu) car en cas d'arrêt volontaire ou intempestif le système redémarre uniquement avec une action volontaire sur "Marche".

Côté présentation, il y a une petite retouche à faire sur les placements de SI et S2 (ça ferait plus joli si les contacts étaient verticaux comme les autres ) et les Pompe-Ventilo-Eclairage horizontaux et alignés sur les moteurs...

Cordialement,
Bertrand

phanou95 · 8 Mai 2014

Donc il faut que je mette quand même un bouton marche sur l'armoire. Du coup, lorsque j'arrive devant la CNC, je remonte le sectionneur, j'appuis sur Marche et j'ai du courant partout. En repartant, je n'ai qu'à baisser le sectionneur.

Bbr · 9 Mai 2014

Bonsoir,

phanou95 a dit:
En repartant, je n'ai qu'à baisser le sectionneur.

C'est une solution... Mais c'est un peu bourrin quand même !

Normalement, il est préférable d'arrêter les différents systèmes l'un après l'autre proprement :

Arrêt CNC propre.
arrêt PC.
Arrêt des auxiliaires.
Arrêt installation avec l'AU
Ouverture sectionneur.

Une dernière remarque pour la mise en forme de ton schéma :
- Si tu utilises un BP "Marche" lumineux (donc avec un voyant incorporé), tu devrais mettre le symbole du voyant à droite du contact "Marche" et sur la même ligne et faire un cadre en pointillé regroupant le contact et le voyant puisque c'est le même appareil (rassure toi, le câblage est bon).

Cordialement,
Bertrand

phanou95 · 9 Mai 2014

Pas de problème avec le coté bourrin puisque évidemment, j'éteins tout avant de baisser le sectionneur ...

Pour ce qui est du voyant sur le bouton marche, j'ai pris le parti de mettre un poussoir simple et d'utiliser le voyant blanc de présence de tension comme témoin. Néanmoins avec ta remarque, je suis en train de me rendre compte que même si je remonte le sectionneur, il n'y pas de courant sur tous les éléments puisque le bouton marche n'est pas appuyé. Il faut donc mettre un voyant vert pour dire que je peux maintenant utiliser la CNC.

Je vois cela sur le schéma ce midi lorsque j'aurais un peu de temps sur le PC.

phanou95 · 9 Mai 2014

Dans la bibliothèque du logiciel j'ai trouvé un poussoir avec voyant ; j'espère que cela convient comme schématique.

En tout cas, je suis satisfait du travail effectué avec ta collaboration. Si cela convient à tout le monde, je mettrais le fichier au format natif du logiciel en .zip comme cela si certains veulent le télécharger et s'en servir comme base ...

ingenieu59 · 10 Mai 2014

Bonjour,

bravo pour le schèma électrique . Mais les blindages FdC et moteurs pas à pas , où doivent-ils être fixé ?
Sur la carcasse du drive?

Pour un variateur électronique, ya pas de problèmes, je sais comment brancher, mais là, je m' interroge!

Schéma d'une armoire CNC

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