Selection electronique pour une CN avec Linuxcnc

[laurent12100]

Bonjour,

le Projet finale qui n'est pas le sujet de ce poste, serait de faire un rétrofit de mon tour 3axes de num750 vers LinuxCNC
A ce jour je n'ai pas trop le temps,ni les compétences puis c'est une machine qui produit.

Avant de ce tour je voudrais en trouver un vieux pour me faire la main, mais j'ai des contraintes de place,je voudrais un modèle de 1m2, avec tourelle fixe (= outils en groupe = gang tooling) pour faire de la petite pièce mais pas évident à trouver.

Pour le moment je vais me contenter de bidouiller avec mes NEMA 17 et aussi une petite fraiseuse Proxon Mf 70. Je l'avais acheté il y a un moment pour m'amuser, je l'avais passer en CN avec GRBL et des NEMA 24.

Après avoir parcourue le forum, youtube et un peu linuxcnc et commence à voir de la lumière :D

Je vais commander :

- le kit raspberry pi 5 (équipé de l'alim et d'un ventilo) installer linuxcnc (pas de soucis pour ça)
- j'ai donc déja 3 NEMA 17 et 3 nema 24 sur la Proxon
- ces drivers Driver de moteur pas à pas TB6600

pour les cartes j'ai compris qu'il fallait passer par
- mesa 7c81 89$
ou
- byte2bot ( Parallel Port Raspberry Pi Hat 293€ ouff + 5 Axis CNC Interface Adapter Parallel Breakout Board 84€)

ensuite je veux :
- cabler et parametrer des fin de courses et parametrer le Homing
et bien d'autres options qu'une machine industriels possède..

auriez vous des conseilles et suggestions avant que je commandes ?


--------
source de compréhension
https://www.instructables.com/LinuxCNC-on-Raspberry-Pi-With-GPIO-Control/

First steps with LinuxCNC
Limits and homing with LinuxCNC

merci d'avance !

 

[maxcnc]

Bonjour,

Avant de commencer, bien prévoir de faire la liste des toutes les I/Os dont tu vas avoir besoin (par exemple le controle de la broche) et si tu prevois des extensions (surtout pour ton projet long terme avec le tour et si tu as d'autres automatismes à controller.

Vas-tu avoir une interface de controle ? Pour pouvoir selectionner la vitesse sur un pupitre, eventuellement un pendant pour deplacer les axes manuellement. Comment vas tu interagir avec Linuxcnc? via un ecran tactile? tu as besoin de boutons en particulier?

Sinon ta configuration semble correcte en premier abord, une video sur le setup et comment configurer les différents éléments pour t'aider.

Max

 

[Nalesque]

Bonjour,

C'est un beau projet, et effectivement LinuxCNC est suffisamment versatile pour te permettre une grande liberté de conception. Cependant la courbe d'apprentissage peut-être un peu rude et il ne faut pas hésiter à persévérer, ce qui peut être difficile si tu manques de temps.

D'ailleurs qu'est ce qui t'as orienté vers LinuxCNC ? Pourquoi pas MACH3, UCCNC, ou autre... ?
Je rejoins maxcnc sur la nécessité de bien définir ton projet pour ne rien oublier, et de bien tout noter pour avoir une documentation à laquelle te référer plus tard, particulièrement pour LinuxCNC où tout est si personnalisable.

Tu cites deux configurations possibles pour LinuxCNC, mais il en existe d'autres, même si effectivement les cartes MESA et le port parallèle restent les plus répandues. Personnellement je me suis orienté vers un mini PC + écran tactile et pilotage en Ethercat. Tout passe en RJ45, et même si la configuration peut être parfois complexe, l'intégration finale est beaucoup plus simple à mon sens. J'étais parti sur MachineKit sur un BeagleBone Black pour un rétrofit de microfraiseuse, mais je me sentais limité par le hardware (et je n'ai pas testé Raspberry Pi pour la même raison).

En tout cas n'hésite pas à partager tes progrès ici !

 

[laurent12100]

D'ailleurs qu'est ce qui t'as orienté vers LinuxCNC ? Pourquoi pas MACH3, UCCNC, ou autre... ?
Je rejoins maxcnc sur la nécessité de bien définir ton projet pour ne rien oublier, et de bien tout noter pour avoir une documentation à laquelle te référer plus tard, particulièrement pour LinuxCNC où tout est si personnalisable.

Cela fait 20 ans que je bricole sous linux, et quand je peux me passer de windows et utiliser de l'opensource c'est tout gagné !
Je pars sur MESA car c'est ce qui semble le plus adapté ou du moins le plus facile à mettre en œuvre pour un début.

De ce que j'ai entendue Ehtercat me branche beaucoup (plus simple à mettre en place une fois tout assimilé) mais comme cela semble obscure pour beaucoup de monde, je vais commencer par ce qui est bien connue pour chercher plus facilement de la doc et avoir + de support.
De même pour la partie hardware je suis un peu largé haha, donc comme je l'ai mentionné en haut je vais globalement reprendre une config qui fonctionne pour me concentrer sur linuxCNC.

J'ai 2 projets de conversion là

- un tour EMCO 120
- ce 3 axes basique ( à moins que je le passe sur Fluidnc)

Je tente de faire un plan de compréhension de certaines configs, pourriez vous me corriger

 

[Nalesque]

Bonjour et bonne année 2026 !

Effectivement, si tu as l'expérience de Linux, il ne faut pas s'en priver, surtout avec Microsoft qui fait de plus en plus n'importe quoi...

FluidNC peut-être une bonne idée pour une petite 3 axes comme ça je pense. Je ne l'ai jamais utilisé sur une machine "sérieuse", uniquement du test, mais ça m'a semblé très accessible (bon, l'interface web est vraiment basique, mais ils cherchent quelqu'un pour s'en occuper depuis un moment). Pour le coté FluidNC de ton synoptique, il y a des cartes avec des drivers intégrés (http://wiki.fluidnc.com/en/hardware/existing_hardware). De manière générale des moteurs pas à pas avec driver et encodeur intégrés existent, tu leur envoie STEP et DIR et la boucle fait le reste.

Si tu optes pour LinuxCNC avec Ethercat, je peux te conseiller les servos 220V de JMC (Just Motion Control). Il y a différents couples moteur/driver (gamme JASM/JAND) en fonction de tes besoins, et tout est disponible avec encodeur (absolu ou relatif). Il font aussi des pas à pas avec driver intégré en Ethercat, mais je ne les connais pas, jamais testé.

Bonne chance !

 

[ppt]

Hello
Je suis parti sur un pi 4 et une mesa 7c81 comme toi, puis j’ai ajouté une bob 5 axes pour les branchements des moteurs
Pour l’instant, je suis dans la phase montage sur une platine avant de cabler histoire de ne pas couper les fils trop court.
Ça fait plaisir de voir que nous sommes trois sur la même base de travail

 

[furynick]

J'attends moi aussi ma 7c81 pour un nouveau projet. L'interface SPI devrait être moins sujet aux latences que l'Ethernet (qui n'est pas temps réel).

 

[vibram]

Hello,

Perso j'ai laché l'affaire avec MESA, je suis passé en Ethercat, et je ne regrette absolument pas.
Pour l'histoire du temps réel, enormement de machines indus tournent sous Ethercat et je pense que ces machines sont nettement plus efficaces que les notres, soit disant en temps réel.

La vraie question c'est surtout si tu veux faire de la boucle fermée ou non, je pense que c'est bien plus important que le temps réel.

Pour la boucle fermée, ca n'a pas d'interet de faire du step/dir, il faut un asservissement en vitesse il me semble.

Je n'ai pas bien compris si tu veux de l'aide pour la proxon ou pour le tour, mais pour un tour indus, c'est dommage de mettre des PaP je pense. Si tu veux une machine pour la production, il faut mettre des éléments un peu sérieux et les dimensionner correctement.
Quoi qu'il en soit, le tour sera quand meme inutilisable à minima plusieurs semaines, voire mois, il faut le prendre en compte.

 

[furynick]

Pour la boucle fermée, ca n'a pas d'interet de faire du step/dir, il faut un asservissement en vitesse il me semble.

De ce que j'ai compris, que ce soit en step/dir ou en Ethercat, le fonctionnement du moteur pàp reste le même, une boucle fermée est un asservissement en position. L'encodeur intégré au moteur est géré directement par le driver pour compenser une éventuelle perte de pas ou renvoyer une erreur.
L'Ethercat va juste remplacer les commandes du driver et simplifier/renforcer le câblage. Je pense que ça intègre aussi la gestion des erreurs avec un vrai protocole de communication entre le driver et le PLC.
Pour une même machine, de mon point de vue, l'Ethercat n'apportera aucun gain de performance ou de précision.

 

[vibram]

Oui, ethercat ne reste qu'un protocole de communication. Mais se cantonner à Mesa pour l'argument du temps réel je pense que ça ne fait plus trop de sens. Surtout sur le long terme, le jour où y'a un souci avec le fondateur, toutes les cartes ne sont plus dispos...

en revanche il y a des drivers ethercat (delta et sans doute d'autres) qui intègrent une boucle fermée au niveau du driver, ça delocalise la gestion de la boucle de linuxcnc vers le driver. Et j'entends boucle fermée la prise en compte de la position des règles. Car la perte de pas, ce n'est que la 1ere étape mais pas forcément suffisante selon la précision et répétabilité recherchées.

 

[furynick]

La boucle fermée est déjà gérée par le driver, y compris en step/dir.
Les MESA c'est juste pour générer le PWM en temps réel sans passer par LinuxCNC.
Ce que tu décris c'était du temps du port parallèle où c'est LinuxCNC qui générait les PWM (avec une forte criticité sur le noyan temps réel).

 

[vibram]

J'ai du rater une étape, dans les drivers de PaP cités au dessus, tu en as qui ont une entrée codeur pour les regles ?
Je sais que de plus en plus il y a un retour codeur moteur pour je ne savais pas pour les regles

 

[furynick]

Ben il le font à peu près tous maintenant.
Par ex. chez Vallder :

Servo Stepper 5.0 Nm – 12.5 Nm – Vallder SHOP

ZDM-2HA865 is a new generation DSP digital step closed - loop driver using advanced vector closed loop control technology, the traditional open loop stepper motor incompletely overcome the problem of step loss and significantly improve the high-speed performance of stepper motor and reduce the...

vallder.com

Ou un CLE23/HBS86/HBS57/etc sur Aliexpress

Par contre effectivement, le TB6600 est un peu archaïque et pas adapté pour du closed-loop.
Ceci dit, les moteurs sont des open-loop donc ça explique ... et l'Ethercat n'apportera rien dans ce cas.

 

[vibram]

oui ca c'est pour un codeur moteur aux fesses du PAP, ce qu'ils appellent closed loop pour eviter la perte de pas, en revanche tu ne connais pas le déplacement réel, notamment aux inversions de sens

 

[furynick]

Tu n'as effectivement pas le retour de la position mais si le driver détecte une anomalie il passe en erreur et c'est captable sur un I/O ou pour automatiser un AU.

 

[laurent12100]

Et j'entends boucle fermée la prise en compte de la position des règles. Car la perte de pas, ce n'est que la 1ere étape mais pas forcément suffisante selon la précision et répétabilité recherchées.

Intéressant ! je viens de comprendre l’intérêt des règles,
mais sur les machines Industriel j'ai pas l'impression qu'il y ait des règles ? ni sur mon mazak, brother, cazeneuve

 

[vibram]

ce n'est pas systématique, j'en ai sur ma mikron et ma maho par exemple.
En gros, soit tu arrives à diminuer tous les jeux de maniere a ce que, sans boucle fermée, tu arrives à la résolution et répétabilité voulues, c'est le cas "de reve"
Soit tu geres les jeux dans des variables, par exemple backlash = 0.1 et dans ce cas, a chaque inversion de sens de rotation, la commande va envoyer un signal corrigé pour tenir compte de ces 0.1mm

En boucle fermée, tu geres le backlash aussi mais en plus tu compares la position réelle à la position théorique à chaque instant afin de vérifier que l'outil est bien à sa place sur tout le trajet et non pas uniquement au bout du trajet comme tu peux le verifier avec un comparateur par exemple.

Encore une fois, ce n'est que mon avis: un retrofit indus coute rapidement plusieurs miliers d'euros quand tu dois changer la commande et les moteurs. Et l'investissement en temps est encore plus important. Si l'état mécanique de la machine est bon, l'investissement est justifié.
si l'état est moyen, on peut partir sur un retrofit "a minima".
Mais investir des dizaines d'heures et miliers d'euros sur une machine pour mettre des PAP, selon moi, cela est vraiment dommage.

J'ai fait cette erreur avec le retrofit de mon tour indus ou je n'ai pas de regle. j'ai des dixiemmes qui se baladent à droite à gauche et j'ai enormement de mal à avoir quelque chose de fiable et sans regle, c'est très dur d'identifier l'origine du problème (moteur, accouplement, demultiplication etc)

 

[laurent12100]

Ce sujet à vraiment pour but de mieux comprendre les possibilités et les compatibilités


J'ai plusieurs projets et je ferais un sujet dédié,

( la proxxon MF70 va resté de coté mais à terme je la passerais sous fluidNC )


Pour une première approche de LINUXCNC je vais jouer avec la cnc Vevor :
- le RPi +
- 7c81 +
- TB6600 +
- NEMA +
- controleur (pour le close loop)

- puis ajout FinDeCourses
- 4eme axes.



Ensuite l mini tour pour produire, je veux faire le retrofit du tour EMCO 120 ( tour d'établie )

- je pensais aussi utiliser un RPI+7C81 mais avec des Servo moteur , mais auccune idée de quoi prendre (driver+servo)

à terme je veux avoir l'axe C + outils tournant, (sans tourelle rotative )


Bien plus tard se possera la question pour le Cazeneuve CT200 où il faudra du matériels addapté à de la production oui, puis avoir du temps.


Question :
souvent on parle de driver moteur alors que sur les CN indus on parle de variateur moteur, pourquoi, quelle est la subtilité ?

merci

 

[vibram]

les variateurs ou VFD sont generalement pour les moteurs aysnchrones, si on les trouve sur une machinem c'est generalement sur la broche quand on a juste besoin de la piloter en vitesse. Meme si par exemple sur les tours indus récents, c'est generalement un servo pour la broche.

Pour les PAP ou les Servo, on va parler de driver

Concernant tes différents retrofits, c'est vrai que les machines sont assez variées mais quand je vois tout ce que j'ai appris pour une machine et les spécificités du hardware, j'aurais tendance à copier la configuration d'une machine à l'autre autant que possible.
Le tour j'ai beaucoup appris et fait pas mal d'erreurs, la fraiseuse ensuite j'ai corrigé les erreurs et fait des choix totalement différents, que j'aimerais appliquer au tour maintenant

 

[Père-Pendiculaire]

Pour une première approche de LINUXCNC je vais jouer avec la cnc Vevor :
- le RPi +
- 7c81 +
- TB6600 +
- NEMA +
- controleur (pour le close loop)

- puis ajout FinDeCourses
- 4eme axes.

si ça peut t'aider voici ce que j'ai fait , en tant que débutant linuxcnc:
transformation fraiseuse

 

[laurent12100]

Je suis tombé sur des PaP ethercat du coup je me suis demandé les critères de sélection entre PaP et Servo

pour mémo : https://vrautomation.fr/moteurs-pas-a-pas-ou-servomoteurs-quel-choix-pour-votre-application/ : =>

Moteurs pas-à-pas ou servomoteurs Critères de sélection pratiques​

Votre choix dépendra principalement de quatre facteurs : la vitesse maximale requise, les exigences de précision dynamique, le budget disponible et la complexité acceptable pour la maintenance. Pour des applications inférieures à 500 tr/min avec des cycles répétitifs simples, les moteurs pas-à-pas constituent souvent la solution optimale. Au-delà de 1000 tr/min ou pour des trajectoires complexes, les servomoteurs s’imposent naturellement.
La charge à entraîner influence également ce choix. Les inerties importantes favorisent les servomoteurs, capables de gérer efficacement les à-coups et les variations de couple. Les applications légères et régulières conviennent parfaitement aux moteurs pas-à-pas.

Ensuite la question du Ethercat vs Step/dir ? critères de sélection (j'ai fais une recherche sans vouloir utilisé l'IA, mais elle m'a proposé ça)

L'
EtherCAT et l'interface Step/Dir sont deux approches très différentes du contrôle de mouvement, différant par leur complexité, leurs performances et leur architecture.
EtherCAT
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) est un protocole de bus de terrain Ethernet industriel conçu pour la communication en temps réel à haute vitesse.

• Communication : Il utilise une architecture de communication maître/esclave sophistiquée, où un seul télégramme de données traverse tous les nœuds esclaves. Chaque nœud lit ses données d'entrée et insère ses données de sortie à la volée, ce qui minimise le temps de cycle et la latence.
• Performances : Il offre une synchronisation et une précision de mouvement supérieures, avec une gigue (jitter) minimale, ce qui le rend idéal pour les applications d'automatisation industrielle exigeantes, la robotique et les machines CNC de haute précision.
• Câblage : Il utilise un câblage Ethernet standard (topologie en ligne ou en anneau), réduisant la complexité du câblage par rapport aux systèmes point à point.
• Fonctionnalités : Les variateurs EtherCAT prennent souvent en charge des modes de fonctionnement avancés (par exemple, position synchrone cyclique) et peuvent gérer des systèmes en boucle fermée (closed loop) plus efficacement.

Step/Dir (Impulsion/Direction)
L'interface Step/Dir est une méthode de contrôle simple et basique pour les moteurs pas à pas et certains servomoteurs, largement répandue dans les applications de loisirs et les machines CNC d'entrée de gamme.

• Communication : Le contrôleur envoie une série d'impulsions (pas) sur une ligne et un signal de direction sur une autre. Chaque impulsion commande un mouvement d'un pas du moteur. C'est une communication point à point simple, nécessitant des fils dédiés pour chaque axe.
• Performances : La précision et la vitesse dépendent fortement de la qualité du matériel (générateur d'impulsions) et du logiciel (logique de contrôle), et elle est plus susceptible d'être affectée par le bruit et la gigue. Elle est généralement suffisante pour les applications standard mais manque de la précision et de la vitesse de l'EtherCAT pour les tâches complexes.
• Câblage : Le câblage peut devenir complexe et encombrant pour les systèmes multi-axes, nécessitant de nombreuses connexions dédiées pour chaque moteur.
• Fonctionnalités : Elle est généralement utilisée pour le contrôle en boucle ouverte (open loop) des moteurs pas à pas, bien que des variateurs en boucle fermée existent également avec des entrées Step/Dir.

Résumé des différences

Caractéristique

	EtherCAT	Step/Dir
Type de communication	Bus de terrain Ethernet industriel	Signaux d'impulsion/direction dédiés (point à point)
Synchronisation/Précision	Élevée (temps réel, faible gigue)	Moins élevée (dépend du matériel/logiciel)
Câblage	Simple (un seul câble Ethernet en série)	Complexe pour multi-axes (nombreux fils dédiés)
Complexité du système	Plus complexe à configurer (protocoles logiciels)	Plus simple et largement pris en charge
Coût	Généralement plus élevé (matériel spécialisé)	Généralement plus faible et économique
Applications	Automatisation industrielle, robotique de précision	CNC loisir, imprimantes 3D, applications simples

En conclusion, l'EtherCAT offre des performances, une évolutivité et une précision nettement supérieures, adaptées aux systèmes industriels avancés, tandis que le Step/Dir est une solution plus simple, plus économique et plus facile à mettre en œuvre pour des applications moins exigeantes

 

[laurent12100]

les machines-outils industrielles, en particulier dans les applications de
rénovation ou les machines d'entrée de gamme/loisirs (hobby CNC), utilisent encore des interfaces Step/Dir pour piloter des servo-moteurs (ou plus souvent des systèmes "servo hybrides" ou "boucle fermée").

Cependant, dans les nouvelles installations industrielles haut de gamme, cette méthode est de moins en moins courante.


Utilisation actuelle du Step/Dir dans l'industrie :

• Rétrofit et Anciennes Machines : L'interface Step/Dir est une méthode de contrôle éprouvée et simple. De nombreux contrôleurs CNC plus anciens (comme Mach3, par exemple) ou des cartes d'extension pour PC utilisent cette interface. Pour moderniser une ancienne machine sans remplacer toute l'électronique de commande numérique, l'utilisation de servo drives acceptant les signaux Step/Dir est une solution pratique et économique.
• Systèmes Hybrides (Closed-Loop Steppers) : Il existe une catégorie de moteurs pas à pas avec codeur intégré ("easy servo" ou "closed-loop stepper") qui acceptent directement les commandes Step/Dir. Ces systèmes offrent la simplicité d'un moteur pas à pas tout en évitant les pertes de pas grâce à la rétroaction (boucle fermée), ce qui les rend populaires pour des applications industrielles de moyenne gamme.
• Simplicité et Coût : Pour des applications où la complexité et la vitesse des bus de terrain modernes (comme EtherCAT, Profinet, etc.) ne sont pas nécessaires, l'interface Step/Dir reste une option viable et moins coûteuse.

Tendances modernes :

Dans les machines-outils industrielles neuves et haut de gamme, l'interface Step/Dir est généralement remplacée par des bus de terrain industriels (comme EtherCAT ou CANopen). Ces bus offrent plusieurs avantages majeurs :

• Meilleure performance : Communication plus rapide et déterministe.
• Câblage réduit : Un seul câble réseau remplace de nombreux fils de signal.
• Diagnostic avancé : Le contrôleur peut recevoir des informations détaillées sur l'état du drive et du moteur (température, courant, alarmes) en temps réel, ce qui facilite la maintenance et le dépannage.

En résumé, bien que les bus de terrain soient devenus la norme pour les systèmes neufs haut de gamme, le Step/Dir reste pertinent dans des contextes spécifiques de rénovation, de machines d'entrée de gamme ou d'applications nécessitant une solution simple et fiable.

 

[furynick]

Perso je me suis monté ça pour ma CNC, de haut en bas :
BoB custom 5 axes, 2 encodeurs, endstops/relays, etc correspondant au firmware 5ABOBX2D
Raspberry Pi 4 4Gb
Interface custom GPIO, bus I²C, UART, ADS1115 (4 entrée analogiques), alim 5V et alim 3,3V. J'ai prévu le ventilo et le bus OneWire pour la v2
7c81
Boitier DIN