Plc Schneider Per Gestire Un Motore Passo-Passo

[Nico36]

Buongiorno a tutti, spiego la mia questione:

Abbiamo una piccola macchina da banco utilizzata per inserire dei dischetti magnetici in dei pezzi a forma di cono. Tutti i movimenti della macchina attualmente, sono realizzati con elettrovalvole ad aria compressa comandate da un piccolo controllore Zelio della Schneider. La macchina è composta dai seguenti pezzi:

1 motore vibrante che trasporta dei coni su una guida fino alla zona di carico

1 pistone che muove un disco con 12 fori, dove vengono immessi i coni

1 pistone che muove una slitta che porta il cono nel disco

1 pistone che porta il disco magnetico sopra al cono

1 pistone che muove una pressa che comprime il disco nel cono

1 pistone che muove un piccolo braccio che cattura il cono contenente il disco incastonato e lo porta verso lo scarico.

Tutti i movimenti risultano precisi tranne quello relativo al disco, infatti questo in ogni fase, deve eseguire uno step pari a 30 gradi (12 fori per 30 gradi = 1 angolo giro) ora il costruttore, sta assicurando questa precisione tramite la meccanica, ma non è sufficiente perchè il disco basta che rimanga indietro o avanti di pochissimo che la macchina si ferma (ho inserito un sensore di prossimitá).

Mi chiedevo se fosse possibile, rimanendo in casa Schneider ,(per motivi di contratto) comandare il movimento del disco con un motore passo-passo (non sono esperto di questi) associato magari ad un PLC più performante. Nel caso fosse possibile potreste orientarmi verso il prodotto migliore completo con di tutti gli accessori occorrenti?

Grazie a tutti

[Livio Orsini]

Se devi avere una precisione elevata forse è il caso di non affrontare il problema ad anello aperto (motore stepper) ma avendo una reazione di posizione tramite encoder.

ma non è sufficiente perchè il disco basta che rimanga indietro o avanti di pochissimo che la macchina si ferma (ho inserito un sensore di prossimitá).

Uno stepper ti assicura, se pilotato adeguatamente senza perdere passi, di compiere esattamente il movimento comandato, però non conoscendo la posizione di partenza, se questa fosse sfalsata avresti il fuori zero iniziale si ripercuoterebbe per tutti i movimenti successivi.

Inoltre sarebbe necesario conoscere anche le necessità di rapidità di posizionamento richieste.

[Nico36]

Per la rapidità sarebbe bello se ad ogni step impiegasse un tempo di circa 0,3 sec. (Come attualmente mi consente il comando pneumatico) ma va bene anche un tempo maggiore, semplicemente la macchina produrrà meno pezzi nella giornata e non è un problema . Non ho nessun problema se occorre installare un encoder per conoscere la posizione del disco. Lei che tipo di apparecchiature mi consiglia? (Motore compreso)

[Livio Orsini]

Con quei tempi l'ideale sarebbe un brushless, però bisognerebbe conoscere anche le inerzie riportate all'asse motore.

Insomma bisoggna effettuare una vera e propria progettazione per dimensionare e scegliere l'azionamento più adatto.

Il forum può aiutare, consigliare e suggerire, manon può fare il lavoro di progettazione vera e propria della macchina o di aprte della stessa.

[Nico36]

Con quei tempi l'ideale sarebbe un brushless, però bisognerebbe conoscere anche le inerzie riportate all'asse motore.

Insomma bisoggna effettuare una vera e propria progettazione per dimensionare e scegliere l'azionamento più adatto.

Il forum può aiutare, consigliare e suggerire, manon può fare il lavoro di progettazione vera e propria della macchina o di aprte della stessa.

Intanto è già qualcosa e ringrazio infinitamente. Mi metterò a fare degli studi e poi magari anche delle prove. Sarà un lavoro lungo ma alla fine le farò sapere l'esito.

[Livio Orsini]

Se vuoi puoi anche mettere sul forum la catena cinematica e, se ce l'hai, pesi o inerzie del sistema. Così magari si possono verificare assieme alcune ipotesi di soluzione.

[Nico36]

Grazie Livio, in effetti ieri sera stavo provando ad inserire il video della macchina in funzione, pensavo fosse utile per illustrare il problema, ma non riuscivo a caricarlo. Stasera riproverò con il mio PC.

[bigalex]

Ciao Nico.

Per restare in casa Schneider una soluzione potrebbe essere l'utilizzo del Twido che è un plc compatto di fascia bassa ma potente che dispone di 2 uscite a treno di impulsi integrate fino a 7kHz (24Vdc) che possono essere interfacciate ad un drive per motore stepper .

Dispone inoltre di 4 ingressi veloci che possono essere utilizzati anche per avere max 2 ingressi conteggio veloce up/down (encoder incrementale 24vdc) fino a 20Khz.

Nella stessa fascia di prodotto esiste anche un nuovo plc uscito da poco (sempre Schneider che non ho mai utilizzato) M221 che incorpora anche delle funzioni di posizionamento semplice a treno di impulsi (quindi dovrebbe funzionare anche con lo stepper) .

Per entrambi il sofware di programmazione è gratuito (richiede una registrazione senza costo) .

Qui c'è un esempio (un poco datato) di Twido che compie posizionamenti con le uscite atreno d'impulsi interfacciato ad un drive schneider (Lexium05 + brushless).

Come applicazione si avvicina a quella che ti servirebbe.

Tieni presente che Schneider dispone anche di drive+motori brushless (Lexium23 plus) per applicazioni di posizionamento di base a costi competitivi.

bigalex

Modificato: 10 novembre 2014 da bigalex

[Nico36]

Ciao, ho inserito l'immagine della macchina in questione.

Il disco è costruito in alluminio, ha un peso di 1 Kg e ruota su un cuscinetto. Attualmente ha un fermo ogni foro, realizzato con una sfera a contrasto con una molla (attualmente è questa che aiuta a mantenere il passo, ma non sempre con successo). Se optiamo per la soluzione motore passo-passo o brushless, potremmo eliminare il fermo meccanico ed in questo modo diminuirebbero molto gli attriti. Cosa ne dite? Il piccolo pistone in basso a sx è stato aggiunto per spingere un punzone verso le tacche laterali del disco sempre per cercare di mantenere il passo, ma anche queste funzionano solo se il disco non rimane fuori passo di molto.

Grazie Livio, Grazie bigalex!

[step-80]

Ciao, secondo me vedendo la foto l'ideale sarebbe mettere una mini-tavola rotante dotata di motore stepper, ma non ho idea di quanto vuoi spendere. Parlo di tavola perchè essa ti fornirebbe anche la meccanica adatta a supportare un disco, cosa che invece con un motore ti dovresti costruire.

Potresti dare un'occhiata al sito Oriental motor , oppure al sito dell'azienda Aec di Vicenza. Entrambe le soluzioni ti permetterebbero di effettuare il posizionamento semplicemente richiamandolo con uscite digitali( quindi potresti continuare ad usare lo zelio) e tieni presente che sono soluzioni entrambe retroazionate con resolver ( oriental motor) oppure encoder( aec). Ho citato queste due aziende solo perchè con esse ho esperienza e so che sono ottimi prodotti.

Ripeto, non ho idea del tuo budget e quindi mi fermo qui

Ciao

Matteo

[Nico36]

Ciao Matteo, non ho idea di cosa sia una tavola rotante, secondo te, con la dovuta meccanica si può applicare ugualmente un motore stepper? Ti spiego come stiamo lavorando a questa piccola macchina:

Io sono un elettricista installatore, con la passione per le automazioni, (purtroppo però non ho una conoscenza su questo tipo di motori ne tanto meno sul sistema di comando. Questo non vuol dire che un giorno non potrò riuscirci però) sono in stretta collaborazione con un bravissimo meccanico esperto in costruzione di stampi per macchine orafe, per questo pensavo che alla meccanica tanto ci facciamo pensare a lui.

[step-80]

Certo, con la dovuta meccanica si puó fare tutto: bisogna sempre vedere quando conviene un sistema piuttosto di un altro.

Se stai pensando di accoppiare l'albero motore direttamente al disco per la mia esperienza non è la soluzione migliore, ma molto dipende dal carico di lavoro gravante sulla tua macchina .

Molto meglio creare un buon supporto con un buon reggispinta se si opta per l'autocostruzione, e magari affidare il movimento a due puleggie ed una cinghia.

[lelos]

ciao

vista la dimensione costa meno (molto meno) una mini tavola con intermittore (motore incluso nella fornitura) ,ci sono tante aziende in Italia che le fanno , bettinelli.autorotor,scotti,ecc,ecc, la più piccola che ho visto è grande la metà di un foglio A4.

Ci monti il piatto , con un contattore (per risparmiare sull'inverter) azioni il motore ,e con un plc da 200€ (dipende la marca ) gestisci il tutto , poi altri 150-180€ se vuoi mettere un display (hmi).

La macchina risulta di facilissima gestione anche se non hai dimestichezza con l'automazione, puoi gestirla tutta a relè (come 30 anni fà quando i plc costavano tanto, ora è il contrario)

[Nico36]

Buongiorno, credo proprio che meccanicamente, il mio collega volesse adottare la tua soluzione Matteo, ma le due puleggie con cinghia saranno sempre movimentate da motore stepper? Come dicevo, il disco deve fare movimenti di 30 gradi, perchè a questa angolazione sono disposti i suoi 12 fori ed ha un peso di circa 1 kg.

Ciao Lelos, la tavola con intermittore riesce a fare movimenti esatti di 30 gradi? Con le automazioni me la cavo abbastanza, solo che non conosco abbastanza motori stepper, brushless e tavole con intermittore.

[Livio Orsini]

Condivido le idee di lelos e step-80; viste le dimensioni della macchina la tavola con tutto integrato sarebbe, anche a mio parere, la soluzione più adatta anche dal punto di vista economico.

[step-80]

Allora, potresti prendere in considerazione un prodotto del genere , per esempio, oppure questo. Gli intermittori, come diceva Lelos, sono un'ottima scelta, anche se a me risulta che siano notevolmente più cari di queste soluzioni. Non te li ho consigliati solo perchè(sempre da quanto risulta a me) la taglia più piccola sarebbe a mio parere troppo grande per una applicazione del genere. Ripeto: potrei sbagliarmi in quanto non uso tavole dalla mattina alla sera

Un intermittore ha delle divisioni fisse definite in fase di ordine(quindi nessun problema ad eseguire i tuoi 30°) ma una volta fatta sono quelle. Con una tavola liberamente programmabile invece puoi decidere a piacere l'angolazione da eseguire. Meccanicamente però secondo me non c'è paragone: sia come durata che come precisione di posizionamento un 'intermittore ben dimensionato ti mette sempre al riparo da brutte sorprese...ma gran parte di ciò dipende dalla mole di lavoro (cicli giornalieri) della macchina.

Come diceva Lelos pilotare un intermittore è semplicissimo: si avvia il motore sino ad intercettare il finecorsa di avvenuto posizionamento, poi la meccanica fa il resto. Ovviamente con tutte le dovute sicurezze

Per una tavoletta di quelle linkate prima, se prendi la versione con posizionatore incorporato puoi memorizzare lo spostamento( 30°, che corrisponderanno ad un preciso numero di impulsi) con velocità ed accelerazioni relative dentro l'azionamento per poi richiamarlo con uno o più ingressi digitali. L'azionamento ti restituirà un segnale digitale quando è in posizione, in errore ecc; dovrrai anche eseguire lo zero all'accensione e questo magari corrisponderà ad un altro ingresso.

Questo un esempio di quello che potresti fare; di sicuro in tutte le soluzioni non dovrai più imprecare perchè la tua tavola resti in posizione e potrai eliminare un pò di 'ferraglia'

Spero di essere stato utile, se ti servono altre informazioni...sono qui

[Nico36]

Ho guardato i link inseriti da step80 ed ho finalmente capito di cosa si tratta. Ora insieme al costruttore meccanico valuteremo le cose. Vi terrò aggiornati.

P.s.

Non sarà una cosa rapida....