Controllare Assi Stozzatrice

[v.devis]

Ciao è il mio primo post, premetto che ho studiato sistemi automatici ma non ricordo quasi più nulla perchè faccio un altro tipo di lavoro(cad/cam), veniamo al dunque, un amico avrebbe bisogno di automatizzare una strozzatrice che attualmente funziona tramite cams, volevo sapere se era possibile automatizzare la tavola a croce/rotante con meno di 2000€.

gli assi da utomatizzare sono due, uno rotativo, l'altro lineare, non devono essere interpolati, deve essere ad anello chiuso possibilmente con riga otticha(500mm) + encoder(per rotante), la precisione/ripetitività al centesimo, velocità massima assi 1m/min, accelerazione superiore a 1m/sec^2(perchè la cam della z non si può rallentare, per sicurezza!!!), per il rotante l'accelerazione non è importante, per la programmazione serve una tastiera con display dove si potranno scegliere il numero di cavette e le quote di inizio e fine cavetta.

io avevo visto alcuni plc che includono anche il controllo assi step/dir e (+10-10v) con gli ingressi per la retroazione, mi chiedevo se esiste qualcosa di super economico che mi permetta di avere tastiera, display, ingressi finecorsa, ingressi encoders, e uscite digitali + controllo assi, con una potenza(elaborativa/energetica) tale da permettermi queste precisioni con queste accelerazioni.

Spero mi sappiate dare un consiglio altrimenti gli metto una schedina cnc con memoria locale(per sicurezza) del programma e 2 motori pp con gli encoders, il problema è che lui non intende assolutamente avere un pc vicino alla macchina(da quello che ho capito vuole un qualcosa di professionale)

Ciao

[v.devis]

dimenticavo la potenza dei motori, allora direi che ad occhio mi bastano 50W(a spararla grossa) per motore, poil la vite per il lineare sarà di sicuro tra i 5mm/giro e i 10 e la collegnerei diretta col motore, per la tavola rotante la collegherei tramite un pignone sull'albero del motore in modo tangenziale alla tavola(che è gia dentata tangenzialmente, ma bisogna vedere cosa succede con i trucioli)

ecco spero di aver dato le informazioni minime

[Eddy_g]

Tanto per iniziare in italiano si chiama stozzatrice e non strozzatrice....

comunque non è chiaro cosa devi automatizzare.

Per quanto vecchia sia la macchina il movimento di Z è già "automatico", probabilmente con regolazione meccaniche delle quote d inizio e fine chiavetta.

Forse vuoi inserire un posizionatore sulla tavola rotante?

[bigalex]

Cosa intendi per meno di 2000€ ???

Intendi controllo assi + motori + encoders + installazione + messa in servizio ???

biglaex

[v.devis]

ehm, perdonatemi per la strozzatrice non intendevo iniziare una discussione riguardo i reati di una donna arrabbiata.

la macchina è comletamente automatica ma non ha ripetitività e non si può impostare la profondità della chiavetta(se non contando le passate in z), questo costringe la totale supervisione con in più il conteggio a vista delle passate in z.

si dovrebbe automatizzare la tavola a croce tranne l'asse x(quello perpedicolare al senso di avanzamento utensile)

la sequenza è:

monto il pezzo e centro la x, y con il comparatore e martello di plastica

poi accendo la macchiana e innesto l'avanzamento lineare fino a che l'utensile non tocca il pezzo

sgancio l'avanzamento e azzero l'origine di inizio cava(nel pannello di controllo) accendo il lubrificante

riarmo l'avanzamento fino a che mi sembra il caso di misurare con uno strumento esterno

spengo la macchina(ma non il plc) e misuro

riaccendo e ripeto la procedura fino a quando la cava non è ok(questa macchina viene usata principalmente per fare delle dentature con profilo ad evolvente interne, il che mi obbliga ad andare a tentativi)

arrivati alla quota desiderata ripasso la cava una decina di volte per eliminare problemi di flessione e lucidare la superficie

adesso devo memorizzare la posizione di finecava

AAAA: faccio una retroazione tornando indietro in posizione origine cava -1mm

incremento il contatore cave, se il numero cava è minore al numero cave totali

-> ruoto la tavola di (360°/numerocave*numerocava), mi riavvicino a origine zero e reinizio il ciclo di asportazione fino alla posizione di finecava, faccio le multipassate di finitura e torno alla linea AAAA:

altrimenti se numero cava è maggiore al numero cave totali

-> vado a BBBB:,

BBBB: vado a origine cava -1(in sicurezza) e suono un campanello(l'operatore spegnerà la macchina)

fine

bigalex si intendo 2000 per tutto, è poco?

bisogna anche considerare che la meccanica è esclusa(vite lavori staffe partafinecorsa ecc) e il lavoro di programmazione lo farei gratis(per fare esperienza)

[bigalex]

Perdonami , faccio un poco fatica ad immaginare la costruzione della macchina, potresti fare un disegno o schizzo che faccia capire meglio la struttura ?

Personalmente ho automatizzato 2 macchina stozzatrici speciali (cioè con struttura non convenzionale per una stozzatrice) ed ho utilizzato 2 motori brushless e controllo a 2 assi con plc integrato . Con 2000€ non se ne parla di fare il lavoro completo , però vorrei capire meglio la meccanica che hai a disposizione.

bigalex

[v.devis]

posto delle foto

[bigalex]

Ok quindi se ho ben capito quello che vuoi fare è motorizzare l'asse rotativo che porta il divisore e l'asse lineare che consente di controllare la profondità della chiavetta (e quindi dell'incremento della passata per formare la profondità richiesta).

Non ti consiglio i passo/passo perchè non è corretto utilizzarli con retroazione, quindi ti consiglierei di utilizzare 2 brushless di piccola potenza (100W) che consentono di recuperare la posizione dall'encoder montato nel motore (tramite l'azionamento che mette a disposizione in uscita la simulazione encoder).

E' evidente che la parte meccanica deve essere adattata per consentire l'accoppiamento con i motori.

Ma in linea di principio l'applicazione è fattibile. Credo ancora che 2000€ per il lavoro sia non adeguato a meno che tu non ti faccia pagare il lavoro e fornisci solo il materiale.

bigalex

Modificato: 14 maggio 2010 da bigalex

[v.devis]

Hai capito tutto riguardo l'automatismo, riguardo i 2000 io intendo solo i componenti necessari, proprio ieri altro avevo visto su ebay dei brushless piccoli con gli amplificatori e gli encoder a 269 sterline

solo avrei dubbi sul pannello di controllo con plc integrato, li mi sembra che non si trovi nulla sotto dei 1000eur, vero?

[Livio Orsini]

Non ti consiglio i passo/passo perchè non è corretto utilizzarli con retroazione..

Perchè mai? Tutt'al più si può dire che è poco conveniente, visto che si perde una delle peculiarità dello stepper: il controllo a loop aperto. Però dal punto di vista applicativo è pssibilissimo, anzi si ha il vantaggio del fermo in coppia, con valore di coppia pari al massimo disponibile. Per alcune applicazioni è un vantaggio notevole.

[v.devis]

Scusa non ho capito cosa si intende per encoder virtuale, sarebbe un encoder reale montato in asse con il motore piuttosto che alla fine della catena cinematica?

Intanto sto guardando i prezzi e per motori dc brushless da 50W 4000giri/min, siamo intorno i 60 dollari che diventeranno il doppio com il viaggio e la dogana

Non vorrei mai offendere dei professionisti italiani andando in cerca di pezzi dall'estero a prezzi da barboni, il problema l'avete già capito sono i limiti di budget, io di italiano prenderei il plc con l'interfaccia.

[v.devis]

Anche io sarei più propenso per i passo passo + encoder, poi non so se la retroazione li faccia fischiare, la coppia massima da fermi per la tavola rotante sarebbe il top.

[Livio Orsini]

Anche io sarei più propenso per i passo passo + encoder, poi non so se la retroazione li faccia fischiare, la coppia massima da fermi per la tavola rotante sarebbe il top.

La retroazione non ha nula a che vedere con fischi e miagolii , questi dipendono dall'alimentatore regolatore.

Il problema con gli stepper è che non son previsti per il doppio albero su cui montare l'encoder; dovresti quindi montarlo direttamente sull'asse. La reatrozione la chiude il posizionatore che darà frequnza e numero d'impulsi all'alimentatore dello stepper.

Se fai uan ricerca nella sezione motori, inverter, azionamenti dovresti trovare una discussione di qualche mese addietro, molto interessante, sugli stepper

GLi encoder virtuali sono encoder che l'alimentatore del brushless ricava elaborando i dati del resolver che è il trasduttore di posizione tipico di questi motori. In pratica, ad esempio, la sinusoide generata sul giro viene suddivisa in tanti gradini quanto vale la risoluzione del A/D converter e si genera conseguentemente un corrispondente numero di impulsi per giro. Questo detto in modo semplikficato.

[v.devis]

Grazie per la spiegazione sulla sui resolver(sapevo che cerano ma pensavo solo in accoppiata ad un encoder), guarderò di sicuro la discussione indicata, mi sembra a meno che io non abbia inteso male che ci siano motori passo passo nema 23 o 34 con doppio albero per gli encoder, ma se riuscissi a trovare una riga ottica + l'encoder avrei il recupero dei giochi(la vite lui la prenderebbe rullata non retificata che introdurebbe giochi da nuova)

grazie ancora dell'interessamento

[v.devis]

ho letto la discussione che tra l'altro si è interrotta prima di sapere cosa ha poi scelto, posto il link

[bigalex]

Caro Livio che sia possibile utilizzare i passo/passo con gli encoder è vero, che sia conveniente e tecnicamente valido è discutibile.

Personalmente mi sono trovato ad utilizzare passo passo retroazionati con encoder per una applicazione (il cliente ha imposto questa soluzione) di una macchina cucitrice e devo essere sincero che i problemi ci sono stati (decremento della coppia all'aumentare della velocità, e possibilità di stallo dei motori).

In quel caso sull'asse che eseguiva il movimento principale di salita/discesa dell'ago si sostituì il passo passo con un brushless e il tutto funzionò senza problemi.

Inoltre i brushless di oggi hanno sempre la simulazione encoder che esce dall'azionamento e quindi si può quasi sempre utilizzare il segnale di encoder simulato per la retroazione di posizione.

Per poter eseguire l'applicazione in oggetto ci sono più di una soluzione possibile con prestazioni e costi diversi.

Non dimentichiamo poi che la precisione di lavorazione non è in carico esclusivo all'elettronica, la meccanica gioca un ruolo primario e quindi occore tenere presente anche questo aspetto nella valutazione.

L'asse rotante divisore è normalmente definito come asse modulo o rollover e di solito i rapporti di risoluzione tra impulsi encoder/spazio percorso possono non essere finiti ed introdurre un elemento sistematico di errore che occorre poter compensare. Si tratta di valutare se in questo caso possa essere rilevante.

bigalex

Modificato: 15 maggio 2010 da bigalex

[Livio Orsini]

devo essere sincero che i problemi ci sono stati (decremento della coppia all'aumentare della velocità, e possibilità di stallo dei motori).

Vedi bigalex, questi problemi gli stepper li hanno indipendentemente dalla retro azione; sono problemi generati proprio dal tipo di motore. Il motore stepper da il massimo della coppia da fermo, poi con l'aumentare della velocità la coppia diminuisce; è una caratteristica "nativa" del motore.

Con gli alimentatori che usano tecnica "microsteps" le cose migliorano; se poi si passa aglia limentatori di ultaima generazione, quelli ad orientamento di campo questi problemi scompaiono o quasi.

Questi regolatori me li ha segnalita un partecipante alla discussione di cui v.devis ha postato il link; inizialmente ho studiato il problema con un certo scetticismo, ma poi mi sono ricreduto. In effetti le prestazioni degli stepper, pilotati con tecnica a controllo vettoriale, assomigliano molto a quelle dei brushless (costruttivamente son molto simili).

E' corretta la tua affermazione che retroazionare uno stepper, non à economicamente conveniente. Non sono neanche costruiti per alloggiare il sensore di retroazione. Lo stepper è vantaggioso, su alcune applicazioni, se lavora ad anello aperto. Io ritengo che questa possa essere un'applicazione in cui gli stepper son vataggiosi, ovviamente ad anello aperto.

[bigalex]

Ciao Livio concordo con quello che dici e ti ho letto nella discussione a cui tu fai riferiemnto.

Ribadisco che nell'applicazione ad anello aperto gli stepper sono economicamente vantaggiosi.

Se la coppia è calcolata correttamente come pure la velocità max di rotazione in funzione dell'applicazione allora la soluzione stepper può essere una valida opportunità.

Personalmente però non mi piace , su una lavorazione meccanica , non avere la retroazione di posizione.

Se per qualsiasi motivo ci sono perdite di passi (disturbi vari , incrementi istantanei della coppia resistente etc.) e non si ha la possibilità quantomeno di accorgersene si rischia di introdurre un rischio potenziale di imprecisione del quale si deve tenere conto.

Come già detto le soluzioni per questa applicazione sono molteplici con costi, prestazioni e difficoltà di integrazione diversi.

Qunidi è lecito suggerire motivandola una soluzione oppure un'altra.

Molte volte le soluzioni che a costo materiale possono sembrare maggiormente convenienti possono rivelarsi poi maggiormente costose in fase di integrazione , messa in servizio e manutenzione.

bigalex

[v.devis]

Io purtroppo non ho mai utilizzato nessun servo azionamento, però mi son guardato in giro e mi sembra che tra encoder lineare + radiale + amplificatori e motori la soluzione più economica a parità di precisione e potenza, penso siano gli stepper(quelli nema 23 da 3 N/m),

io ho fatto questo ragionamento se alla distanza di 1 metro riesco a bloccare 0.3kg, con un pignone di cui la linea di contatto si trova a 10mm da centro asse, avrei 300N cioè 30kg di tenuta, poi aumentando i giri calerebbe, ma i giri sulla tavola rotante sarebbero molto bassi, prossimi allo 0. Potrei anche sbagliarmi sulla forsa necessaria per girare la tavola, ma in questo caso sarenne da comprare dei cuscinetti nuovi o rilubrificare il tutto fino a quando la tavola non gira come un giradischi(ha detto che vole smontare tutta la macchina e sistemarla)

Io preferirei i pp proprio per la coppia da fermi, se non sbaglio i brushless da fermi hanno solo una piccola corrente di ******** (l'azienda ha richiesto la rimozione di questo marchio su PLC Forum)nta ad alzarsi in caso di spostamenti improvvisi, questo farebbe in modo che il ritardo dell'amplificatore+motore mi faccia variare la posizione(dico io, poi se la retroazione va a 10kHz l'errore sarebbe piccolo, ma resta il lag elettrico + inerziale del motore che potrbbe essere anche di 4 ms),

detto questo potrei sbagliarmi perchè non so se si possa programmare l'amplificatore per avere una corrente di fermo più alta e quindi gli errori sparirebbero come per i pp.

Mettendo insieme le informazioni capisco che sia i pp che i brushless vanno bene se dimensionati giusti, solo che i pp costerebbero di più perchè sono più complessi meccanicamente per poter funzionare senza encoders

la mia domanda è trovo brushless da 50 a 100W ad un costo minore di un pp doppio albero + encoder a 1000 impulsi? io ho trovato anche dei motori pp con encoder ed elettronica integrati con interfaccia canbus(devo ancora studiare cosa sia, io avevo studiato solo gli omron, e gli s5 tramite seriale e tastierino), 128 microstep, peccato che non ho trovato il prezzo, ma senza andare in cerca di soluzioni all-in-one, mi accontenterei di assemblarmi il tutto con le posizioni degli encoder a fine catena cinematica.

Ho poi il buio più nero riguardi i plc con integrata l'interfaccia uomo macchina, sapete indicarmi un marca low cost, possibilmente italiana che si possa programmare in uno di questi linguaggi o derivati?(c,c++,c#,basic,pascal,java, asm,cop,fap,awl) e che abbia le uscite per gli amplificatori stepper/brushless ac-dc/cc. mi basta anche una cosa tipo display verde con numeri grigi, non retroilluminata, praticamente una cosa professionale.

[v.devis]

ho visto che queta azienda offre pp + brushless dc con resolver a prezzi bassi

wantmotor

, visti i prezzi da nuovo su ebay io direi che se non ci sono controindicazioni potrei valutare questi, mi manca da cercare il plc/hmi e li non so cosa scegliere e nemmeno dove guardare