Errore accumulato - asse brushless lineare con vite a ricircolo

[dpasson]

Ciao a tutti.

Su una macchina in collaudo ho un asse comandato con brushless S120 accoppiato direttamente a una vite a ricrcolo passo 10mm.

L'applicazione è una lavorazione di fresatura. L'asse è comandato con oggetto tecnologico con posizioni assolute. La posizione di feedback è data dal solo encoder motore.

La macchina dopo un pò di di pezzi inizia a fresare sempre più profondamente, nell'ordine di 0,3-0,4mm.

Inizialmente sia io che il collaudatore meccanico abbiamo pensato ad un errore dovuto alla dilatazione termica della meccanica.

Poi il collaudatore, ricordando una procedura eseguita sugli assi delle macchine CN più precise mi ha chiesto di provare a correggere il passo vite. Posizionato il tastatore millesimale sull'asse abbiamo riscontrato che lentamente l'asse si portava sempre più in profondità (fino a 0,3-0,4mm).

Le posizioni di comando sono sempre le stesse, in quote assolute, Attesa pezzo a 0mm, avvicinamento a 250mm, fine fresatura a 251mm.

Togliendo l'alimentazione ai motori, l'errore ripartiva da dov'era in precedenza. Togliendo l'alimentazione, aspettando più tempo, l'errore era minimo o nullo, continuando a lavorare l'errore si accumula.

Corregendo il passo vite da 10 a 9,997mm, e ripartendo con la produzione, l'errore di posizionamento non si è più presentato (è trascurabile),

Il collaudatore è sereno perchè il problema è elettronico.

Io no perchè le posizioni assolute sono sempre le stesse, e non riesco a capire perchè se il passo vite nominale non combacia perfettamente con quello reale, l'errore si accumula in questa maniera. Ho sempre pensato che nel caso il passo vite fosse sbagliato, le posizioni assolute, sono sbagliate, ma sempre uguali.

Avete mai avuto un caso simile ?

Modificato: 14 dicembre 2022 da dpasson

[Livio Orsini]

Lecause possibili non sono molte:

1. Errore di costruzione della iote e della madrevite
2. Numero di impulsi giro dell'encoder impostato minore del reale.
3. Errore di troncamento nei calcoli di posizione dell'asse.

Ho elencato le possibilità in ordine inverso di probabilità.

Questo se, e solo se, le operazioni di lavoro si svolgono sempre partendo dalla quota zero a crescere, senza ritorni intermedi.

[pigroplc]

11 ore fa, dpasson ha scritto:

continuando a lavorare l'errore si accumula.

Se il punto è questo non è cambiando il passo vite che cambia la solfa. Se il sistema slitta lo fa a prescindere, il 10 mm della madrevite è una certezza visto che è uno standard "de facto" in automazione.

 

Siccome questo film l'ho visto più volte nella vita ti consiglio:

 

1) controlla con un comparatore avanti e indietro. Secondo me si tratta di un calettatore. All'atto della fresatura tu avrai dei picchi di sforzo che potrebbero far slittare la meccanica. Prova a fare il movimento 100 volte senza fresare e vedi se slitta ancora. Se slitta ancora potrebbe essere l'encoder del motore che slitta ( ma mi pare piuttosto remota come ipotesi )

 

2) Chiedi a quanto tirano il calettatore (dovrebbe essere tirato con una chiave dinamometrica e non a naso) e quanto tiene in Nm, quindi traccia i picchi di coppia emessi dal motore. Se per ipotesi il tuo calettatore tiene 15 Nm ma nella traccia dell'oscilloscopio vedi un picco di 16 ecco che hai dimostrato il limite meccanico del sistema.

 

3) magari diminuendo l'accelerazione e decelerazione riduci i picchi di coppia e rientri nei limiti del calettatore.

 

 

 

[Livio Orsini]

In effetti mi son dimenticato e non ho menzionato la causa più probabile, ovvero lo slittamento del calettatore. 😟

Quando si sta qualche anno senza più occuparsi di certe problematiche le dimenticanze capitano.

[batta]

Sono d'accordo anch'io con quanto detto da Pigroplc e da Livio: la causa più probabile (per non dire l'unica) è uno slittamento della meccanica.

Stiamo parlando di un movimento avanti/indietro, quindi non ci può essere accumulo di errore dovuto ad errata gestione dell'asse.
Il fatto di correggere il passo vite ti cambia le posizioni assolute, ma non incide in alcuna maniera sul fatto che l'errore si accumuli.
Anche una errata impostazione degli impulsi encoder ti porterebbe a posizioni sbagliate, ma ripetitive.
Tra l'altro, il drive, con impostazione errata degli impulsi encoder, non riuscirebbe nemmeno a controllare il motore.
Escludendo quindi improbabili errori dell'encoder (impulsi mancanti verrebbero rilevati dal sistema) ed errori di troncamento dei calcoli (l'oggetto tecnologico lavora in virgola mobile a 64 bit), rimane solo lo slittamento meccanico.
Per rilevarlo basta poco: un semplice pennarello. Fai un segno in ogni parte dove ci potrebbe essere slittamento (per esempio, sul calettatore), e vedi cosa succede.

 

 

 

[pigroplc]

3 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

In effetti mi son dimenticato e non ho menzionato la causa più probabile, ovvero lo slittamento del calettatore. 😟

io invece sono fresco dell'ennesima fregatura: 6 mesi or sono ho dovuto collaudare un pick and place con motori da 15 Nm e calettatori da 10 Nm. Anche tirandolo a morte, il calettatore fa il suo dovere, cioè tira quello per cui è stato progettato! 

Grazie all'esperienza ho potuto dimostrare che il problema non era la perdita di impulsi dell'encoder, come se sotto la macchina ci fosse un secchiello pieno di impulsi persi 😀

[batta]

37 minuti fa, pigroplc ha scritto:

Grazie all'esperienza ho potuto dimostrare che il problema non era la perdita di impulsi dell'encoder, come se sotto la macchina ci fosse un secchiello pieno di impulsi persi 

Magari il secchiello era bucato, per quello non lo trovavi pieno di impulsi persi.

 

È sempre la stessa storia, spiegare certe cose ai meccanici (non a tutti, per fortuna) è una vera Mission Impossible.
In passato, ci sono voluti mesi prima che si rendessero conto di un problema meccanico.
Traslazione di un carro, con motore brushless con encoder assoluto, motoriduttore e cinghia dentata.
Occasionalmente, il carro si trovava fuori posizione, anche se il posizionamento era stato effettuato alla quota corretta. E vagli a spiegare che: "Se l'encoder assoluto mi dice che sono a quota 1000.0 ed invece sono a 1012.0, il problema può essere solo meccanico". Niente da fare, continuavano ad insistere che dovevo cercare il baco nel mio software. Per un periodo si è risolto impostando rampe più morbide. Poi, un giorno, si ripresenta il problema, e ricomincia la lotta. Alla fine, come era logico aspettarsi, la cinghia dentata si era allentata e, ogni tanto, saltava un dente. Chiaramente, il tutto è finito senza nemmeno ricevere scuse. E questo è solo uno di tanti deja vu sul tema.

[Livio Orsini]

1 ora fa, pigroplc ha scritto:

6 mesi or sono ho dovuto collaudare un pick and place con motori da 15 Nm e calettatori da 10 Nm.

 

Di queste mirabilie oramai, fortunatamente, ho solo vaghi ricordi🙂

 

[batta]

1 ora fa, Livio Orsini ha scritto:

Di queste mirabilie oramai, fortunatamente, ho solo vaghi ricordi

Io ci dovrò convivere ancora per qualche anno.
Sia chiaro, non sto dichiarando guerra ai meccanici, esistono tanti meccanici davvero al top. Ma mi è capitato anche di lavorare con meccanici che, per scegliere motore e riduttore, mica facevano calcoli, guardavano solo cosa era disponibile sullo scaffale del magazzino. Tanto, poi c'è l'inverter!

 

[Livio Orsini]

11 ore fa, batta ha scritto:

meccanici che, per scegliere motore e riduttore, mica facevano calcoli, guardavano solo cosa era disponibile sullo scaffale del magazzino.

 

A me, invece, capitò un meccanico che avendo quasi raddoppiato l'inerzia vista all'asse motore, dopo aver apportato una modifica al rapporto di riduzione, mi disse testualmente: "Questo tuo motore non ha cavalli ma somari"; questa sua convinzione era dovuta al fatto che si doveva quasi raddoppiare il tempo di accelerazione.