Jednoduché NC

aleshonsa · 12. 1. 2016, 3:13

Ahoj,
mam v hlavě takovou jednoduchou realizaci NC řízení. Šlo by o to nahradit klasické točení klikou a hlídání ujeté souřadnice ať už na dílkách na kotouči u kliky nebo na DRO automatizací co by předepsanou rychlostí posuvu dojela na stanovenou vzdálenost. Tj. vlastně strojní posuv s přesným stop. Vždy by byl možný pohyb jen v jedné ose. Polohu by si systém odečítal z lineárních snímačů. Tj. zadal bych např. v ose X frézovat od 0 do 100mm rychlostí 50mm/min a systém by obstaral strojní posuv s najetím na počátek a zastavením s přesností řekněme 0,01mm.

Předpoklad realizace by byl následující, vycházím z instalace na frézku FN22:
- Stroj by měl osazené lineární snímače. Ty nepočítám do nákladů na zřízení NC, protože bych chtěl stejně stroj dříve nebo později osadit DRO.
- Posuvové šrouby by zůstaly původní co frézka má.
- Na osy by přišly namontovat v zásadě obyčejné motory s převodovkou řekněme 10:1 (rozsah strojních posuvů je aktuálně 8 - 500 mm/min, což při stoupání šroubu 5mm dělá 1,6 - 100 /min + realizace rychloposuvu 1 500 mm/min by odpovídala 300 /min, před převodem tedy otáčky motoru 16 - 1 000 /min resp. 3 000 /min). Podle mě by na každou osu stačil třeba 250W motor (vycházím z toho, že třeba u FA3 je 1kW motor). Druhá varianta by byla nahradit současnou posuvovou skříň motorem s převodovkou 10:1 a dál využívat mechanický rozvod a řazení posuvů zubovými spojkami. Pak by se akorát musel manuálně hlídat směr posuvu a zařazení na správné ose. Zase by to vyšlo levněji - jeden motor, jedna převodovka.
- Rychlost otáčení (a tím i strojního posuvu) by se řídila třeba frekvenčním měničem. I v případě, že by měla každá osa svůj posuvový motor, by za předpokladu současného strojního posuvu jen v jedné ose stačil jeden frekvenční měnič.
- Zastavení by se určovalo nikoliv podle počtu otočení motoru jako u CNC, ale přímo dle reálně uražené vzdálenosti. Tady je otázka, jak zajistit okamžité zastavení. Tj. jestli by se to nemuselo řešit např. nějakým rampováním, kdy by třeba posledních několik mm frézování se postupně snižovala rychlost posuvu až na 0.

Od implementace bych si sliboval následující výhody:
- Zjednodušení obsluhy stroje a zrychlení práce.
- Zvýšení přesnosti.
- Snížení zmetkovosti vlivem např. přejetí koncového bodu atd.
- Lepší kvalita povrchu vlivem konstantní rychlosti strojního posuvu.
- Pro frézování sérií mít v paměti uložené různé cykly (např. frézování obdélníku, vyfrézování kapsy v obrobku atd.). V případě, že by každá osa měla svůj motor, by dokonce přicházela v úvahu i plná automatizace, tj. v podstatě takové primitivní CNC co by zvládalo jen frézovat pravoúhlé tvary.

Výhodu v řešení takovouto cestou bych viděl v levném a snadném provedení:
- Na osách by byly obyčejné motory s převodovkou, žádné drahé krokové motory nebo serva.
- Vzhledem k výkonu by nemusel ani frekvenční měnič být nijak extra drahý.
- Jediná úprava na frézce by bylo jen připojení posuvových motorů. Nejsnáze by se to dělalo na podélné ose, kde je na druhé straně klika, kterou stačí sundat (pak by zůstala zachována klasická klika se stupnicí na druhé straně).
- Řídící jednotka by šla realizovat např. z Arduina.

Hlavní slabé místo vidím v realizaci přesného zastavení.

Co myslíte, je něco takového reálné, nebo je to nerealizovatelná blbost?

Díky

12. 1. 2016, 4:49

nevyjde to levneji

elbarto · 12. 1. 2016, 9:42

Zdar Draku. Zda se, ze se tocis v bludnem kruhu a vracis zpet k zavrhnutym resenim. Neber to jako nejake rejpani, mam to obcas stejne a jen uvazuju nahlas. Vidim tady pouze dve cesty. Jednou je vlastni realizace v ramci vlastnich moznosti. Ono se pekne rekne pouziju "treba nejake Arduino, ale uz hur realizuje. Tuhle cestu mam obavu nas vetsina neda, pripadne da a vznikne straslily paskvil. Druha je spoluprace s nejakym profikem a to alespon v realizace ridici casti. Tady zase musis pocitat hodinovku a u pomerne draheho polotovaru, kterym je FN22 se to zase nemuze vyplatit. Kazdy si chceme hrat a ucit se. Proto jsem poridil bezcennou gravirku na NC prestavbu. Clovek si hraje a zaroven se uci. Zelezo na podobne hrani je levne o omyly odpustitelne. Obcas se objevuji dobite prtave F1,atd. nekdy i za rozumnou cenu, to jsou myslim vhodnejsi obeti.

filla · 12. 1. 2016, 10:25

tohle ma na svych strankach "jova", nebo si vyhedej projek jednoho nemce, jmenuje se to "zyklenautomat" ci tak nejak

aleshonsa · 12. 1. 2016, 12:51

elbarto píše:Zdar Draku. Zda se, ze se tocis v bludnem kruhu a vracis zpet k zavrhnutym resenim. Neber to jako nejake rejpani, mam to obcas stejne a jen uvazuju nahlas. Vidim tady pouze dve cesty. Jednou je vlastni realizace v ramci vlastnich moznosti. Ono se pekne rekne pouziju "treba nejake Arduino, ale uz hur realizuje. Tuhle cestu mam obavu nas vetsina neda, pripadne da a vznikne straslily paskvil. Druha je spoluprace s nejakym profikem a to alespon v realizace ridici casti. Tady zase musis pocitat hodinovku a u pomerne draheho polotovaru, kterym je FN22 se to zase nemuze vyplatit. Kazdy si chceme hrat a ucit se. Proto jsem poridil bezcennou gravirku na NC prestavbu. Clovek si hraje a zaroven se uci. Zelezo na podobne hrani je levne o omyly odpustitelne. Obcas se objevuji dobite prtave F1,atd. nekdy i za rozumnou cenu, to jsou myslim vhodnejsi obeti.

Tak zrovna tuhle variantu jsem nikdy nezvažoval. Zvažoval jsem celkovou přestavbu na CNC, kde by se měnily trapézové šrouby za kuličkové, instalovaly se krokové motory nebo serva atd.
Programování Arduino je poměrně jednoduchá záležitost. Proto tato deska vznikla. Takových podobných desek existuje více, ale zkušenost mam jen s Arduino. Třeba na zpracování kvadraturního signálu, co jde ze senzoru, existuje celá řada čipů. Počínaje poměrně triviálním čipem co z kvadraturního vstupu pouští ven prosté pulzy na jednom kanálu a na druhém referenci o směru pohybu až po čip co ti přímo vrací ujetou vzdálenost v binární podobě (jednotkou samozřejmě nejsou mm, ale kroky lineárního snímače) a dělá další úkony. Někde jsem měl konkrétní typy potřebných čipů, co prodává třeba Mouser. V prvním případě to znamená použít binární počitadlo, co ti spočítá ujetou vzdálenost a tuhle hodnotu si průběžně načítat do Arduino, nebo tam dát ještě komparátor co ti dá signál, že už došlo k uražení určité vzdálenosti (na počítadle bude určitá binární hodnota). Ve druhém se vše zjednodušuje.
Nebo můžeš použít LinuxCNC a pak je to taky o něčem jiném.
V neposlední řadě taky záleží jaký komfort tě poskytne DRO. Tj. jestli budeš muset brát signál, co jde přímo od lineárních snímačů, nebo ti DRO poskytne něco lepšího.

aleshonsa · 12. 1. 2016, 12:59

robokop píše:nevyjde to levneji

Dobře, ale proč?
Nekupuješ kuličkové šrouby. Neplatíš jejich úpravu, aby pasovaly do ložisek. Nekupuješ drahé krokové motory nebo serva. Nekupuješ k nim drahé drivery.

U CNC musíš přesně řídit polohu v každém kroku, aby vůbec byla nějak synchronizovaná s pohybem v dalších osách. Tady jedeš vždy jen v jedné ose a jestli to pojede rychlostí přesně 50mm/min nebo to bude třeba +/- 2mm/min je jedno. U strojního posuvu taky může (a asi dochází) ke kolísání rychlosti vlivem kolísání otáček motoru v závislosti na zátěži. Pouze je důležité přesné zastavení, kde už se to může řešit třeba tím rampováním rychlosti poblíž cílového bodu.

aleshonsa · 12. 1. 2016, 1:06

filla píše:tohle ma na svych strankach "jova", nebo si vyhedej projek jednoho nemce, jmenuje se to "zyklenautomat" ci tak nejak

Myslíš tohle http://muck-solutions.com/?page_id=186" onclick="window.open(this.href);return false; ?
Jova je někdo z CNC fóra?

Thomeeque · 12. 1. 2016, 1:14

aleshonsa píše:Jova je někdo z CNC fóra?

20. nejaktivnější přispěvatel

testone · 12. 1. 2016, 1:21

takhle fungujou profi stroje s pravítky na osách
step-dir bez zpětné vazby (informace o skutečné poloze) je asi jednodušší

aleshonsa · 12. 1. 2016, 1:36

testone píše:takhle fungujou profi stroje s pravítky na osách
step-dir bez zpětné vazby (informace o skutečné poloze) je asi jednodušší

Jenomže to pak znamená použít krokové motory nebo serva. Nemluvě o nepřesnostech určení polohy vlivem tolerance rozměrů trapézového šroubu a jeho nerovnoměrným opotřebením.
Jak jsem psal výše - pravítka na osách počítám, že už pro tuto realizaci stroj má. Protože přímé odměřování polohy bych stejně chtěl bez ohledu na realizaci NC.

Jedině odečítat pomocí rotačního enkodéru na šroubu (to by bylo stejně přesné jako odečet přes dílky na kotouči u kliky – nepřesnost vlivem šroubu popsaná výše by zůstala). To by taky šlo. Nicméně předpokladem by bylo, aby před startem bylo najeto tak aby byl šroub posuvu už v záběru (tj. nebyla tam vůle mezi šroubem a maticí, kterou je nejprve třeba najetím vymezit) na definované poloze (což zase není problém s pomocí třeba hranového detektoru a koncové měrky). Nicméně v tom případě by nešlo plně automaticky frézovat třeba obdélník.

testone · 12. 1. 2016, 1:40

jestli dokážeš dojet na přesnou pozici - uřídit to - díky odečtu z pravítka, tak už je pak jedno jak budeš říkat akčnímu členu......
a jestli máš nebo nemáš na šroubu vůli....

Thomeeque · 12. 1. 2016, 1:41

testone píše:jestli dokážeš dojet na přesnou pozici - uřídit to - díky odečtu z pravítka, tak už je pak jedno jak budeš říkat akčnímu členu......
a jestli máš nebo nemáš na šroubu vůli....

Ty jsi mu ale psal step-dir bez zpětné vazby..

jova · 12. 1. 2016, 1:50

Jova to tu pozoruje zatím pouze s odstupem, protože k tomu nemá moc co říct

Můj systém pohání krokové motory a koncové polohy jsou řešeny mikrospínačovými "dorazy". Díky tomu to zastaví v rozmezí pár setin mm a nemusí se počítat se setrvačností motoru.
Nastavování ujeté dráhy procesorem jsem zavrhl z důvodu komplikovaného zadávání a vyhodnocování ujeté dráhy. Na to aby mi to couralo sem a tam ty mikrospínače bohatě stačí. U "dorazu", kde potřebuji nastavit přesné dojetí, mám na to stavěcí šroub. Vše ještě jistí mechanické dorazy, přeci jenom bych nerad, aby mi fréza začala dělat ozubení i na sklíčidle.

testone · 12. 1. 2016, 3:38

Thomeeque píše:
testone píše:jestli dokážeš dojet na přesnou pozici - uřídit to - díky odečtu z pravítka, tak už je pak jedno jak budeš říkat akčnímu členu......
a jestli máš nebo nemáš na šroubu vůli....
Ty jsi mu ale psal step-dir bez zpětné vazby..

to je asi nějaké nedorozumění, psal jsem ve shodě s Robokopem že step-dir bez zpětné vazby je jednodušší (na HW i SW) v porovnání se systémem, který by měl najíždět na zadanou polohu pomocí informace o skutečné poloze z pravítka na ose

filla · 12. 1. 2016, 3:38

aleshonsa píše:
filla píše:tohle ma na svych strankach "jova", nebo si vyhedej projek jednoho nemce, jmenuje se to "zyklenautomat" ci tak nejak
Myslíš tohle http://muck-solutions.com/?page_id=186" onclick="window.open(this.href);return false; ?
Jova je někdo z CNC fóra?

jo to je ono, takovychto veci na arudinu+display+cudliky je celkem spousta