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asservissement moteur broche

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Message  chris74 le Lun 15 Nov 2010, 18:41

Salut, je me demandais si il était "simple" d'asservir la rotation de la broche d'un tour entrainé par un moteur tri+variateur de fréquence.
L'idée étant la possibilité de "numériser" mon tour afin de pouvoir effectuer des filetages de façon "électrique" à la place de "mécanique".
Le tout en étant piloté par mach3..........................car avec l'expérience de la fraiseuse j'aurais bien aimé convertir le tour, surtout que j'ai les composants pour réaliser une carte 2 axes supplémentaires.
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Message  Lnx2051 le Lun 15 Nov 2010, 19:31

bonjour

c'est tout simple !
il faut un capteur qui donne un top à chaque tour de broche, le soft se debrouille pour faire la synchro avec l'outils lors de filetage.

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Message  chris74 le Lun 15 Nov 2010, 20:21

Oui ça c'est la théorie, mais en pratique j'imagine que le signal doit avoir une certaine forme, amplitude ,etc pour être "traité" par mach3, non ?
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Message  Lnx2051 le Lun 15 Nov 2010, 20:28

c'est un simple capteur TOR qui fournit un Top horloge "Bip" je suis devant la marque.

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Message  chris74 le Lun 15 Nov 2010, 20:32

Comme je monte un compteur de vitesse à base de capteur cny70, tu crois qu'il pourrait convenir aussi à synchroniser la broche ?
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Message  chris74 le Lun 15 Nov 2010, 20:39

Bon, je me suis un peu emballé........................je viens de voir que la carte de commande que j'ai d'avance ne comporte pas d'entrée pour un signal de broche, il faut donc que je regarde pour une électronique de remplacement, mais cela va faire grimper les coûts.
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Message  Lil le Mar 16 Nov 2010, 08:40

Bon Matin à Toutes et à Tous asservissement moteur broche 2998821839 ,

@Lnx2051 a écrit:c'est tout simple !
il faut un capteur qui donne un top à chaque tour de broche, le soft se debrouille pour faire la synchro avec l'outils lors de filetage.

Pas tout à fait :

Dans un tour "classique", l'avance de l'outil est "accrochée" et même verrouillée physiquement à la rotation de la broche de manière analogique très précise par la boîte à filetage et la vis mère.
Un filetage se définit déjà au 1/100 mm : exemple M8/125 etc ... et encore plus en pouce. Tu me diras les Impériales, on s'en moque. Non, car si tu fais du circuit, le pouce est la seule unité. La grille est au pas de 2,54 mm et lorsqu'on travaille en 1/2 pas ou 1/4 de pas, c'est encore pire.
Un jour tu peux avoir à réaliser un filetage en pouce comme le fond tous les tours traditionnels.
Tout cela pour dire qu'un tour de la broche correspond au pas défini au 1/100 mm pour l'avance.
Il te faut donc déjà au minimum diviser la rotation de ta broche par 100 et donc un codeur à 100 points car les efforts sont continûment variables (usure du banc, de la vis mère, etc différente en chaque point, vitesse de rotation variable dans la durée d'un tour) et tu ne peux pas laisser libre l'avance entre 2 pas sans boucle de retour.
Maintenant, à chaque 1/100 de tour, tu vas faire avancer l'outil de 1/100 mm, ce qui te fera un filetage avec un état de surface épouvantable.
Il faut soit interpoler entre les pas, soit beaucoup plus de précision.
Et là, je craints que tu ne sois trahi par la mécanique.
Je ne parle même pas des rapports entre le pas de la vis-mère et celui du filetage définitif.

J'aime bien les fondamentaux.

Amitiés

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Message  pierrepmx le Mar 16 Nov 2010, 14:12

Salut,

une petite réflexion, basée sur des domaines différents (non mécaniques), mais de principes comparables.

L'index de broche est un signal discret.
Les asservissements, souvent de type PID, fournissent des variables à temps continu (pour simplifier, ils prédisent "au mieux" l'évolution de la variable - ou du signal de contrôle à fournir - dans l'intervalle entre les mesures issues du capteur).
Spécifiquement, le contrôle de filetage (ou de taraudage) par un soft CNC **est** un asservissement. Pas juste un compteur d'impulsions.... (où alors, c'est une arnaque! asservissement moteur broche 289853 )

La résolution de la grandeur asservie n'est pas forcément liée à celle de la mesure source (genre : 100 impulsions de broche pour s'accrocher au 100ème de tour).
Un exemple facile à "ressentir" et parfaitement approprié: si on a un méga volant d'inertie, que tout est hyper stable, une fois accroché, on peut avoir une précision énorme sur la vitesse d'avance, même avec une seule impulsion par tour.

Inversement, une forte résolution n'est pas une garantie: avec une forte sensibilité aux conditions extérieures (petit tour et fort ralentissement due à l'entrée de l'outil dans la matière) et un système à fort temps de réponse (le temps de correction de la vitesse d'avance est long), le système ne pourra pas nécessairement suivre les écarts en temps réel.
Dans des cas extrêmes, on peut même avoir une oscillation autour de la position attendue, plus ou moins vite amortie.

Les exemples de filetage au tour CNC avec EMC2 ou MACH3, utilisant une seule impulsion par tour, sont légion sur youtube: ça à l'air de marcher, même avec des machines ultra légères (Sherline, C3, etc...) !

Bien qu'étant assez novice en systèmes mécaniques, voici ce que je ferais pour améliorer encore les choses: j'utiliserai une information de vitesse à haute résolution temporelle en sortie de moteur, DÉCOUPLÉE de l'impulsion de broche qui est alors un index (la position "0°") de l'angle absolu de rotation de la broche. Le lien entre les deux étant une relation parfaitement stable (phase) et constante (ratio): le train de pignon de la transmission.
Avec un moteur à 1500t/mn pour une rotation de broche à 150t/mn et 64 impulsions par tour sur l'arbre moteur, on a les informations discrètes de vitesse, position et accélération tous les 1/640èmes de tour.
Le processus d'asservissement est capable de piloter une avance de filetage à un résolution bien supérieure. Dépendant de la dynamique du système et de sa "modélisation" ("modélisation"="paramètres PID", si c'est ce type d'asservissement qui est utilisé).

Mes 2 euro-cents...

Pierre.

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Message  Lil le Mar 16 Nov 2010, 17:51

Hello Pierre asservissement moteur broche 2998821839

@pierrepmx a écrit:
.../...
Bien qu'étant assez novice en systèmes mécaniques,
Je ne suis pas non plus mécanicienne de formation, très loin s'en faut Smile

@pierrepmx a écrit:
.../...
Avec un moteur à 1500t/mn pour une rotation de broche à 150t/mn et 64 impulsions par tour sur l'arbre moteur, on a les informations discrètes de vitesse, position et accélération tous les 1/640èmes de tour.
J'y vois deux problèmes :
• Le moteur emmène la boîte à vitesse de la broche avec une courroie (=> glissement)
et c'est dépendant des rapports de la boîte à vitesses de la broche
C'est pour cela que j'envisageais un capteur sur la broche qui n'est plus fonction des rapports de boîte choisis.

• L'autre aspect est qu'il faut usiner le filetage en une seule passe car comment retomber dans le pas sinon ?

J'ai déjà vu des filetages réalisés avec MACH3 mais le filetage est pour le moins très approximatif et à peine suffisant pour un écrou standard.
Un filetage au tour est destiné en général soit à des pas précis, spéciaux, en unités impériales, sur une longueur importante ou des profils particuliers filets carrés etc ....
Une CN doit pouvoir faire mieux qu'une boîte Norton Smile , sinon une filière utilisée au tour donne de bons résultats.

Amitiés

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Message  Calamentran le Mar 16 Nov 2010, 19:32

Bonsoir à tous

Lil a écrit ; .../... J'aime bien les fondamentaux...
--> je présume que tu penses à nos vieux "copains" de bahut ... Nyquist & Shannon par exemple..

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Message  Invité le Mar 16 Nov 2010, 20:12

@Calamentran a écrit:Bonsoir à tous

Lil a écrit ; .../... J'aime bien les fondamentaux...
--> je présume que tu penses à nos vieux "copains" de bahut ... Nyquist & Shannon par exemple..
Tiens c'est marrant, chez moi, l'échantillonnage se traduit plutôt en probabiliste et non probabiliste...
scratch
Question de formation sans doute Very Happy

Bon... Maurice... tu nous manques !! asservissement moteur broche 276252

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Message  pierrepmx le Mar 16 Nov 2010, 20:53

Bonsoir,

@Lil a écrit:
• L'autre aspect est qu'il faut usiner le filetage en une seule passe car comment retomber dans le pas sinon ?

en fait, rien de changé, la synchro est assurée par l'indexage de la broche, donc filetage en passes successives.

Je viens de vérifier avec la doc EMC2: il est possible de découpler l'impulsion d'index (donnant la position "0°" de la broche) et le compteur de vitesse de broche (par exemple un disque à trous avec deux capteurs en quadrature, qui permettent de déterminer le sens de rotation).

Si le disque n'est pas sur la broche mais plus "haut" dans la chaîne de réducteurs, il tournera plus vite et fournira donc plus "d'information" (d'une certaine manière, on en revient à ce vieux Shannon asservissement moteur broche 289853 ).

A propos de la qualité observée, beaucoup de tours CN dont on parle sur nos forums, ou que l'on voit en vidéo avec Mach3 ou EMC2 sont basés sur de petites machines conçues pour le modélisme ou les loisirs.
La CN permet de décupler les possibilités de ces petits tours asiatiques aux manettes microscopiques, et ouvre plein d'horizons, même aux novices de l'usinage, ce qui est super.

Mais un tour CN reste quand même un peu un tour, et pour avoir un bon résultat, il vaut mieux qu'il sache bouffer du métal sans défaillir Smile !

Pierre.

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Message  Calamentran le Mar 16 Nov 2010, 21:43

Bonsoir

Question de néophyte en CN ...
---> plutôt que de réfléchir à indexer la broche... pourquoi ne pas indexer directement la vis mère ??

Merci de satisfaire ma curiosité.

_________________
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Message  chris74 le Mar 16 Nov 2010, 22:11

Je vous remercie de toutes ces réflexions.
Pour ma part, le tour en question est évidemment mon ARE, donc non équipé de vis mère, le numérisation de ce tour aurait l'avantage de me procurer une avance élec sur les 2 axes du chariot.
Seulement, investir dans une numérisation pour avoir "seulement" des avances élec c'est un peu trop onéreux pour ma part, et c'est pq je réfléchissait à la façon de faire des filetages.
Comme je l'ai indiqué, ma carte actuelle ne semble pas pouvoir gérer un indéxage de la broche, il faut que je trouve une solution pas trop chère pour remédier à ce petit "soucis".
Je prends note de tout ce qui a été indiqué et vous tiendrait au courant si la transformation se fait.
En vous remerciant encore
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Message  Lil le Mer 17 Nov 2010, 05:03

Hello Maurice asservissement moteur broche 2998821839

@Calamentran a écrit:Bonsoir

Question de néophyte en CN ...
---> plutôt que de réfléchir à indexer la broche... pourquoi ne pas indexer directement la vis mère ??

Merci de satisfaire ma curiosité.

Parce que l'avance, donnée par la vis mère, est fonction de la rotation de la broche.
La vis-mère sera obligatoirement indexée par le moteur associé (pas à pas, servo, etc ...).
En fait, la rotation de la vis est fonction de son pas ET de la rotation de la broche.
Une vieille solution, que les moins de 20 ans etc ..., est le SELSYN


Amitiés

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Message  pierrepmx le Mer 17 Nov 2010, 06:14

Salut Lil,
lève-tôt ou couche tard !

@Lil a écrit:
Une vieille solution, que les moins de 20 ans etc ..., est le SELSYN

Les machine de repiquage ciné (lecture ou enregistrement son sur bande perforée magnétique ou optique), comme les vieilles "Picot", étaient synchronisées par quelque chose de similaire (si je me souviens bien, le principe doit être basé sur le synchronisme d'un générateur et d'un récepteur triphasés). Seule la machine maître est synchronisée sur le reste du système (projecteur, ou magnétophone "quartzé' (Nagra NeoPilote) pour le repiquage du son synchrone enregistré sur le plateau).

Chaque machine, un ancêtre de cette Picot-Fougerolles http://www.yoyo151.fr/images/18%2009/INA4.jpg , (une par piste son) était synchronisée de manière électrique, et pouvait être désolidarisée pour un (dé-)calage, puis resynchronisée (ça se faisait de façon transparente avec les télécommandes, souvent intégrée dans ou sur les consoles de mixage ciné).

Ça ne marche plus comme ça depuis longtemps (synchro sur un signal d'horloge, vidéo ou similaire).

Ensuite est arrivé le direct-to-disk Wink Mais il reste toujours des défileurs - entre autre pour les travaux de restauration de films.

Pierre.

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Message  pierrepmx le Mer 17 Nov 2010, 06:46

@chris74 a écrit:Je vous remercie de toutes ces réflexions.
Pour ma part, le tour en question est évidemment mon ARE, donc non équipé de vis mère, le numérisation de ce tour aurait l'avantage de me procurer une avance élec sur les 2 axes du chariot.
Seulement, investir dans une numérisation pour avoir "seulement" des avances élec c'est un peu trop onéreux pour ma part, et c'est pq je réfléchissait à la façon de faire des filetages.
Comme je l'ai indiqué, ma carte actuelle ne semble pas pouvoir gérer un indéxage de la broche, il faut que je trouve une solution pas trop chère pour remédier à ce petit "soucis".
Je prends note de tout ce qui a été indiqué et vous tiendrait au courant si la transformation se fait.
En vous remerciant encore

Salut Chris,

le post a un peu dérivé, désolé, il y a plein de bavards ici, moi le premier Smile

J'ai regardé le reportage de la rénovation de ton tour ARE.
Déjà, c'est une machine de précision, donc la CNC a intérêt à assurer pour être à la hauteur !

Dans ton cas, si ta carte CNC est sur un port parallèle, alors l'index de broche est à brancher sur une entrée libre de ce port (avec juste une résistance pour interfacer un capteur optique de type CNY70, comme pour ton compte tour de broche).
Il n'y a alors pas besoin d'avoir une carte spéciale pour ça.

Le logiciel s'occupe du reste asservissement moteur broche 289853

Attention, j'ai lu récemment sur le net que certaines versions récentes de MACH3 étaient méchamment buggées justement sur la gestion de l'indexage de broche pour le filetage au tour. Mais l'info n'est peut-être déjà plus d'actualité ?
J'utilise linux et EMC2, je ne peux donc pas t'en dire plus, mais tu dois pouvoir trouver facilement...


PS. j'adore ton porte outil rapide et les supports d'outils. C'est toi qui les a fait ?

Pierre.

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Message  chris74 le Mer 17 Nov 2010, 07:41

Effectivement ma carte est sur port //, il me restera des entrées libre car comme j'ai un axe de moins par rapport à la fraiseuse, du coup il me restera une entrée qui servait initialement au fdc.
Par contre il faut que je cherche un peu pour savoir comment paramétrer l'indexage dans mach3
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