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Autor Tema: Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.  (Leído 9329 veces)

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #15 en: 22 Agosto 2013, 07:03 »
Amigo Menga, en la actualidad el manejo de sistemas con servomotores se ha visto simplificado con el uso de servoamplificadores inteligentes que ahora además son muy económicos.

Ese tipo de amplificadores toman directamente las señales de los encoders usados para retroalimentación tanto posicional como de velocidad de tal suerte que el controlador principal sólo genera señales DIRECCION/PASO tal y como lo harían con controladoras de motores PAP. El lazo PID se ajusta directamente en esos amps (amplificadores).

Con respecto a precios recuerdo una máquina que hicimos hace unos 20 años con esa tecnología. El precio por el juego motor-driver rondaba los $1,200.00 USD. Los actuales rondan los $300 a $350 USD para la misma aplicación.

Un ejemplo de amplificador inteligente es el G320X de GENCKO que aunque no lo he utilizado (no está disponible directamente en México) tiene las características mencionadas. El link a continuación te lleva a la página de ese equipo. Te sugiero descargar la hoja de especificaciones y darle una leída.

http://www.geckodrive.com/g320x.html

Es importante indicar que ese modelo particular de amp es para servomotores CD de escobillas pero también los hay para sin escobillas (en otras marcas).

Pienso que el programa PRUEBAS que subí en un post anterior se puede modificar para controlar ese tipo de amplificadores. No prometo que sea dentro de los próximos días pero lo reescribiré para ellos. La interfaz será la misma STEPPER-IIL que también ya presenté.

Debo hacer notar que de hecho la interfaz sería la misma STEPPER-IIL sólo que utilizaría uno sólo de los chips ULN2803A.

Sería interesante saber si a alguien más le interesaría esa opción.

Saludos.

Desconectado Menga

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #16 en: 22 Agosto 2013, 08:10 »
A mi me interesan los servomotores por dos razones. La primera es por la mayor velocidad que tienen y la segunda es porque casi cualquier motor DC a escobillas o DC brushless se puede convertir en un servomotor.
Yo me había diseñado un lindo circuito para esto ultimo, pero desafortunadamente descubrí después que la mayoría de los servos utilizan encoders de cuadratura y también que el puente H y el control de potencia no están en el servo, sino que en una placa aparte.
En cuanto al driver, es bastante económico, pero me gustaría diseñar uno, mas que nada para entender el funcionamiento y el cómo se comunica con la pc.
Yo se muy poco de programación, solamente programé PICs en assembler hace unos años, y actualmente el arduino.
Yo utilizo linux (xubuntu) y me interesa la programación, pero me sigue costando aprender (por no decir que soy muy perezoso como para escribir tanto código).

Torno Wecheco 15

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #17 en: 22 Agosto 2013, 15:30 »
Estoy totalmente de acuerdo con respecto al uso de servomotores.

En mi caso mis "servoamplificadores" también son virtuales. Los links que doy a continuación corresponden a fotografías de ellos.

http://imageshack.us/photo/my-images/855/okk9.jpg/

http://imageshack.us/photo/my-images/19/u00h.jpg/

http://imageshack.us/photo/my-images/856/nrft.jpg/

Los llamé SERVOSWITCHES ya que es lo que son en realidad. Sólo son interruptores de medio puente. La fuente de alimentación utilizada es bipolar. Una línea de los servomotores queda enclavada a común (tierra) y la otra se conecta al servoswitch a través del secundario de un transformador de 3 o 5 AMPS según la potencia del motor. Este diseño es muy económico y al ser medio puente me ahorra varios componentes electrónicos.

No soy "codo" (marro, penny pincher) en querer ahorrar esas partes sino porque la planta (la mía así como la de varios clientes) están alejadas de centros de distribución de partes electrónicas así que me conviene minimizar hasta donde sea posible el número de componentes. Esa es incluso una de las razones para no utilizar amps comerciales (donde sea posible).

Es importante mencionar que la inductancia proporcionada por el transformador (se alcanza a ver en una de las fotos) es importante ya que sin ella los "picos" generados en la conmutación del servoswitch lo destruirían.

El cálculo y la generación de las señales PWM incluyendo los tiempos muertos para la conmutación para evitar el SHOOT THROUGH son realizados por software en la PC.

Esta es la tecnología que aplico en mis sistemas comerciales y los míos propios y es lo que hasta ahora me da una ventaja importante sobre mi competencia.

Un programa de la naturaleza de un CNC es bastante complejo teniéndo que realizar una serie de cálculos geométricos para el generador de trayectoria e infinitesimales discretos para el control tanto posicional como de velocidad de tal suerte que cada motor controlado esté en todo momento lo más cercano posible a la trayectoria deseada.

Algunos sistemas antiguos realizaban las funciones del generador de trayectoria en forma externa creando una lista de puntos muy cercanos entre sí. Esta lista era entonces cargada en el control el cual sólo hacía un control posicional secuencial. Entre las limitaciones de estos sistemas es que los programas podían ser enormes. Sin embargo esa tecnología funcionaba.

Actualmente y gracias a la potencia de los procesadores actuales solo se definen los vectores de cada segmento y es internamente que se van generando las coordenadas del generador de trayectoria. Una de las ventajas más útiles es el poder ajustar la escala en línea.

En mi caso y siendo que fabrico edredones y edrecolchas me sirve para ajustar los patrones según el espesor de la guata (relleno) sin tener que parar el proceso. Me ahorra tiempo y desperdicio.

En resúmen y sobre todo si como mencionas no te agrada escribir código la opción a mi parecer puede ser utilizar servoamplificadores inteligentes como el sugerido y programas como MACH3 o similares que normalmente tratan sólo con motores PAP. Como el control de lazo cerrado es realizado por el amplificador mismo no creo que tengas mayor problema.

Saludos.
« última modificación: 23 Agosto 2013, 05:33 por BBMNet »

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #18 en: 23 Agosto 2013, 03:30 »

No soy "codo" (marro, penny pincher) en querer ahorrar esas partes sino porque la planta (la mía así como la de varios clientes) están alejadas de centros de distribución de partes electrónicas así que me conviene minimizar hasta donde sea posible el número de componentes. Esa es incluso una de las razones para no utilizar amps comerciales (donde sea posible).

Yo tampoco soy "pijotero" (como se diría en Argentina), es que me gusta no depender de repuestos comerciales. En Argentina pasa que nadie puede asegurar el stock de nada, un día puede haber mil unidades de drivers Gecko y al otro día el importador ya no existe. Sumado a que todo el mercado está centralizado en la capital y alejándose de ella las posibilidades de conseguir algo caen abruptamente.
Es por eso que prefiero construir mis propios drivers, para poder repararlos yo mismo con los elementos que consigo.
Algo que tengo pendiente es aprender el manejo y funcionamiento del EMC2 (linuxcnc) y construir mi driver para ese programa especifico.
Saludos.
PD: Averigué en el distribuidor oficial de Gecko en Argentina y no tienen stock de ese driver que me sugeriste. Me ofresieron traermelo por AR$3500 (equivalente a USD$638)
Torno Wecheco 15

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #19 en: 23 Agosto 2013, 05:32 »
Con respecto al comentario del amigo Menga, en su momento decidí empezar a desarrollar mis propios sistemas precísamente porque no había confiabilidad en los proveedores. Simplemente después ví que no eramos los únicos con el problema y se volvió un negocio complementario.

Con respecto al uso de piezas comerciales es posible diseñar los propios servodrivers siempre y cuando la potencia sea relativamente baja, es decir menor a 1500 oz-in (sugerencia mía).

La razón es que el tiempo de conmutación es crítico y en potencias mayores a la indicada es muy fácil provocar el efecto SHOOT THROUGH si no se mide la corriente real al motor. La medida en los "piés" o las "cabezas" del puente no es suficiente ni correcta. Si se revisa cualquier diagrama ya sea de medios puentes o puentes completos siempre aparecen arreglos de diodos (simples o complejos) en paralelo a los elementos de conmutación. Cuando realizas la conmutación es a través de ellos que circula corriente y ésta no necesariamente pasa a través de los sensores (generalmente resistencias) en los puntos indicados.

Nota: estos arreglos de diodos son llamados "freewheeling" ya que permiten la corriente generada por la EMF del motor al apagar los conmutadores.

Por otro lado si se usa la técnica de dar demasiado "tiempo muerto" en la conmutación se pierde mucha fuerza.

De hecho generalmente se utilizan bobinas arrolladas o sensores Hall en las líneas de corriente hacia los motores. Cuando la corriente ha bajado a cierto nivel es que se permite la activación de los elementos complementarios. También estos sensores permiten las lecturas para limitar la corriente.

Esta detección y toda la circuitería asociada vuelven complejo y por consiguiente caro un driver DIY (hágalo usted mismo). En este caso sugiero utilizar amps comerciales.

Si se está dentro del rango que indico, que es para no más de unos 5 amperes con una portadora PWM de máximo unos 2000 Hz y 10 bits de resolución, el servoswitch que muestro en las fotos de imageshack les podría funcionar. Se puede utilizar un venerable PIC16F84A-20 para generar el PWM incluyendo los tiempos muertos. Sé que funciona porque yo lo uso en una máquina (es uno de los sistemas que comercializo). La foto a continuación muestra este sistema.

http://imageshack.us/photo/my-images/29/h8li.jpg/

Nota: puede ser confuso que los amps de las fotografías indicadas en el post anterior están etiquetados como de 15 amperes. Es necesario recordar que se especifican a carga resistiva. Cuando se utilizan con carga inductiva la capacidad se reduce de 3 a 6 veces.

Espero que esto les dé ideas.

Saludos.

Desconectado rmonje

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #20 en: 28 Agosto 2013, 11:36 »
Muy interesante el proyecto, si no es mucho pedir podrias mandar el codigo fuente de Basic, osea el fichero  *.Bas.

Un saludo

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #21 en: 30 Agosto 2013, 09:25 »
Estoy terminando un manual describiendo el desarrollo del sistema y documentando el programa.

Lo que necesito escoger ahora es a que servidor subirlo ya que es bastante pesado como para adjuntarlo. Apenas estoy documentando el interpolador lineal y ya pesa más de 600 KB con un total hasta ahora de 33 páginas.

Sin embargo incluyo en este post el archivo TOYCNC.ZIP el cual contiene lo siguiente:

1. Programa COMPILA.EXE utilizado para generar los archivos de trabajo a partir de los fuentes.
2. Programa TOYCNC.EXE que es el ejecutivo.
3. Archivo PRUEBA.SRC que es un programa fuente.
4. Archivo PRUEBA que es el archivo de trabajo compilado del anterior.
5. Archivo PRUEBA.PDF que contiene una imágen de los movimientos programados en PRUEBA.SRC.
6. Archivo COMS&INS.PDF que presenta las instrucciones de que hemos dotado al sistema.

Sólo hace falta un editor de texto pero dado que existen muchos no he incluído ninguno.

Nota: por diseño se especificó que los programas fuente tuvieran la extensión SRC y que los de trabajo no tuvieran ninguna extensión.

Anoto a continuación el enlace al video de este sistema.

http://youtu.be/HUEIySDo07w

Creo que algunos podrán experimentar con él si armaron la "controladora".

Un saludo.

PS: ahora viene lo más dificil para mí y donde seguramente pedire ayuda. El diseño y armado del marco mecánico para realizar el plotter.
« última modificación: 31 Agosto 2013, 02:29 por BBMNet »

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #22 en: 26 Septiembre 2013, 00:06 »
Adjunto al post el archivo TOYCNCr2.ZIP. Todo el contenido es igual a TOYCNC.ZIP salvo que el programa TOYCNC.EXE ha sido modificado para varias opciones en la configuración de motores:

Las opciones 0, 1 y 2 siguen requiriendo de los motores indicados en el proyecto, es decir los motores de disquera:

0: paso completo a media fuerza (bobinas energizadas individualmente).
1: paso completo a fuerza total (bobinas energizadas por pares).
2: medio paso (combinación de los dos anteriores).

La opción siguiente genera pulsos STEP/DIR convencionales:

3: indexer.

El puerto paralelo queda como sigue:

LPT<0>: dirección X.
LPT<1>: pulso X.
LPT<2>: dirección Y.
LPT<3>: pulso Y.
LPT<4>: dirección Z (por implementar).
LPT<5>: pulso Z (por implementar).

LPTIN<3>: sensor de casa X.
LPTIN<4>: sensor de casa Y.
LPTIN<5>: sensor de casa Z (por implementar).

LPTOUT<3>: WDP -> ENABLE (por implementar).

Los pulsos generados por la opción INDEXER son compatibles con drivers como la TB6560, DQ542,  DM542, MCAC506 y en general cualquier driver que requiera señales STEP/DIR.

De algunas pruebas, la velocidad máxima es de unas 12 ips con una resolución de 1/10 mm.

Agradeceré sus comentarios.

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Re:Graficador CNC como proyecto didáctico de la tecnología CNC.
« Respuesta #22 en: 26 Septiembre 2013, 00:06 »

 

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