Proyecto: Torno CNC controlado por Arduino

[pacol]

Hola a todos

Hace algún tiempo me propuse convertir a CNC mi modesto torno quantum 250 x 550. Mi idea era mantener el control manual sobre él pero permitirme hacer de forma automatizada algunas tareas más engorrosas: roscar (interior/exterior), hacer un cono (interior/exterior), cilindrar, chaflanes a diferentes ángulos, etc...
Me puse a ello y con un Arduino y muchas ganas ha salido esto.

Torno Quantum 250 x 550 con DRO



Prototipo (totalmente funcional). La caja es provisional   



Las tripas del invento...



Actualizado 25 de Marzo: Añadido un lector de tarjetas SD para cargar la configuración.



Pantalla inicial:



Pantalla de roscado:



Variador ABB de 750W:



Pulsadores de control del torno:



Módulo con los driver de los motores PaP:



Motor eje X:



Motor eje Z:





Placa breakout optoacoplada:



Regla eje X:



Sensores inductivos en el husillo principal:

Actualizado 25 de Marzo: Mejorada la forma del diente para una mayor precisión de la lectura de pulsos.





Adaptador tensiones de los sensores:



Un ejemplo de una rosca métrica de paso 1 mm:



Diversas roscas en aluminio:



Esquema eléctrico:



Para el que desee jugar con aparatito sin tener que montarlo he desarrollado un simulador para Windows (lo he colgado junto al software):



El manual de usuario del software está colgado junto al software en versión 1.3.3.

Aquí dejo un link al manual en pdf y al software. Está creado en C++ y hay que compilarlo con el entorno Arduino:

https://skydrive.live.com/redir.aspx?cid=6ad42ddb4c344a5b&resid=6AD42DDB4C344A5B!152&parid=6AD42DDB4C344A5B!104&authkey=!AEQT9kO0TYX850M

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Actualizado el Domingo 18 de Marzo:

El simulador y el software para el Arduino v1.2.4 ya implementa el nuevo encoder de 25 pulsos/rev para mejorar el roscado, así como la correción de algunos bugs

Creación de una rosca M1.00 (también se puede hacer de forma manual):

Creación de una rosca métrica 1mm en sistema Arduino semi-CNC.flv

Creación de un cono 1:5 automático (también se puede hacer ciclo a ciclo con control de la profundidad de pasada) :

Torneado de un CONO en sistema Arduino semi-CNC.flv
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Actualizado el Domingo 25 de Marzo:

Actualizada la versión de software a la v1.3.0. Le he incorporado un lector de tarjetas SD para cargar la configuración sin tener que recompilar.
He modifcado la forma del diente del encoder del husillo principal para mejorar la precisión en la lectura de pulsos.

Rosca M4.00 creada manualmente:


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Actualizado el Domingo 1 de Abril

Versión 1.3.1 Arduino y Simulador con nueva opción de creación de conos, test de ejes, mejoras en el roscado y corrección de diversos bugs.
Manual de usuario actualizado.
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Actualizado el Sábado 7 de Abril

Versión 1.3.2 Arduino y Simulador. Mejora general del software y aumento en la precisión de los movimientos  Corrección de algunos bugs que todavía quedaban
Manual de usuario actualizado.
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Actualizado el Lunes 9 de Abril

Versión 1.3.4 Arduino y Simulador. Nueva mejora en la precisión de los movimientos. Más parámetros configurables en el fichero de configuración vía SD.
Manual de usuario actualizado.
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Un saludo a todos

[Vider]

menudo currele tio         , te has currado todo el controlador de pasos en el arduino o has hecho un porting de emc ??

Como le cargas programas??

[pacol]

Hola Vider

Lo he hecho todo en el Arduino desde cero  Así tiene más gracia...
He aprendido bastante, la verdad es que lo he hecho por eso.

El programa se carga desde el entorno Arduino que puedes descargar desde aquí:

http://arduino.cc/en/Main/Software

Yo uso la versión 023

Un saludo

[argonauta]

Enhorabuena, tiene una pinta estupenda. Desde luego solo por el tema de roscas y conos ya mereceria la pena.

un saludo

[surraund]

Está muy interesante y buen trabajo a ver si nos empapamos todos de todos y así aprendemos algo distinto cada día

[Jbecerra]

Enhorabuena, me encanto tu proyecto !
 

Es dócil este arduino

[taladrino]

Muy bueno Pacol

La verdad que es una pasada el desarrollo, me gusta la idea de tener funciones pre-programadas de roscados, conos etc.. y encima con arduino. Yo tengo ganas de hacer lo mismo con mi fresadora y poder pre-programar en forma manual ciertos parámetros prefijados, como alesado, planeo,perforado y la opción claro de controlar con ECM2 o mach3. Es una buena manera de controlar estas maquinas, poder tener las dos opciones semiautomática o automática full. Muy buen trabajo y espero llegar a por lo menos la mitad de donde has llegado tu.

Felicitaciones....

[pacol]

Hola a todos 

Gracias a todos por el apoyo.

Jbecerra: impresionante tu proyecto de fresadora cnc

TALADRINO tengo una BF20 a la que en un futuro cercano tendré que hacerle algo  Primero debo de acabar de pulir el software del torno antes de pasar a trabajar en tres ejes. Según tengo entendido van a sacar una versión del Arduino a casi ¡¡¡100Mhz!!!! con lo que ya no habrá problemas para los cálculos en tiempo real.

La creación de conos y chaflanes funciona perfectamente, así como las roscas hasta 1.5mm de paso. El problema está en la creación de roscas de más paso ya que el motor (trifásico asíncrono 1CV) no es capaz de dar un buen par de giro a bajas revoluciones y mantener estable la velocidad angular del husillo, cosa fundamental para hacer la rosca. He implementado en el software un algoritmo de seguimiento de la velocidad angular pero no es capaz de reaccionar con la suficiente rapidez ante variaciones muy grandes de esta.
Voy a probar incrementado los pulsos por revolución del husillo a ver que tal responde.

¿Sabeis alguna forma de solucionar esto sin gastarse mucha pasta? ¿Se puede tocar algo en el variador? ¿Aumentar la tensión de salida a bajas rpm?

Creo que Valen está trabajando en un controlador PWM para motores de CC, esa podría ser mi solución, pero implica adquirir un motor de CC y la placa de control.

Saludos

[Ernestoes]

Muy buen proyecto , ¿ los motores llevan un encoder?

[pacol]

Hola Ernestoes

Los motores no llevan ningún encoder. Tras las pruebas realizadas y ayudandome del DRO instalado he comprobado que no pierden pulsos en un trabajo normal.
El software tiene un modo de funcionamiento opcional en lazo cerrado de forma que se realimenta con la medida proporcionada por las reglas, pero después de varias pruebas encuentro que para los trabajos para los que he diseñado el software no hace ninguna falta usarlas.

Creo recordar que he ajustado los drivers a 1000 micropasos/rev

Saludos

[TecnoWorld]

q bien :-) como el mio, pero yo no usado la plataforma de arduino - yo programado todo manual - y en assembler. Así más rápido.

http://foro.metalaficion.com/index.php/topic,1407.msg15303.html#msg15303

[pacol]

Hola seahawkibiza

He estado viendo tu hilo y desde luego no son proyectos iguales, ¡el tuyo es mucho mejor!
Programar en assembler puede proporcionar más rapidez pero es mucho más engorroso  Prefiero el C++ 

Me ha gustado mucho la solución de los dos encoders para el control manual de los ejes X y Z.

¿Usas un motor AC para mover el husillo? Yo he encontrado problemas por la falta de par a bajas revoluciones a la hora de roscar como he comentado anteriormente.

Saludos

[TecnoWorld]

No, para mover el husillo yo uso el motor normal. No esta importante. Yo puesto un encoder en el husillo, con 240 o 360 pulsos/rev. En el controlador yo mido el tiempo entre los impulsos y puedo calcular la acceleracion y velocidad de husillo con resolucion alto. La sincronisación de ejes el respeto del husillo yo hago en real time. así puedo roscar durante yo freno el husillo o cambio la velocidad. no importa... Cada impulso a los motores es sincronizado con el husillo.

[pacol]

Ese es el problema, a mi torno le he colocado un sensor inductivo con 1 pulso/rev.
La solución es la que intuía: mejorar el seguimiento de la velocidad angular del husillo aumentando los pulsos por revolución. Voy a incorporar esa mejora y adaptaré el software.

Muchas gracias seahawkibiza 

[jstony2000]

que le hicistes para tener el cabezal controlado para poder roscar? le colocastes un encoder??