CN mécano-soudé

tristan12 · 3 Sept 2019

Voici la réponse du vendeur après que je me soit plaint que son annonce ne correspondait pas à la réalité :

"I am really sorry for the mistake.
The kit is suitable at 36VDC. 60V, or 80V is not suitable for the nema23 motor, or drive.
We would send you a 600W power supply to power the 3 motor kits. Is that OK? "

Le vendeur me répète que ni le drive ni le moteur nema23 ne doit fonctionner en 60V ou 80V.
Il est même prêt à m'envoyer gratuitement une alimentation 36V...

Malgré la le marquage de 160V sur les condo je reste dubitatif vu que le vendeur insiste vraiment sur ce point.
En plus pour quelle raison auraient-ils ajouté 2 étiquettes avec la mention "30-48V DC", une erreur ? Ou peut être qu'ils diminuent volontairement la tension pour augmenter la durée de vie des moteurs ?
Ou encore autre chose, le drive pourrait supporter 80V mais pas le moteur ?

vres · 3 Sept 2019

Tout dépend de l'inductance du moteur et c'est vrai que 80V c'est beaucoup.
En revanche 36V c'est pas beaucoup.
La tension du moteur c'est le drive qui la fait, donc tu ne risques pas grand chose.

tristan12 · 3 Sept 2019

Autre message important que m'avait donné le vendeur :
"If your motor is nema34,
You may need 60V or 80V"
Je n'avais pas tilté tout de suite mais c'est bien le moteur (nema23 dans mon cas) qui doit être limiter en tension.

CNCSERV a dit:
La tension du moteur c'est le drive qui la fait, donc tu ne risques pas grand chose.

A ma place CNCSERV tu ferais un test en 80V en contrôlant la température du moteur ?

tristan12 · 3 Sept 2019

CNCSERV a dit:
Tout dépend de l'inductance du moteur et c'est vrai que 80V c'est beaucoup.

Voici les caractéristique du moteur :

gaston48 · 3 Sept 2019

Bonjour,
ici, tu as un ensemble qui ressemble au tiens avec un Nema 23 DC36V 4A
étiquette gauche
mais dont l’étiquette droite confirme bien une alimentation conforme à la sérigraphie .

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ça nous avance pas beaucoup, mais il y aurait plusieurs versions, l’étiquette est elle là
pour protéger le nema 23 ou correspond elle à une version dégradé du drive ?

Si, sur le drive, tu peux limiter le courant de sortie, peu importe la tension d'alimentation
elle est exploitée aux très haute vitesse seulement pour compenser la FCEM et la self
et maintenir le courant nominal

Au niveau du drive, les condos semblent adaptées aux hautes tensions, ensuite
il faut que les mosfet du pont en H de sortie supporte les 110 V DC
il faut aussi chercher la présence de diodes ou pont de redressement de puissance car il
peut être alimenté en AC aussi.
Comme les mosfet, composants situé sur l'autre face pour être en contact du dissipateur

vres · 3 Sept 2019

C'est seulement 4A, avec 36V, c'est 150W maxi mais comme l'inductance bouufe des volts pour rien c'est plutôt 80 a 100 watt qui reste.

Si tu as un Nema34 avec 6A il lui faudra moins de tension et il sera moins inductif.
Déterminer sa tension par la taille du moteur ça n'a pas trop de sens.

tristan12 a dit:
A ma place @CNCSERV tu ferais un test en 80V en contrôlant la température du moteur ?

Oui mais je ne veux pas être responsable si ça se passe mal

tristan12 · 3 Sept 2019

CNCSERV a dit:
Oui mais je ne veux pas être responsable si ça se passe mal

Oui je me doute bien !

Je vais préparer le câblage et installer Mach3 en version démo pour faire un test à vide.
On verra bien ce que ça donne.

Jmr06 · 3 Sept 2019

D'accord avec @CNCSERV (une fois de plus) : tu ne risque rien avec tes drivers alimentés en 80V. Si tes moteurs sont assez puissants pour entraîner la charge, le divers paramétré pour un courant max adapté à tes moteurs, aucun soucis.
Et si il y a un problème, ce n'est pas sur le drive mais sur le moteur, et en mettant la main dessus, tu verras s'il chauffe et tu arrêtes avant qu'il crame.
Il me semble que ton vendeur est limité en compétence.
Le moteur n'est pas limité en tension, mais en puissance dissipée, et cela se voit avec la température.

tristan12 · 3 Sept 2019

Jmr06 a dit:
le divers paramétré pour un courant max adapté à tes moteurs, aucun soucis.

Les drivers sont normalement déjà paramétrés ou est ce à moi de le faire ?

Merci pour votre aide !

AndersFaust · 3 Sept 2019

Les drivers closed-loop sont en général associés a une gamme de moteurs (2-3) sur les HBS860H a priori c'est leSW6 qui te permet de choisir le modèle de moteur.

En effet contrairement aux stepper sans closed-loop, le feedback permet au driver d'ajuster le courant lui même.

Alors qu'un stepper sans closed-loop et son driver, tu va devoir définir seulement un "courant max" pour ne pas cramer ton moteur, mais qui en général fait que les stepper classique chauffent aussi plus

tristan12 · 3 Sept 2019

AndersFaust a dit:
sur les HBS860H a priori c'est leSW6 qui te permet de choisir le modèle de moteur.

Apparemment les moteurs préconisés sont : 86HBS45 ou 86HBS85 et ce sont des Nema 34.
Le drive va donc ajuster le courant comme si le moteur etait un nema34 alors qu'il s’agira d'un petit nema23... Vrai ou faux ?

Caractéristique du moteur "recommandé" :

5.6A pour le nema34 contre 4A pour mon nema23

Jmr06 · 3 Sept 2019

Hum, le pré-paramétrage des 2 types de moteur m'a mis à doute. Alors j'ai été voir dans ce doc :

http://www.astrosurf.com/jd85/ESA/HBS-90-8.2.PDF

Où j'ai vu cela :

Il y a donc un port RS323 pour le configurer en courant, PID etc...
Donc oui, c'est bien paramétrable. Il sont simplement "pré-paramétré" pour deux type de moteurs :

Mais même sans le paramétrer de manière spécifique, si tu utilises le paramétrage du 86HS40 et en fonctionnant à vide, tu ne risque pas grand chose à mon avis. La limite de 5 A ne sera pas atteinte si le moteur n'a pas de charge.

Petite réflexion au passage : ces driver n'ont appartement pas de limite en thermique, comme les gros drives que j'ai déjà utilisé. On pouvait leur faire débiter beaucoup de courant pendant un temps limité, en définissant une limite thermique.

Jmr06 · 3 Sept 2019

tristan12 a dit:
Le drive va donc ajuster le courant comme si le moteur etait un nema34 alors qu'il s’agira d'un petit nema23... Vrai ou faux ?

Le drive ajuste le courant pour ne pas perdre de pas.
Si ton moteur n'a qu'une faible charge, il n'a pas besoin de beaucoup de courant et le drive ne fournit pas beaucoup de courant. Si le moteur a une très forte charge, le drive fournit du courant pour "vaincre" cette charge, jusqu'à la limite de 5.5 A (pour le HS40). 5.5A, c'est trop pour ton moteur qui est normalement limité à 4A, mais si c'est c'est une courte durée, pas de souci. Pour un essais à vide ou sous surveillance, c'est OK. Pour une utilisation dans la durée, il faudrait reprogrammer ton drive.

Ce que je ne comprend pas, c'est que ce problème est vrai même avec une tension de 36 V : si le moteur bloque, le drive cherchera à lui envoyer le courant jusqu'à 5.5 A, ce qu'il peut faire même avec une tension de 36 V. Je ne comprend pas pourquoi ton vendeur te propose de changer l'alim. à mon avis, cela ne résoud pas le problème. Il faut a terme reprogrammer le drive.

tristan12 · 3 Sept 2019

Merci pour toutes ces explications ! Je vais faire comme tu dis et si les essais se passent bien je verrai pour reprogrammer les drives (je pense que la prise de tête va encore être longue!)

Quant-a l'explication des 36V je ne comprend pas non plus la logique du vendeur.

tristan12 · 4 Sept 2019

Le drive est configuré d’origine pour le moteur 86HBS45 (5.6A comme pour le 86HBS85)

Pour info caractéristique des 2 moteurs recommandé par le drive :

J’ai compris après coup a quoi servait les petits sélecteurs.

Il est écrit sur mon moteur 1.8° donc 200 points par tour.
Le drive est paramétré sur 5000 Pulse/rev donc ça veut dire que chaque pas est divisé en 25 micro-pas ?

Si j'ai bien compris ça ne m'apportera pas plus de précision, juste un mouvement lissé ?
Me conseillerez-vous de rester sur ce réglage ou d’en changer ?

AndersFaust · 4 Sept 2019

Techniquement l'encodeur est de 1000 step, donc aller au delà n'a que peu d'interêt, en plus, plus tu va loin dans le micro-stepping, plus tu réduits le couple du moteur

1000 step sur une vis au pas de 5mm tu aura une résolution de 0.005mm, sur une vis au pas de 10mm, tu aura 0.01mm.

Globalement, si tu veux plus de précision, il faudrait des moteurs 3 phases (1.2°/step), ou 4 phases(0.9°/step) déjà la tu gagnes en précision sans même le micro-stepping, ainsi qu'un encodeur plus précis que 1000 steps.

Cela étant dis, il est aussi préférable que le micro-stepping soit un multiple des pas du moteur, ici tu a 200 de base, donc 400/600/800/1000 conviennent très bien.

AndersFaust · 4 Sept 2019

Après tu peut toujours remplacer l'encodeur par un petit 2000 PPR pour une vingtaine d'euros :D

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tristan12 · 4 Sept 2019

Merci pour ta réponse AndersFaust, je vais donc partir sur 1000 pulse/rev qui me suffiront largement avec ma vis au pas de 5.

Jmr06 · 4 Sept 2019

Bonjour.

AndersFaust a dit:
plus tu va loin dans le micro-stepping, plus tu réduits le couple du moteur

Tu as des références pour expliquer cela ? Cela m’intéresse de comprendre pourquoi.

Jmr06 · 4 Sept 2019

Re bonjour.
- à vérifier que tu as bien un codeur 1000 impulsions/tour.
- à vérifier que la vitesse maxi d'envoi de la carte est compatible de la vitesse de rotation souhaitée x nombre de pas par tour programmé sur le drive.
- Et puis à vérifier le paramétrage de Mach3 en fonction de ce qui est programmé sur le drive.
A priori c'est OK pour les 2 premiers et évident pour le 3 ème, mais je préfère le dire.

AndersFaust · 4 Sept 2019

Un exemple d'article avec les graph du couple de maintiens

Microstepping myths

The lure of microstepping a stepper motor for precision must be tempered by torque considerations.

www.machinedesign.com

Mais en gros, maintenir le rotor entre deux pas physique demande beaucoup plus d'efforts au driver et moteur car c'est une position "instable" pour le moteur vu qu'elle n'existes pas, le driver va simuler une sinusoïdale approximative qui serait fonction du "faux pas en équilibre entre deux pas réels", du coup en mouvement ca lisse en effet la rotation (et encore) mais en maintiens tu restes dans un déséquilibre permanent qui en plus de réduire le couple peut induire des micro-vibrations.

L'idéal serait de toujours rester en pas complet.

tristan12 · 4 Sept 2019

Jmr06 a dit:
à vérifier que tu as bien un codeur 1000 impulsions/tour.

C'est en tout cas ce qui est écrit sur les caractéristiques du moteur.

Jmr06 a dit:
vérifier que la vitesse maxi d'envoi de la carte est compatible de la vitesse de rotation souhaitée x nombre de pas par tour programmé sur le drive.

Ça je ne sais pas, il faut que je cherche sur la doc du XHC.

Jmr06 a dit:
Et puis à vérifier le paramétrage de Mach3 en fonction de ce qui est programmé sur le drive.

Je viens juste d'installer la démo de mach3Fr, je dois encore me renseigner sur le paramétrage.

Jmr06 · 4 Sept 2019

Merci @AndersFaust pour le lien.
Je viens de le lire.
En fait, il y a une confusion entre le couple de décrochage et le couple pour conserver la précision des micro-pas. Le couple de décrochage ne change pas, qu'il y ait micro-pas ou non. Le fait d'utiliser des micro-pas ne change pas le couple qu'est capable d'entrainer le moteur.
Par contre, si on veut profiter de la précision apportée par les micro-pas, et bien plus il y a de micro-pas, plus on doit réduire le couple demandé au moteur, si non on "glisse" de plus d'un micro-pas (et on n'a plus la précision espérée). C'est ce qu'on dit, d'une autre manière, lorsqu'on dit que les micro-pas n'augmente pas la précision de la position. La raison est que le couple vient de l'angle entre le champ magnétique imposé par les courants générés par le driver et le rotor, la précision étant cette écart angulaire. Donc plus on demande de couple, plus il y a d'erreur. C'est ce qui est dit aussi dans l'article par ceci :

Donc non, les micro-pas ne réduisent pas le couple moteur et non, les micro-pas n'améliorent pas la précision.

[TD]

[/TD]

Pour les systèmes asservis comme ces systèmes hybrides, la précision vient de la résolution du capteur, du couple maxi du moteur par rapport au couple demandé et surtout de la qualité de l'asservissement. L'analyse est plus complexe, mais disons que si l'erreur de trainée est de 3 impulsions capteur, la précision en mouvement sera de 1000/3 fois le pas de la vis soit 1.5 centième environ. A l’arrêt, on peut espérer que l'erreur de position n'est que de 1 impulsion, soit 0.5 centième. Ceci est théorique, bien sûr c'est la précision de la vis qui fera la précision du positionnement, et la rigidité d'ensemble, etc ...

Otatiaro · 4 Sept 2019

Salut,

Il faut prendre en compte que l'asservissement ne peut pas être parfait, c'est à dire rester pile sur la bonne position.
Meilleure est la résolution du capteur, meilleur sera l'asservissement, mais de mon expérience prendre une rapport 10 entre la résolution capteur et la précision d'asservissement est une bonne base (avec un bon asservissement ...).

Donc si ton capteur en théorie à une résolution de 5µm, attends-toi plutôt à une précision de 50µm au mieux.

La raison est simple, si le contrôleur est capable de "voir" qu'il est sur le pas (capteur) à côté, quelle réaction fournir ? N'ayant pas plus d'informations il ne peut qu'application la réponse minimale, et donc probablement ne pas corriger suffisamment. Il faut une dizaines de pas de capteurs pour adapter suffisamment la réponse à l'erreur et avoir un asservissement correct.

La bonne nouvelle, c'est qu'un capteur 1000 lignes génère en fait 4000 pas par tour ... comme il y a deux capteurs en quadrature, on a 4 changement d'états par ligne.
Donc ta résolution capteur théorique est de 5000/4000 = 1.25µm.

Thomas.

vres · 4 Sept 2019

AndersFaust a dit:
Techniquement l'encodeur est de 1000 step, donc aller au delà n'a que peu d'interêt, en plus, plus tu va loin dans le micro-steppi° par rapport duits le couple du moteur

1000 step sur une vis au pas de 5mm tu aura une résolution de 0.005mm, sur une vis au pas de 10mm, tu aura 0.01mm.

Un codeur de 1000 PPT donne 4000 point en quadrature jusqu’à preuve du contraire

AndersFaust a dit:
pour le moteur vu qu'elle n'existes pas, le driver va simuler une sinusoïdale approximative qui serait fonction du "faux pas en équilibre entre deux pas réels",

Non, comme je l'ai rappeler plusieurs fois les bobines sont alimentées en sinus/cosinus donc le couple et quasi le même sur toutes les position y compris entre les "Pas réels". d'ailleurs un moteur Pas à Pas piloté en micropas n'est plus vraiment un moteur Pas à Pas mais plus un moteur synchrone alternatif.

Le couple maximum d'un moteur (couple de maintien à vitesse nulle) est le couple quand le champs du rotor est en décalage de 90° pas rapport à celui du rotor. Comme les moteurs Pas à Pas on 50 paires de pôles, ça correspond a 1.8° soit un Pas.

Donc si on a un moteur qui à un couple de 4Nm et que le couple résistant est de 1Nm, son décalage moyen sera donc de sin-1( 1/4) = 14° magnétique donc 0.28° en position moteur (environ 1/6 de Pas)

Inversement, si tu es en 1/2 pas, chaque pulse va générer un écart de couple de: sin(45)X couple maximum = 2.8Nm pour notre moteur de 4Nm . Pour notre couple résistant de seulement 1Nm, il va y avoir un overshoot important.

Si maintenant tu es en 1/16 de pas, chaque pulse va générer un écart de couple de sin (5.6) X couple maximum = 0.39 Nm pour notre moteur de 4Nm . Pour notre couple résistant de seulement 1Nm, Il va falloir plusieurs pulses pour avoir un déplacement.

Peut-être que dans notre cas le 1/4 de pas serai le meilleurs choix pour avoir un positionnement précis sans hystérésis.

AndersFaust · 4 Sept 2019

@Otatiaro

Justement la question se pose de connaitre la précision exacte de l'encodeur, les fiches technique des vendeurs annonces en général en PPR de 1000 sur les Closed-Loop Steppers

Le problème, c'est que souvent c'est pas clair ... PPR, CPR, LPR ...

Si c'est bien un encodeur de 1000, alors normalement oui la précision est de 4000, mais comme c'est pas toujours clair ...

Sur une des photos du moteur on lis "1000 Lines"

Donc en fait configurer sur 1000, 2000, ou 4000 pulse ira très bien, mais comme on disait déjà 1000 pulse/rev = 0.005mm avec sa VAB au pas de 5mm, et 2000 pulse/rev = 0.005mm

Sachant que 1000 pulse on est sur du 1/5 pas, et 2000 pulse 1/10 de pas

LPR, or Lines per Revolution, is another term that is equivalent to PPR. The line refers to the bars etched or printed onto an optical encoder’s disk. Each line on an optical encoder disk would represent a low pulse on the output as they have a one-to-one relationship.

CF: https://www.cui.com/blog/what-is-encoder-ppr-cpr-and-lpr

@CNCSERV oui merci pour le PPR/LPR/CPR etc, en effet le 1000 Lines n'est pas clair ...

tristan12 · 5 Sept 2019

J’ai enfin pu faire mes premiers essais, le moteur est légèrement tiède après 30min de mise sous tension (maintien de la position à l’arrêt) et un poil plus après plusieurs essai du programme de démo. A contrôler en condition réel lorsque la machine sera fini. Pour la température max est-ce comme pour les moteurs asynchrone (on y laisse tout juste la main dessus[40/45° ?]) ou bien moins ?

J’ai quelque doute sur les paramètres moteur, voici ce que j’ai rentré (en bleu) :

Les petits inter du drive on été modifiés pour obtenir 1000 Pulse/rev comme recommandé plus haut.

Paramètre de la carte XHC :

1000 Pulse per Rotate (pour être en accord avec le drive)

Paramètre moteur :

Pas par mm : 200 --> 1000 Pulse/rev divisé par 5 (pas de la vis à billes)
Vitesse (mm/min) : 5000 --> Là je ne sais pas trop, j’ai pris 1000tr/min comme vitesse max (1000x5)
Accélération (mm/s²) : 400 --> au pif

Lors des essais le message suivant c’est affiché : « S trop rapide, Vmax activé,,, »

De quelle Vmax s’agit-il ? Est-ce les 5000mm/min que j’ai rentré ? j’ai ensuite mis une valeur plus élevée mais tjs même résultat.

J’espérerai faire tourner mes moteur jusqu’à 3000tr/min pour les déplacements rapides, ce qui me donnerai donc 15000 mm/min. Y’a-t-il une contre-indication ?

AndersFaust · 5 Sept 2019

`J’espérerai faire tourner mes moteur jusqu’à 3000tr/min pour les déplacements rapides`

Oublie, grand max 1500tr/min sur ce genre de NEMA23 (rated pour 1000tr/min)
Si tu veux du 3000 tr/min, Servo AC ....

Après comme on disait au dessus, et moi même j'étais confus sur certains points, faire tourner un Stepper en "micro-step" reviens quasiment a en faire un moteur AC (simulation de sinusoïdale) mais "base de gamme" l'ajout de l'encodeur fait un simulacre de servo, mais sans la vitesse qu'on à avec un servo.

5000mm/mn > 5m/mn c'est déjà énormes d'après ce qu'on lis un peu partout

Pour la vitesse commences bas, et augmente progressivement, tu verra les limites de ta machine, hésites pas a ajouter un petit peu de poids sur tes axes pour simuler une charge.

Quand j'avais encore mon routeur à bois (1m x 1m) je montais sur le portique mobile qui me déplaçait sans peine, pourtant il y avait juste 2 petits NEMA23 1NM, entrainement par courroie et profilés sandwich Alu/Acier de 20x80 on s'amuses comme on veux!

Bref réduits la vitesse et testes par incréments

tristan12 · 5 Sept 2019

AndersFaust a dit:
Bref réduits la vitesse et testes par incréments

Ça marche je vais faire ça, merci.

tristan12 · 5 Sept 2019

Je viens de passer ma soirée à essayer de piloter ma broche depuis Mach3, en vain….

J’ai câblé comme sur la doc du XHC :

Le schéma du variateur :

Le câblage pour les essais :

Détail :

Pour le paramétrage de Mach3 j’ai essayé un peu de tout…

J’ai commencé par suivre les recommandations du manuel de la carte XHC :

Configuration de la broche :

Vu que ça ne marchait pas j’ai essayé d’activer la broche dans les sorties moteurs :

Pas de résultat non plus, je ne sais même pas s’il faut l’activer ou non pour mon type de broche.

Pour le paramétrage du var :

P00.01 = 0 : la commande se fait manuellement sur le var, tout fonctionne

P00.01 = 1 : la commande doit être externe mais ce qui se passe c’est que la broche démarre tout de suite après avoir déverrouiller le EStop de Mach3 car le contact dans la carte XHC doit être actif (entre FWD et 0V) et ensuite impossible de l’arrêter ni par Mach3 ni par le var avec son bouton d’arrêt. Celui-ci ne fonctionne plus alors que ça devrai être le cas (uniquement pour P00.01 = 2)

J’ai déjà paramétré d’autre variateur (des HuanYang) mais celui-ci est différent.
Voici la liste des paramètres

Question : La mise en route de la broche (fwd) se paramètre dans signaux de sortie? J'ai activé la sortie 1, la led de la carte change s’allume lorsque je lance la broche depuis Mach3 mais aucune incidence sur la broche qui reste en rotation malgré tout.
Est-ce que je suis passé à côté de quelque chose ? Ou même fait une grosse boulette ?!

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