Fraiseuse acier conseils conception

[PL50]

Usinage de l'accouplement élastique entre la broche et le servo moteur, en acier 35NCD16.
Très difficile à fraiser pour ma machine avec la broche actuelle trop rapide. Surtout pour la fraise scie hss.
Variateur à 2Hz, très très peu de couple, et c'était encore trop rapide.
C'est typiquement pour ce genre problème que je passe sur un servo moteur. Avec ce dernier il y aura du couple disponible même à très basse vitesse.

PS : J'ai usiné plusieurs disques élastiques de différentes épaisseur. 1.2 / 1.5 / 2 / 3 mm.
J'ai monté le plus fin pour commencer, on verra à l'usage s'il faut augmenter l'épaisseur pour transmettre le couple sans casser le disque.

Voir la pièce jointe 608482

Voir la pièce jointe 608483

Voir la pièce jointe 608484

Voir la pièce jointe 608485

Voir la pièce jointe 608486

salut, tu n'as pas peur que tes entretoises en plastique se matent sous l'effet de "couché" lors des accélérations décélérations que peut fournir un servo? et je ne parle pas des à - coups lors du travail "au chocs".
je pense que si le plastique se mate, les vis vont se coucher.
perso, je mettrais des entretoises en acier ou en alu, et le flex ne serait que dans le disque....

a+

 

[Djviper16]

Au niveau " élasticité " , tu dirais que c' est comment ?

C'est assez souple pour se déformer à la main sans gros effort.
Après je ne sais pas si ça va encaisser correctement le couple moteur.
C'est un proto, je vais essayer et voir comment ça se comporte.

Cet accouplement permet de corriger un défaut d'alignement, mais je vais quand même essayer de positionner au mieux l'arbre moteur par rapport à la broche, pour que l'accouplement se déforme au minimum.

salut, tu n'as pas peur que tes entretoises en plastique se matent sous l'effet de "couché" lors des accélérations décélérations que peut fournir un servo? et je ne parle pas des à - coups lors du travail "au chocs".
je pense que si le plastique se mate, les vis vont se coucher.
perso, je mettrais des entretoises en acier ou en alu, et le flex ne serait que dans le disque....

Oui peut-être, je ne sais pas comment ça va se comporter, au pire je referai des entretoises en acier ou alu j'en ai pas pour bien longtemps.
C'est la première fois que je conçois un accouplement, je n'ai aucune expérience là dedans... On verra combien de temps il résiste

 

[AndersFaust]

@Djviper16

Un coupleur de type oldham serait plus simple, et aurait l'avantage ... selon la matière du coupleur, de servir de sécurité


Le lien en plastique casse en cas de soucis, et ... c'est tout ce que tu aura à remplacer, en plus il tolère très bien les défauts d'alignement, et le zero-backlash.

Autre point à mon sens important, beaucoup plus facile à usiner, et a remplacer le coupleur central en cas de soucis

 

[Djviper16]

@AndersFaust je l'avais envisagé mais d'après les infos que j'ai trouvé ça ne supporte pas les hautes vitesses. (jusqu'à 10000 rpm dans mon cas).
C'est ce que j'ai sur mon tour Cholet 435 entre le moteur et la boite de vitesses. Avec le galet mobile en céloron.

 

[el patenteux]

Du tres beau boulot Djviper............comme d'habitude.
Toujours plaisant a voir!
Dis donc,ou en es tu avec ton bras kuka?

 

[Jmr06]

Bonjour.
Tout d'abord, merci pour ce partage. Je suis ce projet depuis le début sans rien dire, mais avec admiration ...
Une question de béotien : comment est assurée, lors de l'assemblage de cet accouplement, la concentricité des 2 alésages ? Vu que l'accouplement n'offre qu'une flexion angulaire, je suppose que les 2 alésages doivent être parfaitement concentriques si on ne veut pas d'effort radial sur les paliers moteurs.

 

[Djviper16]

Du tres beau boulot Djviper............comme d'habitude.
Toujours plaisant a voir!
Dis donc,ou en es tu avec ton bras kuka?

Merci Fred, je fais au mieux !
Le bras est toujours là, il attend sagement que je daigne lui accorder du temps.
J'ai un beau projet avec lui, mais 1000 choses à faire. Ça viendra !

Bonjour.
Tout d'abord, merci pour ce partage. Je suis ce projet depuis le début sans rien dire, mais avec admiration ...
Une question de béotien : comment est assurée, lors de l'assemblage de cet accouplement, la concentricité des 2 alésages ? Vu que l'accouplement n'offre qu'une flexion angulaire, je suppose que les 2 alésages doivent être parfaitement concentriques si on ne veut pas d'effort radial sur les paliers moteurs.

Merci, tu as parfaitement compris le fonctionnement de cet accouplement !
Les 2 alésages devraient se centrer "naturellement" lors de la mise en rotation de l'ensemble. Peut-être que je relâcherait un peu la contrainte en dé-serrant un peu les écrous frein.

Il n'offre pas de correction sur la concentricité des arbres, contrairement à un "Oldham".
Pour palier à ça je pense tout simplement fixer la broche, mettre en place l'accouplement, et faire tourner un peu pour que le moteur se centre.
Une fois centré je serrerai les vis du moteur.

Tout ça n'est que théorique, c'est l'idée que je me fais. Mais n'ayant jamais pratiqué ce sera la surprise !

PS : Tiens j'y pense, faudra que je mette quelques photos de la conversion du moteur de broche en servo moteur...

 

[franck67]

PS : Tiens j'y pense, faudra que je mette quelques photos de la conversion du moteur de broche en servo moteur...

j'attends ca avec impatience .... et les explications qui vont bien avec si possible

dans ta video page precedente , tu peux donner les conditions de coupe stp ? ( je voudrais comparer )

 

[AndersFaust]

@Djviper16

A priori certains sont rated pour aller jusqu'a 12krpm

FAMJ series - Oldham coupling by GMT Europe GmbH | DirectIndustry

Oldham coupling with black polyacetel(POM) Spacer - Set screw Operating temperature: -20°~80°. Offset of angular, parallel, or axial deviation are individual allowed value, so couple reasons of axial offset appearing at same time would reduce the unit allowable value. Available options for key wa...

www.directindustry.com

Le coupleur du milieu étant en POM, c'est easy à usiner/tester

Après c'est sur si tu t'approches du défaut max du coupleur, il ne faut pas espérer atteindre la vitesse max, mais d'un autre côté, quand tu peux régler l'alignement, tu ne devrait pas avoir de soucis à tenir le 1/10mm

 

[Djviper16]

A priori certains sont rated pour aller jusqu'a 12krpm

Oui mais plus le diamètre est grand plus le rpm max diminue...
Je garde quand même ça en solution alternative au cas où ce que j'ai fait n'irait pas.

dans ta video page precedente , tu peux donner les conditions de coupe stp ? ( je voudrais comparer )

C'est un tourteau de Ø40mm avec 2 plaquettes polies pour aluminium (elles génèrent moins d'effort de coupe que des plaquettes pour acier).
Vf 500mm/min, Ap 0.5mm, Ae 24mm, dans les 1000rpm je ne sais plus.

Concernant la modif en servo moteur, il s'agit d'un moteur de broche Fanuc acheté sur ebay.
Voici ses caractéristiques :

Ce moteur est refroidi par un ventilateur externe (sous le cache rouge), c'est pourquoi il fera un bon candidat pour en faire un servo moteur. Il a aussi l'avantage d'être parfaitement équilibré, et muni de roulements haute précision. C'est clairement du matos haut de gamme.
Une petite vue complète :
(PS : La résistance verte sera la résistance de freinage)

Il sera piloté par un driver de servo moteur chinois 7.5kW trouvé également sur ebay :

C'est bien beau tout ça mais ce moteur n'a qu'un capteur de vitesse (roue phonique + capteur inductif), donc comment fait-on pour en faire un servo moteur ?
Ci dessous la roue phonique et le capteur inductif :

L'idée c'est de virer tout ça et de le remplacer par un codeur incrémental de qualité. J'ai jeté mon dévolu sur un "Wachendorff WDG 100H" neuf trouvé à un prix dérisoire sur.... ebay ! (oui je sais j'achète beaucoup sur ebay).

 

[Djviper16]

Suite à venir... work in progress

La ref du codeur :

Il a fallu démonter proprement la roue phonique et le capteur inductif, puis adapter le flasque en fonte du moteur pour recevoir le codeur.
Le codeur rentre presque, il est juste trop gros de 1mm au diamètre.
Après passage au tour et perçage des 3 trous de fixation du codeur, voici le résultat :

Sur cette photo on voit au dos du flasque les 3 passages de vis, avec les lamages pour les têtes de vis fraîchement usinés :

Après tournage d'une bague d'adaptation en 35NCD16 et assemblage, voilà à quoi ça ressemble :

Et on peut même remettre le cache d'origine, ça passe au poil :

Voilà plus qu'à remonter le ventilateur et son couvercle rouge.
Après paramétrage du driver et essais il s'avère que ça fonctionne parfaitement.
Le servo-moteur dispose d'un couple phénoménal dès 1 tr/min.
Je pense qu'il sera possible de faire du taraudage rigide au moins jusqu'à M6, et à voir pour du M8 et pourquoi pas M10 dans de l'alu.

En tout cas je vais pouvoir utiliser des tourteaux et autres fraises scies avec les bonnes conditions de coupe.
Mon problème de manque de couple à basse vitesse sera enfin résolu.

Merci de m'avoir lu,

Jérôme

 

[franck67]

pas mal !!

bon ca c'est passé comment le parametrage servo / driver avec ta carte controleur ?

 

[Djviper16]

@franck67 pas trop mal, j'arrive a piloter mon servo-moteur en step/dir. (utile pour le taraudage rigide)
J'ai néanmoins dû faire un petit circuit électronique pour inverser les signaux émis par ma carte contrôleur.
Rien de compliqué.

Il faudra aussi que je fasse une carte convertisseur PWM -> step/dir je pense, j'ai pas bien creusé le sujet encore.

 

[franck67]

Rien de compliqué.

..................

 

[Djviper16]

Quand je dis pas compliqué il faut comprendre que le montage se résume seulement à un circuit intégré CD4096 et son alimentation.
Le pcb à été gravé à la fraiseuse.

Pour information, j'ai dû réaliser ce montage pour adapter les signaux step/dir de ma carte contrôleur, vers l'entrée du driver de servo qui attend des signaux de type liaison série asynchrone différentielle. Norme RS422.

 

[AndersFaust]

@franck, c'est le driver qui fait tout le taff presque, bon après il a recup un moteur de fanuc, donc niveau spec c'était déjà dans les clous pour du servo ac spindle (minus le codeur)

 

[franck67]

malheureusment la on touche un domaine qui est un autre monde pour moi ... je parle de l'electronique

 

[gaston48]

Il faudra aussi que je fasse une carte convertisseur PWM -> step/dir je pense, j'ai pas bien creusé le sujet encore.

Bonjour,
Tu n'as pas d'entrées analogiques en plus sur le driver chinois, du style +/-10 V ?
En discret, je ne vois pas d'autres solutions que de convertir le PWM en une tension
et piloter un VCO. Ou alors faire tout ça avec un arduino ?

 

[Djviper16]

Bonjour,
Tu n'as pas d'entrées analogiques en plus sur le driver chinois, du style +/-10 V ?
En discret, je ne vois pas d'autres solutions que de convertir le PWM en une tension
et piloter un VCO. Ou alors faire tout ça avec un arduino ?

Salut,
Oui j'arrive bien à piloter en analogique, mais je n'ai pas encore trouvé comment switcher d'analogique à step/dir facilement.
J'ai bien une entrée dédiée à ça mais elle ne semble pas fonctionner. Il y a certainement un paramètre pour activer cette fonction.

Il faut dire que je suis assez embêté, je n'ai jamais réussi à trouver une doc qui correspond parfaitement à mon modèle de driver.
Même chez le fabricant ils ne sont pas en mesure de me trouver ça. Du coup j'ai des docs approchantes (d'autres versions de mon driver) mais souvent les paramètres sont décalés, ou inexistant sur mon modèle.
Je fais avec 2 docs, l'une a une interface et un brochage similaire à mon driver, l'autre des paramètres qui semblent correspondre aux miens malgré quelques décalages... c'est assez pénible !

J'ai réussi à trouver pas moins de 7 versions différentes en écumant google, baidu et yandex !

 

[vibram]

il y avait un membre de ce forum qui malheureusement ne vient presque plus qui avait fait une carte de conversion

Général - Step/dir - Signal 10v - PWM

Bonjour, Comme je manque de connaissance et d'expérience dans ce domaine, je me permets d'ouvrir un sujet afin de collecter des informations. La plupart des drivers de moteur PAP sont en step/dir Et les servo sont souvent en 0+-10v Bien sur certains drivers de servo sont aussi en step/dir (et...

www.usinages.com

YAPSC:10V : The glue between Step/dir and +/-10V servo amp - Page 13

please I want to buy the boards yapsc10.. please good price send me information. fabatecperu@gmail.com

www.cnczone.com

Je suis encore en contact avec lui sur un autre support si jamais tu as besoin

 

[vres]

IL me semble que sur ce sujet c'était le contraire Dit=r/Step -> 0/10V

La on veut faire le contraire, c'est beaucoup plus simple.

 

[Djviper16]

IL me semble que sur ce sujet c'était le contraire Dit=r/Step -> 0/10V

La on veut faire le contraire, c'est beaucoup plus simple.

Exact, dans mon cas il faut convertir un signal pwm ou step/dir vers un signal 0/10V.

Merci à vous pour les infos. Je vous avoue que c'est pas à l'ordre du jour, j'avais fait quelques essais puis j'ai tout démonté.
Je me concentre sur la partie mécanique, l'électronique viendra dans un second temps.

 

[vres]

Euh ! je pensai que tu voulais avoir de signaux Dir/Step a partir d'une consigne 0/10V ?

 

[Djviper16]

Euh ! je pensai que tu voulais avoir de signaux Dir/Step a partir d'une consigne 0/10V ?

Non, ma petite break out board chinoise pilotée par mach3 me sort du step/dir (et du pwm il me semble, je ne m'en suis jamais servi).
Mon driver de servo accepte du signal step/dir en mode "rigid tapping", et du signal 0/10V en mode "normal".
Donc ce qu'il me faut c'est pas un VCO comme évoqué par @gaston48 , mais plutôt quelque chose comme évoqué par @vibram, enfin je pense.

J'ai 2 solutions :
- utiliser uniquement la fonction "rigid tapping" de mon driver, donc il faut convertir le pwm en step/dir lorsque je ne fais pas de taraudage rigide.
- trouver le moyen de switcher entre le mode "rigid tapping" (step/dir) et le mode "normal" (0/10V) de mon driver. Dans ce cas il faut convertir le pwm en 0/10V lorsque je ne fais pas de taraudage rigide.

MAIS : Je me demande si en mode "normal" j'aurai autant de couple à faible vitesse qu'en mode "rigid tapping" (mode servo moteur) ?

Donc j'ai des essais à faire avant de faire mon choix sur le mode de pilotage du driver. Le but étant je rappelle d'avoir beaucoup de couple à basse vitesse pour utiliser tourteaux et fraises scie.

 

[gaston48]

Donc tu veux commuter entre un mode de commande en position (angulaire) pour faire du rigid tapping
donc le mode step/dir ,
entre un autre mode de commande en vitesse
C'est ça ?

 

[Djviper16]

Donc tu veux commuter entre un mode de commande en position (angulaire) pour faire du rigid tapping
donc le mode step/dir ,
entre un autre mode de commande en vitesse
C'est ça ?

Oui, uniquement si cet autre mode (celui que j'appelle "normal" commandé en 0/10V) me permet d'avoir autant de couple à basse vitesse que l'autre.

En fait je ne sais pas si le driver se comporte en simple VFD en commande 0/10V mode "normal", ou s'il utilise quand même de retour d'info du codeur. S'il se comporte en simple VFD, il y a fort à parier que le couple à basse vitesse sera bien moindre.

PS : J'essaye d'être clair et précis dans mes explications mais j'ai conscience que ça doit être compliqué à suivre pour vous...

 

[enguerland91]

N'ayant pas le "niveau" des intervenants habituels sur ce genre de problème, j'essaye de comprendre ton problème @Djviper16, car j'ai sur mon ensemble tour/fraiseuse trois broches animées par des servomoteurs fonctionnant en asservissement de vitesse et il me semble que c'est de cela dont tu as besoin. Là où tu sembles te différencier de moi c'est que tu veux changer la consigne de vitesse de cet asservissement par action extérieure initiée par ton programme d'usinage et c'est là que ça se corse car il faut bien jauger les possibilités que ton driver t'offre et sans doc dédiée cela n'est pas évident.

 

[el patenteux]

Pourquoi ont ne peut pas usinner en mode rigid tapping?

 

[gaston48]

Oui, là j'ai très compris ta préoccupation
Et c'est vrais qu'au niveau du drive, il doit savoir dans quel mode il doit travailler soit en position angulaire
soit en vitesse.
Mais je pense que dans les 2 cas, le couple disponible pourra être restitué intégralement par le drive,
c'est un réglage plus ou moins énergique de l'asservissement en position ou en vitesse.
Là ou c'est différent, c'est qu'en mode position, tu dois fixer une limite à l'erreur de poursuite au delà
le drive émet une alarme et si tu es trop tolérant, Le taraudage rigide deviendra risqué .
Mais là, c'est dans le cas d'un vrais taraudage rigide ou l'axe Z est asservi à la position angulaire de la broche
Tu es certain que Mach3 peut le gérer ? car le taraudage rigide est très apparenté au cycle de filetage
et dans ce cas Mach3 essaye d'asservir plus ou moins bien l'axe Z à la vitesse de la broche donc ta broche reste
toujours en mode vitesse, tu exploites juste l'index de l'encodeur pour lancer le cycle.
Tu risque d’être obliger de faire pareil avec un compensateur axial par sécurité et donc ne pas avoir d'autre
choix que de toujours piloter ta broche en mode vitesse.
Avec linuxcnc, on peut commuter d'un mode step/dir position à un mode step/dir vitesse donc avec un drive
toujours configuré en asservissement position. Le module step/dir est autonome, tu paramètres les
caractéristiques de l'impulsion et tu peux choisir entre 2 entrées de commande, l'une de position, l'autre de vitesse
je ne sais pas si on peut faire pareil avec Mach3

Edit: tu dois pouvoir :

Step/Dir control of spindle?

Step/Dir control of spindle?

www.machsupport.com

 

[Djviper16]

N'ayant pas le "niveau" des intervenants habituels sur ce genre de problème, j'essaye de comprendre ton problème @Djviper16, car j'ai sur mon ensemble tour/fraiseuse trois broches animées par des servomoteurs fonctionnant en asservissement de vitesse et il me semble que c'est de cela dont tu as besoin. Là où tu sembles te différencier de moi c'est que tu veux changer la consigne de vitesse de cet asservissement par action extérieure initiée par ton programme d'usinage et c'est là que ça se corse car il faut bien jauger les possibilités que ton driver t'offre et sans doc dédiée cela n'est pas évident.

Un tour/fraiseuse tri-broches ?! Tu piques ma curiosité là !
C'est pas grave si tu ne comprends pas bien mon problème, en fait c'est peut-être moi qui m'exprime mal, j'ai quelques difficultés à exposer clairement mon problème. Cependant les 3/4 autres intervenants chevronnés semblent m'avoir compris et j'ai maintenant une solution

Pourquoi ont ne peut pas usinner en mode rigid tapping?

Juste parce que c'est pas "propre" je trouve, mais bon vu la réponse apportée par gaston48 je crois que ça reste le plus simple.

Mais je pense que dans les 2 cas, le couple disponible pourra être restitué intégralement par le drive,
c'est un réglage plus ou moins énergique de l'asservissement en position ou en vitesse.
Là ou c'est différent, c'est qu'en mode position, tu dois fixer une limite à l'erreur de poursuite

Je n'en suis pas certain justement. J'ai jamais vu un moteur + VFD avoir un couple approchant celui d'un servo-moteur + driver à très basse vitesse.

Mais là, c'est dans le cas d'un vrais taraudage rigide ou l'axe Z est asservi à la position angulaire de la broche
Tu es certain que Mach3 peut le gérer ?

J'espère bien, sinon tant pis, le plus important est que je puisse tourner lentement (disons dans les 50 rpm) avec beaucoup de couple pour les fraises scie de grand diamètre (Ø125). Si je peux faire du taraudage rigide, c'est un plus.

Avec linuxcnc, on peut commuter d'un mode step/dir position à un mode step/dir vitesse donc avec un drive
toujours configuré en asservissement position. Le module step/dir est autonome, tu paramètres les
caractéristiques de l'impulsion et tu peux choisir entre 2 entrées de commande, l'une de position, l'autre de vitesse
je ne sais pas si on peut faire pareil avec Mach3

J'aimerais beaucoup passer sur linux CNC, mais ce qui me bloque c'est que j'utilise très fréquemment les modules sous mach3 (write, circle center, circular pocket etc) et je ne crois pas qu'il y ait l'équivalent sous linux CNC si ?

Edit: tu dois pouvoir :

Ah voilà ! C'est parfait ça ! Donc je peux laisser mon driver en mode "rigid tapping" tout le temps, et contrôler ma broche en step/dir uniquement, avec mach3. C'est une solution simple, pas super "propre" dans le sens où ce mode du driver n'est pas prévu pour fraiser, mais bon si on peut éviter de se prendre la tête...