moteurs pas à pas - débutant

[Julien]

Bonjour à tous,

alors je vous explique mon projet pour situer:

j'ai une fraiseuse Alcera 753 que j'ai entrepris de modifier, non pas pour en faire une vraie CN mais pour pouvoir faire des cycles très simples (perçages essentiellement).
J'ai donc remplacé la vis X par une vis à bille, puis motorisée avec ce que je connais très bien: une motoréducteur triphasé + variateur de fréquence.
Je l'utilise depuis quelques année et cela me suffit la plupart du temps.
La limite, comme on peut s'en douter, est dans les très basses vitesses pour prendre une cote au centième: pas évident du tout... J'arrive à descendre à 0,5Hz mais en dessous c'est trop demander.


Donc je voudrais faire évoluer ça en montant un moteur pap, et apprendre comment ça marche par la même occasion. Mon "cahier des charges" est donc le suivant:

-motoriser l'axe X uniquement (pour l'instant...) avec un moteur pas à pas. Un couple de 300Ncm devrait suffire (mon motoreducteur développe 1200Ncm, c'est très largement assez)
par exemple : http://www.selectronic.fr/moteur-pas-a-pas-modele-pap-7.html
-un pas assez fin pour prendre une cote au centieme
-pouvoir lui donner un consigne de vitesse, et de sens
-pouvoir avancer "pas par pas". et c'est tout pour le moment, donc très simple.
-ne pas avoir besoin d'un PC pour gérer tout ça.

... et la, à part définir grossièrement le moteur je suis un peu bloqué...

 

[metalux]

bonjour
c'est relativement simple! il te suffit d'adjoindre a ton moteur un driver et le commander en steep/dir
c'est a dire sur l'entrée steep on envoie un signal TTL o/5v pour le faire tourner et idem sur l'entrée dir pour le sens de rotation.
il existe de petits modules fait pour generer des steep ou un... arduino

par exemple : http://www.selectronic.fr/moteur-pas-a-pas-modele-pap-7.html

les magasins de Ronchin puis de Lille ont fermés leurs portes.. le détail du composant electronique est bien mort

 

[Julien]

Est ce que tu pourrais me donner juste un exemple de driver qui pourrait convenir stp? histoire de voir à quoi ça ressemble...

 

[metalux]

Est ce que tu pourrais me donner juste un exemple de driver qui pourrait convenir stp?

une simple recherche sur gogol et ça te donne ça https://www.google.fr/search?q=driv...ved=0ahUKEwi8td_11ezRAhWEhRoKHSPlA1kQ_AUIBigB

après tout ce petit monde est dispo sur eBay

 

[Julien]

La suite... ça avance doucement...

j'ai donc commandé chez stepper online pour faire mes premiers essais:
*un moteur Nema34 34HS46-500 (5 A)
*un driver MA860H 7.2Amperes
*une alim 48V 7.3A (switching power supply)

et ici : http://www.miniinthebox.com/fr/cycl...PUtRT9XPD-Is1k0UtIZxNFcoUKlikUlh04aAlg58P8HAQ

un petit générateur de signaux pour commander l'entrée step

Problème: je n'arrive pas à dépasser les 100-200 tours minutes. Soit le moteur fait un bruit sans tourner, soit rien du tout.
Et ce même en réglant le micro pas à une valeur assez faible (800 pas /tour)

Quelqu'un aurait une idée la dessus?

 

[gaston48]

Bonjour,
Tu ne peux pas faire l'impasse sur 2 choses:

-Une monté ainsi qu'un ralentissement en fréquence de step progressif. Tu pilotes un moteur
type synchrone et pour ne pas subir un décrochage du rotor aimanté par rapport au champ
tournant, tu dois t’accommoder des inerties. Tu n'as pas cette précaution à prendre avec
un moteur asynchrone ou continu.

-Un comptage des impulsions envoyé en fonction du déplacement souhaité et de la valeur
de déplacement élémentaire d'un (micro)pas.

Concrètement ton projet est très similaire aux réalisations de diviseurs numérisés souvent à
base d'Arduino.
http://www.cnczone.com/forums/arduino/215402-cnc.html#post1457414
A voir si tu resteras figé à ce type de commande ou si tu évoluera à terme
vers des commandes plus complexes, dans ce cas, autant passer à une CNC sur PC.
Quitte dans un premier temps à n'envoyer que des ordres manuel " MDI " sur un seul axe
http://linuxcnc.org/docs/2.7/html/gui/axis_fr.html#_données_manuelles_mdi
A savoir aussi que indépendamment de la servitude d'un écran clavier souris, le PC en question
peut être "nano" maintenant, de la taille d'un Arduino comme le Beaglebone Black

 

[Julien]

Ok merci pour les infos.

Pour le comptage des impulsions je ferai ça dans un deuxième temps (surement avec un arduino) mais pour l'instant si je peux simplement faire bouger mes axes a une vitesse reglable ça me convient.

Concernant la vitesse, ce qui me chagrine c'est que même en augmentant la vitesse progressivement avec le potentiomètre, ça décroche.
Au multimetre je mesure 6kHz, mais je ne suis pas sur que la mesure soit fiable. En théorie ça peut monter à 30kHz non?

 

[gaston48]

Ton générateur de fonction manque peut être un peu de peps en sortie pour attaquer
l'entrée optocouplée du driver pas à pas, il faut une dizaine de mA quand même
Tu peux renforcer le courant de sortie en intercalant un transistor npn quelconque
+ 1 résistance suivant le montage ici:

https://www.sonelec-musique.com/electronique_bases_transistor.html
" Transistor en suiveur de tension "
Ou en t'inspirant du paragraphe 4 figure 3 de la doc du driver, le transistor du "controller"
un npn aussi, mais en montage "collecteur ouvert". Ton générateur attaque la base et
va libérer un passage de courant par le collecteur, lui même relié à la cathode de la diode du
photocoupleur.
A savoir aussi qu' à 450 Tr/mn, ton couple nominal de moteur est déjà divisé par 2.
Le drive accepte une fréquence d'entrée de plus de 300 Khz

 

[stanloc]

Avec 48 volts DC il est clair que la vitesse de rotation max du moteur va être réduite.
Dans quelle configuration es-tu ? nombre de pas pour un tour moteur ?
Dans la doc il est clairement dit (ce que l'on ne cesse de répéter ici aussi) qu'il eut mieux fallu alimenter ton driver avec un simple transfo qu'avec une alimentation DC régulée à découpage.
Stan

 

[Julien]

J'ai remplacé l'alim par un gros autotransfo: c'est mieux! Et en montant à 70 - 80V c'est impeccable: on dépasse facilement 1000 tours (avec 500 ça me suffira déja bien)
Du coup je ne comprends pas pourquoi ils vendent ces alim avec les moteurs et les drivers comme si c'était la panacée... ça doit être surement moins cher qu'un transfo à puissance égale, moins de cuivre...
promis la prochaine fois j'écouterais plus les conseils de ce forum!

 

[gaston48]

Du coup je ne comprends pas pourquoi ils vendent ces alim avec les moteurs et les drivers

Tout le monde installe avec succès des alim à découpage. Un fournisseur qualifié de sérieux
comme Soprolec, ne vend que ça. Tu n'as pas de choix de câblage des bobines. la forte
inductance montre qu'elles seraient en série ? avec pour conséquence de plus mauvaises
caractéristiques aux hautes vitesses. Tu es quand même dans les clous: tension du
moteur entre 20 et 60 V

 

[stanloc]

Pour moi les gens vendent ce que les clients souhaitent acheter. Comme personne ne veut dépenser plus dans un transfo + un pont de diodes + un gros condensateur, soprolec vend des alim à découpage. Mais cela n'empêche que les vrais professionnels (pas les commerçants) recommandent de ne pas utiliser d'alim à découpage. D'ailleurs là encore si les chinois n'en vendaient pas à vil prix personne n'en utiliserait.
Ici avec ces drivers on a besoin de seulement un transformateur donc sur le plan économique et technique on est gagnant surtout si on lit la doc de ces drivers car ils indiquent que le transfo est moins puissant que l'alim à découpage. Alors qu'en en plus on lit ici tous les ennuis que les gens collectionnent avec leurs cnc il peut être SAGE de ne pas multiplier les causes possibles "d'embrouilles".
Stan

 

[vres]

Bonjour, une alim découpage ? Un pont ? Un gros condensateur? Pour un MA860H ? pas besoin de tout ces trucs il s'alimente directement en alternatif. Avec une tension alternative de 80 VAC on a une tension de bus d'environ 110VDC, c'est pour cela que ces drivers sont très bons même avec des moteurs inductifs.

 

[Julien]

Oui c'est ce que j'ai fait finalement avec un simple transfo variable que j'avais sous la main.
Sauf que je l'ai réglé à 70VAC, ça veut dire que la tension de sortie qui alimente mon moteur serait de l'ordre de 95V ?
Faut que je vérifie ça, le moteur est donné pour 80 max... d'ailleurs comment peut on la mesurer, je suppose qu'au voltmetre ça ne donne rien de vrai a cause des créneaux? (pas d'oscilloscope à disposition!)

 

[Julien]

Alors suite des essais...
mon objectif étant de garder une machine très simple d'emploi sans passer forcément pas un PC (possible pour les pièces complexes mais pas obligé) je me suis amusé à programmer un arduino (une découverte pour moi...) pour utiliser une manivelle électronique achetée 50€ sur amazon.

Il y a 2 positions "classiques" (bouton sur x1 ou x10) avec un incrément de 0,01 ou 0,1mm
Et la position x100 que j'ai programmé pour donner une vitesse d'avance constante, réglée par la manivelle.

C'est plus facile à comprendre sur la vidéo:
C'est plutôt satisfaisant même si le programme peut être amélioré car en mode x10 je suis limité en vitesse de rotation, si on tourne un peu vite la manivelle je loupe des impulsions... et il n'y a pas de rampe d'accélération donc pas possible d'aller très vite.

 

[Julien]

Je reviens vers vous pour le dimensionnement des moteurs... j'ai un peu de mal à trouver des retours d'experiences avec une machine similaire (Alcera 753) / env. 1,5T pour l'ordre de grandeur.
J'ai déja un NEMA34 8Nm pour le X (avec vis à billes)
Pour le Y, pour l'instant vis trapézoidale mais sera changée en VAB. Je mesure environ 8Nm à la clé dyn avec la table bien chargée
Pour le Z, vis trap je mesure 25-30Nm ...

que faut il prendre comme marge? le double???

 

[vres]

Si tu as réellement 8Nm en statique, il y a un problème quelques part.

 

[veyrine]

Bonjour Julien,
Je me permet de relancer le post pour savoir où tu en es de ton projet à base d'arduino de la manivelle électronique pour piloter en Dir/Step un driver de pas à pas.
Je trouve ton proto super et ça m’intéresserais bien de disposer du programme arduino, si tu es d'accord pour le diffuser.
Merci
Jacques

 

[Yakov TOPRAK]

Pour le Z, vis trap je mesure 25-30Nm ...

ça me parais surprenant comme valeur.

 

[Julien]

Petit bilan sur le couple des moteurs:

Si tu as réellement 8Nm en statique, il y a un problème quelques part.

Il est vrai que je trouve l'axe Y un peu dur, mais c'était mesuré dans des conditions très défavorables:
Avec le gros diviseur monté dessus (dans les 80kg), la table complètement en porte à faux dans le sens du X, effort mesuré vers la fin de course, la où les glissières sont moins usées donc lardon peut être un peu serré, résultat 7 et des bananes, arrondi à 8Nm.

ça me parais surprenant comme valeur.

Surprenant dans quel sens?

En résumé: pour une Alcera 753

Axe X:
vis à billes / pas=5 / couple mesuré?? / moteur choisi 7,5Nm en prise directe (1tour = 5mm)
->vitesse obtenue tout à fait acceptable: 300tr/min soit 1500mm/min
surement possible d'aller + vite, pas vraiment essayé

Axe Y
vis trapézoidale / pas=5 / couple mesuré 8Nm / moteur choisi Nema34 14Nm avec réduction de 2
->vitesse obtenue un peu lente: 300tr/min soit 750mm/min (décroche parfois si je vais + vite)
Remplacement par une VAB en projet (0,3mm de jeu dans l'actuelle...)

Axe Z
vis trapézoidale / pas apparent=2 (la manivelle n'est pas en prise directe) / couple mesuré 25-30Nm en montée / moteur choisi Nema34 14Nm avec réduction de 3
->vitesse obtenue très lente: 150tr/min soit 100mm/min (décroche parfois si je vais + vite)
Remplacement du Nema34 par un Nema42 24Nm en projet (je récupere l'autre moteur pour le diviseur)
Allègement de la console par vérin pneumatiques ou à gaz ou contrepoids en projet.

 

[Julien]

Mais pour le moment ça permet de travailler... voir la video ci dessous:

 

[Yakov TOPRAK]

Surprenant dans quel sens?

ça me paraissait un peu élevé mais si tu l'as mesuré

Allègement de la console par vérin pneumatiques ou à gaz ou contrepoids en projet

Va voir cette discussion pour ton choix : https://www.usinages.com/threads/contre-poids-ou-verin-de-compensation.92062/

 

[Julien]

Par curiosité j'ai fait le calcul avec mon formulaire excel pour une vis trapézoidale diam 40 avec un pas de 2mm qui doit pousser 300kg.(en réalité le pas est plus gros mais la manivelle est démultiplié, ça revient au même)
Résultat il faut en théorie 20Nm. ça me parait donc assez cohérent si on rajoute les frottements des glissières et autres.