Projet en cours ... Grandes dimensions : Elle bouge !

[gaston48]

Je ne suis pas d'accord, passe encore pour un routeur de table, mais pour une machine puissante l'ARU doit respecter des
impératif de conformité et passer par un relais/centrale de sécurité. L'axe Z d'une petite fraiseuse Maho ou Mikron pousse
avec 3 tonnes. Les switchs limites c'est de l’ ARU, peu importe l'origine, on coupe tout (tout au moins la puissance) et on analyse.
Les bornes des servo-moteur sont court-circuités par un contacteur NF par exemple.
Il faut analyser les schémas de machines professionnels en conformités.
il y a plusieurs hiérarchie d’arrêt d'un programme, des arrêts réfléchis ou intelligent , hors panique: pause , passage à instruction par instruction
stop des avances et pas la broche etc...
un drive qui devient fou, c'est concevable, qu'est ce qu'on fait ?

 

[vres]

Si tu mets les fin hors course sur la ligne de sécurité et en coupant sauvagement l'alimentation du drivers, le driver ne va pas reagir tout de suite, a cause déjà de la decharge des condensateurs. Le driver est prévu pour faire un arrêt rapide soit les les entrées hors course ou sur l'entrée EMGS. Si tu coupes l'alimentation, ces entrées ne servent a rien. Pourquoi les constructeurs les ont prévues ? La coupure du circuit d'alimentation ne vas pas du tout empêcher la machine de s'écraser sur les butées mécaniques. L'action appropriée à réaliser dépend de la plus cause probable du hors course
Les machines professionnelles en conformité il m'arrive aussi d'en faire. J'ai d'ailleurs quelques schémas.
L'étude des mises en service et des arrêt est appelées le GEMMA.
Sur les machines professionnelles ont rencontre les deux solutions.

Une double action des Hors courses sur les entrées du variateur et en même temps sur la boucle de sécurité du relai de sécurité n'est pas stupide non plus, tout comme la coupure du circuit d'alimentation qui vient actionner l'entrée EMGS du driver.
Cette solution croisée met tout le monde d'accord

 

[gaston48]

ces entrées ne servent a rien.

ces entrées servent à mettre en sécurité la machine au moment de l'ouverture de la porte
par exemple quand on fait un changement manuel d'outil ou de pièce.
Ce qui n’empêche pas de pouvoir activer les drives porte ouverte pour du jog à basse vitesse
ou autre, mais c'est après activation d'un code ou d'une clé.
Si tu coupes les alim, tu libères déjà le frein du Z ainsi que les contacteurs qui court-circuite
les bornes des moteurs, donc freinage.
Si on est ric et rac avec les courses mécaniques et celle des règles, on peut les fusiller aussi.
C'est une analyse globale de risque versus confort, mais je pense que pour la sécurité ultime, il
faut des moyens simples et rustiques, pas infaillible non plus toute fois

Cette solution croisée met tout le monde d'accord

Nous sommes (presque) toujours d'accord

 

[Lezard]

Bonjour,

Merci à tous pour vos réponses. Je commence à comprendre que cet aspect du projet est plus complexe que ce que j'avais imaginé "vu de loin". J'ai aussi potassé un peu sur le Net, juste assez pour toucher du doigt la complexité des questions liées à la sécurité des machines, et savoir... que je ne savais rien !

La machine que je construis est assez grande : une personne tient debout dans l'espace de travail. J'imagine qu'à certains moments, il faudra pénétrer dans cette zône, par ex. pour monter/démonter une pièce, changer un outil, régler un truc qui ne va pas etc... Mon expérience du travail sur CNC remonte à loin, et sur des bécanes bien plus petites (quoique j'ai déjà eu l'occasion de me faire peur sur un centre Huron assez balaise, il y a longtemps)
=> Voilà au moins trois bonnes raisons d'aborder ces questions de sécurité... prudemment !

Les points qui me paraissent acquis, dites-moi si je vous ai bien compris :
- Sur un arrêt d'urgence, on doit essayer d'arrêter les axes et la broche le plus rapidement et proprement possible
- Une mise en butée n'est pas un événement anodin : la remise en route doit suivre une procédure de mise en sécurité, un peu comme un ARU
- Chaque type d'événement peut (doit ?) faire l'objet d'une analyse particulière : on ne traite pas forcément un ARU comme une mise en butée ou une ouverture de porte, ou une erreur de poursuite sur un servo etc...
- Couper l'alim des servos et broche est une solution simple et donc sûre, mais pas forcément optimale : un freinage contrôlé peut-être plus efficace que de laisser l'inertie de la machine, ou le frein par manque de courant éventuellement présent, arrêter le mouvement
(à ce sujet, j'ai trouvé un doc de l'INRS intéressant)

Les moyens dont je dispose (à condition de savoir les mettre en oeuvre ) pour traiter un événement sont :
- des contacteurs magnétiques contrôlant l'alim de puissance des axes et de la broche (déjà en place dans l'armoire en cours de construction)
- sur les variateurs, un certains nombre de fonctions dédiées, dans mon cas (Delta ASDA-A2-M) :
- en entrée : EMGS (Emergency Stop) , NL / PL (Negative / Positive Limits)
- en entrée, pour gérer la remise en route : ARST (Alarm Reset), SON (Servo ON/OFF), CCLR (Clear Deviation Counter)
- en sortie : ALRM (Alarm) et SRDY (Servo Ready)
C'est ce qui est activé de base lorsqu'on sélectionne le mode de contrôle en position. Il y a (beaucoup) d'autres fonctions paramétrables en E/S, je n'ai pas fait le tour encore.

Je peux compléter cela avec :
- du câblage et des contacteurs divers (de préférence en logique NF pour détecter automatiquement un câble coupé)
- des boutons, voyants, alarmes sonores et/ou visuelles etc...
- des fonctions d'automate offertes par LinuxCNC, qui peuvent aider par ex. à gérer une (re)mise en route ordonnée après un incident

Avec ça, il me reste à construire une solution cohérente, adaptée à mes besoins et à mes contraintes.

@CNCSERV :
Merci pour la référence au GEMMA : je vais essayer de trouver des docs utilisables à mon niveau

@gaston48 :
J'ai commencé à potasser les docs LinuxCNC sur le PLC, j'espère que tu voudras bien me conseiller ? (Pretty Please comme disent les Anglais)

@joumpy :
Plutôt que de couper le Enable des variateurs en cas d'ARU, il me semble préférable dans mon cas d'utiliser la fonction dédiée EMGS. Je pense que tu fais référence à des variateurs qui n'ont pas cette fonction ? Sinon, bien noté pour le paramétrage correct des fins de course logicielles, merci.

 

[gaston48]

En fait je ne connaissais pas l'EMGS, merci Christian, je l'assimilais à l'enable. Quel est le niveau
de fiabilité de cette entrée, c'est du hard intégré dans le drive ?

 

[Lezard]

Si tu mets les fin hors course sur la ligne de sécurité et en coupant sauvagement l'alimentation du drivers, le driver ne va pas reagir tout de suite, a cause déjà de la decharge des condensateurs. Le driver est prévu pour faire un arrêt rapide soit les les entrées hors course ou sur l'entrée EMGS.

Bien compris.

...Une double action des Hors courses sur les entrées du variateur et en même temps sur la boucle de sécurité du relai de sécurité n'est pas stupide non plus, tout comme la coupure du circuit d'alimentation qui vient actionner l'entrée EMGS du driver.

Pas compris . Qu'est ce que "la boucle de sécurité du relai de sécurité" ? Est-ce que c'est la bobine du contacteur KM qui contrôle l'alim. en puissance sur les variateurs ?
Si on envoie un signal EMGS ou NL/PL selon le cas, en même temps qu'on coupe l'alim. des variateurs, est-ce qu'on se retrouve "en roue libre" ou en arrêt d'urgence contrôlé ?

Merci d'éclairer ma lanterne

 

[vres]

La boucle de securité c'est les arrêts d'urgences, les hors course (si on les inclus ), La validation CN et tout ce qui peut couper la machine en urgence.
Un arrêt d'urgence ce n'est pas un bouton sur un écran et en principe on perds les reférences.
Pour pénétrer dans l'enceinte de ta machine il faut faire un arrêt propre, mettre les servomoteurs en servo off et seulement après couper éventuellement la puissance. C'est un peu ce que l'on défini par le GEMMA.
Normalement l'arrêt d'urgence doit être gérer par un relai de sécurité Pilz ou Preventa : https://www.schneider-electric.fr/fr/faqs/FA20080/

Certains ont des temporisations pour justement faire des arrêts propres.
Pour l'effet des l'entrées EMGS et hors course c'est paramétrable :

Fault Stop
Mode 0: Use dynamic brake
1: Allow servo motor to coast to stop
2: Use dynamic brake first, after the motor speed is below than P1-38, allow servo motor to coast to stop When the fault NL(CWL) or PL(CCWL) occurs, please refer to the settings of parameter P5-03 to determine the deceleration time. If the deceleration time is set to 1ms, the motor will stop instantly.

 

[joumpy]

Et si tu dois pénétrer dans la machine, c'est toutes puissances coupées, donc élec 250/400V mais aussi air s'il y a...
Mais la coupure porte peut être différente de l'ARU

 

[Lezard]

Bonsoir,

En suivant la piste GEMMA proposée par @CNCSERV, je suis tombé sur un doc intéressant qui présente cette démarche d'analyse. J'essaie de voir comment cela peut s'appliquer à mon projet, et j'ai pour l'instant identifié les états suivants :

Etats de Fonctionnement :
F1 : Marche Normale : Exécution d’un fichier GCode en mode automatique par la CN
F2 : Mode Manuel : Commandes MDI depuis le pupitre, broche peut être mise en route
F3 : Prise d’Origine Machine : Déplacement vers la POM, axe Z d’abord, puis XY. Broche arrêtée ?
F4 : Intervention Opérateur : Montage/démontage de pièce, changement d’outil, dégagement copeaux, avec un opérateur dans la zône de travail

Etats d’Arrêt :
A1 : Mise en Route : à la mise sous tension de la partie Commande. Position machine inconnue
A2 : Etat Initial : POM faite, axes et broches sous tension, prêt à usiner
A3 : Arrêt Obtenu : Axes et broches hors tension, à l’arrêt. Position machine connue
A4 : Présence Opérateur : Axes sous tension, déplacements autorisés exclusivement en JOG. Broche hors tension

Etats de Défaillance :
D1 : Arrêt d’Urgence
D2 : Diagnostic après Défaillance

Dans l'état F4, je pense autoriser l'ouverture des portes (quand elles seront en place...) et le déplacement exclusivement en JOG depuis une commande mobile, avec une vitesse limitée, mais avec impossibilité totale de mettre la broche en route. On passerait de A2 à A4 par ex. avec un bouton à clé. A partir de A4, on peut passer en F4 : interdiction de tout mouvement à partir du pupitre de la CN (lancement de programme, MDI ou Jog), et toute mise en route de la broche. Une ouverture de porte en F4 ne serait pas traitée comme une Alarme. Une mise en Fin de Course non plus, on empêcherait simplement la poursuite du mouvement en butée (?) On repasserait de A4 à A2 en déverrouillant le bouton à clé, et en absence de toute alarme.
Dans les autres états de fonctionnement, ouverture de porte ou mise en butée déclencherait un arrêt d'urgence.

Qu'en pensez-vous ?

 

[gaston48]

Une mise en Fin de Course non plus, on empêcherait simplement la poursuite du mouvement en butée

Bonsoir
J'insiste encore, mais( si j'ai bien compris) je ne comprends pas pourquoi tu veux absolument titiller les fins de course électrique ?
A la mise en route de la machine, les POM sont incontournables, elle servent entre autres à bien caler les
fins de course logicielles. A part modifier les paramètres machines, les fins de course logicielles sont infranchissables
dans des conditions normales. Le jog pour s'éloigner de la butée logicielles est actif sans démarche particulière.
J'ai l'impression que c'est pour gagner le maximum de course utile par rapport aux limites mécaniques.
En cour d'utilisation de la machine, on ne se pose même pas la question de l'existence de butées électriques et on va
constamment en butée logiciel, pour dégager le champ de travail, cycle de "chauffe" le la machine etc

 

[Lezard]

Bonjour,

je ne comprends pas pourquoi tu veux absolument titiller les fins de course électrique ?

Non, non, je ne veux absolument pas venir jouer avec les FdC électriques. Si je t'ai bien compris, l'idée est de faire confiance aux limites logicielles pour un fonctionnement normal, et traiter toute mise en fin de course électrique comme un événement 'grave'. Les butées électriques sont là uniquement en redondance des butées logicielles, au cas où. C'est bien ça ?

Normalement l'arrêt d'urgence doit être gérer par un relai de sécurité Pilz ou Preventa

OK, c'est prévu en effet (Preventa XPS-DMB), mais pas encore câblé. A ce sujet, et s'il y en a ici qui, comme moi, ne savent pas comment fonctionne ces relais, j'ai trouvé un bonne explication en vidéo ici

Bref, je continue à m'éduquer sur tous ces sujets très intéressants, on va finir par y arriver

 

[gaston48]

C'est bien ça ?

Oui, mais ce n'est que mon avis

 

[joumpy]

C'est ça!
Tu mets pantalon (butées logicielles), ceinture (butées électriques) et bretelles(butées mécaniques) pour être sûr que personne ne voie tes fesses!
Chaque butée quelques millimètre avant la suivante et ça ne doit jamais taper.

Au début, je pensais mettre les POM juste à coté d'une butée électrique pour gagner du temps. Je les ai finalement écartées de 30 mm et je pense à me positionner proche des mes POM et du bon coté avant de couper la machine: c'est là que l'on gagne du temps à la mise en route.

 

[ingenieu59]

Bonjour,

donc, joumpy, tu préconises de mettre 3 butées par axe et par côté , soit 12 pour le X et 6 pour le Y et 6 pour le Z
Au total 24 fins de course ( des switchs ou des télémécaniques ) ?

 

[gaston48]

Bonjour,
Non ingenieu, bien plus simple ici: 2 switchs par axe
https://www.usinages.com/threads/pr...ensions-elle-bouge.104033/page-6#post-1368519

 

[Lezard]

Bonsoir,

Non ingenieu, bien plus simple ici: 2 switchs par axe

En mettant le switch sur le mobile, et les butées qui l'actionnent sur la partie fixe (relative au mobile), on peut en effet économiser des switchs, du câble et des contacts, mais du coup on peut plus faire la différence entre une butée en + ou en -.
Cela veut donc dire que dans le cas (exceptionnel) où on serait en butée qu'il faudrait soit dégager à la main, sans l'aide des moteurs, soit inhiber le signal et dégager avec les moteurs, sans se tromper de sens...

J'étais plutôt parti sur :
- Axe X : 2 x 2 fins de course + 1 POM
- Axe Y : 2 fins de course + 1POM
- Axe Z : 2 fins de course + 1POM
en mettant les switchs sur la partie (relativement) fixe, et les butées sur le mobile.

J'ai encore faux ?

Sinon, je suis en train de (tenter de) faire les schémas avec QElectrotech, cela avance doucement, mais je patine encore sur la mise en place des sécurités, notamment autour du contacteur de sécurité Preventa XPS-DMB. Tout ça est très nouveau pour moi, j'avance donc... lentement

Merci à tous pour vos conseils !

 

[vres]

Les butées électriques sont là uniquement en redondance des butées logicielles, au cas où. C'est bien ça ?

Oui, les bons switchs hors-course sont ceux qui ne servent jamais.
Le problème c'est qu'ils peuvent provoquer aussi des pannes.

 

[Lezard]

Bonsoir,

Oui, les bons switchs hors-course sont ceux qui ne servent jamais.
Le problème c'est qu'ils peuvent provoquer aussi des pannes.

Je pensais utiliser des inductifs comme fin de course : pas de pièce mobile, devrait donc être fiables (?) et planqués de façon à ne pas pouvoir récolter de copeaux (qui dans mon cas ne devraient de toute façon pas être métalliques...), et des contacts mécaniques plus précis (?) pour les POMs.

Reste à voir la qualité des câbles : ceux que j'ai avec les capteurs sont à priori du matériel de qualité industrielle, mais ne sont pas blindés. J'ai lu dans certains de tes posts que ce n'était pas indispensable, si les câbles 'bruyants' comme ceux de l'alim. de la broche sont blindés. C'est bien ça ?

 

[vres]

Oui, je ne connais pas beaucoup de câbles de capteur blindés, le problème viens souvent d'un mauvais filtrage des entrées.

 

[joumpy]

J'ai encore faux ?

Non, tout bon sur ce coup-là.
Il faudra juste rajouter les butées mécaniques en caoutchouc pour éviter un choc brusque métal/métal... sur chaque axe et chaque sens.
Puis définir les butées logicielles, c'est à dire les courses en + et en - par rapport à la POM de chaque axe. Ca c'est dans linuxcnc et ça dépend évidemment où tu décides de fixer ton inter de POM sur chaque axe.

 

[joumpy]

3 butées par axe et par côté?

Il y a butée et butée...
Les premières sont les butées logicielles c'est-à-dire la configuration dans linuxcnc des courses machines de chaque coté de la POM de l'axe considéré. En temps normal, linuxcnc ne démarrera même pas un mouvement qui sortirait de l'enveloppe de travail définie dans la configuration et générera une erreur de type "hors course". Ces butées ne sont pas physiques mais virtuelles.

Les suivantes sont les butées électriques. Si pour une mauvaise raison un déplacement dépasse les limites logicielles, le contact électrique bloque le déplacement non plus au niveau de linuxcnc, mais plus court directement sur le driver du moteur de l'axe incriminé, voire sur l'arrêt d'urgence avec désactivation du driver et enclenchement du frein statique. Ces butées ne sont pas physiques mais de simples contacts électriques.

Les dernières sont des butées mécaniques (j'emploie des butées de porte) qui typiquement empêchent les chariots d'extrémité de sortir du rail et de perdre leurs billes et limitent un peu le choc pour sauvegarder la mécanique. Elles n'interviennent que si les précédentes ont failli... Par contre, ce sont de vraies butées physiques infranchissables quoi qu'il arrive.

 

[ingenieu59]

Bonjour joumpy,

Oui, tu as raison, il y a butée et butée . je me suis mal exprimé . Mea culpa .

Pour les mécaniques, c' est obligé . Les autres sont dites fdc
Donc, tu coupes aussi l' arrivée de courant dans les drivers par un fin de course , mais, du coup, ils ne peuvent plus repartir en marche arrière .( Même avec configuration pas à pas )
Dans mach3 ce sont les limit switch ( fin de course logicielle ). Seulement , j' aime pas beaucoup ces petits switch.

 

[vres]

Il faudra juste rajouter les butées mécaniques en caoutchouc pour éviter un choc brusque métal/métal.

Les butées mécaniques c'est bien plus efficaces que des butées électriques. Le mieux c'est les butées coniques qui ont une force progressive, les moteurs qu'ils soient PàP au servomoteurs vont se mettre en défaut en douceur.

 

[joumpy]

Donc, tu coupes aussi l' arrivée de courant dans les drivers par un fin de course

Perso, j'ai relié les fins de course électriques sur les drivers de servomoteurs sans passer par la CN.
En cas de déclenchement, l'axe ne peut plus bouger que dans la direction opposée.

Et l'ARU stoppe la fonction "enable" (je n'ai pas emergency) et l'alimentation du frein sur l'axe Z. Les autres axes n'ont pas de frein dans le servomoteur.

 

[joumpy]

en douceur.

La première fois, j'ai juste voulu faire un petit déplacement pour me faire plaisir et voir que ça marche... et c'est parti à fond en bout de course. Je n'avais aucune butée ni fin de course opérationnelle et les réglages moteurs au pif... C'est là que je me suis rendu compte de la puissance des servomoteurs que j'avais installé: 750W c'est déjà ENORME. Ca a bien claqué et la douille des rouleaux a fendu!

 

[ingenieu59]

La première fois, j'ai juste voulu faire un petit déplacement pour me faire plaisir et voir que ça marche... et c'est parti à fond en bout de course. Je n'avais aucune butée ni fin de course opérationnelle et les réglages moteurs au pif... C'est là que je me suis rendu compte de la puissance des servomoteurs que j'avais installé: 750W c'est déjà ENORME. Ca a bien claqué et la douille des rouleaux a fendu!

Bonjour,

Maintenant, il faut voir si 750 W ne serait pas surdimensionné pour ta machine . Je ne l' ai pas vu, donc, je ne juge pas . C' est juste en fonction de ce que tu as écrit au dessus .

 

[vres]

C'est bien là qu'il faut attention à ce que la motorisation soit en correspondance avec la mécanique.
Quand on voit des moteurs (même pas à pas ) de 8Nm montés sur des petites machines, c'est certain que la mécanique va souffrir en cas de blocage, je ne parle même pas des cas de 2 moteurs séparés sur un même axes.
Un servomoteur de 750W peut monter à 1500W sur une courte durée.
Un Servomoteur de 750W c'est seulement 2.4Nm en Nominal.

https://docs-emea.rs-online.com/webdocs/1640/0900766b816400df.pdf

 

[joumpy]

J'ai remplacé des moteurs à charbon par des brushless de couple nominal équivalent.
A refaire, je prendrais une puissance de 400W qui aurait été bien suffisante puisque j'ai dû brider mes accélérations sur les 750W pour avoir des mouvements souples.

 

[Lezard]

Bonjour à tous,

Je vais bientôt pouvoir commencer à transférer les moteurs sur le châssis de la machine, et raccorder l'armoire de commande. Le problème est que, si j'avais bien pris la précaution de commander les câbles codeurs et alim. des servos avec les servos, je me suis planté, et ces câbles sont (presque tous) trop courts

En plus, je ne savais pas à l'époque que l'emploi de chaînes porte-câbles nécessite des câbles 'prévus pour', et je vais donc devoir refaire l'ensemble des câbles... Bref, je pense commander des câbles codeurs tout faits pour éviter les problèmes de connection 'presque bonnes', et fabriquer les câbles de puissance. J'ai trouvé des connecteurs qui devraient faire l'affaire, au pire je changerai mâle et femelle côté moteur.

Reste le problème du sertissage des contacts. La pince disponible chez Farnell coûte un bras, et il faut encore être sûr d'avoir les mâchoires correspondant aux contacts. D'un autre côté, on trouve facilement des pinces qui ont l'air de pouvoir faire le même boulot, pour une fraction du prix, même en commandant toutes les mâchoires proposées. L'écart de prix laisse rêveur, mais le matériel haut de gamme doit quand même se vendre sinon il aurait disparu du marché.

D'où ma question : avez-vous l'expérience de ces différentes solutions ? Est-il déraisonnable d'espérer faire un travail correct (aka acceptable même si pas parfait) avec un outil cheap ?

Merci pour vos éclairages !

 

[Algone]

Si tes cables sont trop courts pourquoi tu les rallonge pas en les soudant à l'étain, avec gaine thermo et scotch alu pour le blindage?
Ça te reviendrai carrément moins cher, moi c'est ce que j'ai fait pour le cablage de deux des moteurs.