Retrofit Wirth et Gruffat F400 CN

  • Auteur de la discussion Florent07
  • Date de début
F

Florent07

Compagnon
Bonjour,

je démarre ce sujet sur une machine que j'ai acheté cet été.
C'est une Wirth et Gruffat F400 CN fonctionnant avec une CN Heidenhain TNC135.
La base de cette machine est la WGM 67 Senior qui est une fraiseuse conventionnelle de "petite" taille je dirais.
Cette machine est de 1984, elle a beaucoup de différence (en positif) vis à vis de la WGM 67 Senior, je les aborderais plus tard dans le sujet.

Quelques photos pour la présenter.

Tête de perçage à gauche, broche principale BT30 au milieu et tête de taraudage avec patronnes à droite:


Le pupitre et écran de la CN Heidenhain:




Le déchargement de la machine, tout en douceur, 900-1000kg environ pour l'ensemble:


Et la voici dans son ensemble à son arrivée à l'atelier (plusieurs capot ont été retirés pour la manutention):


Un peu plus de détails sur cette documentation:




J'ai la doc complète de la fraiseuse ainsi que des docs supplémentaires sur certains de ses équipements (je scannerai tout cela le jour où j'en aurais le temps).

Cette fraiseuse utilise donc une commande Heidenhain TNC135, elle est pour moi obsolète car elle est paraxiale, elle ne peut travailler sur un axe à la fois, pas de diagonales, pas d'usinage de poches, taraudage rigide impossible, écriture des programmes à la main et capacité de stockage ridicule à l'heure actuelle, etc... d'où l'idée d'un futur rétrofit, j'aborderais ceci plus tard également.

Edit: La CN est fonctionnelle, la machine également, elle provient d'une entreprise de décolletage, je l'ai essayée avant achat, je ne me fait pas d'inquiétude pour le reste, il y a tout d'abord un gros nettoyage à faire.

Dans les prochains message je parlerais de la partie technique de la fraiseuse et de sa conception.

A bientôt pour la suite.

 
Dernière édition:
M

mickbzh

Compagnon
Bonjour.
Florent07 a dit:
elle est pour moi obsolète car elle est paraxiale
Cliquez pour agrandir...
Elle est paraxiale car il n'y surement un seul servo d'axe et les mouvements sont engagés par des embrayages électromagnétiques.
Pour faire de l'interpolation, il faut un servo par axe.
 
F

Florent07

Compagnon
mickbzh a dit:
Bonjour.

Elle est paraxiale car il n'y surement un seul servo d'axe et les mouvements sont engagés par des embrayages électromagnétiques.
Pour faire de l'interpolation, il faut un servo par axe.
Cliquez pour agrandir...
Et non justement, il y a un servo par axe sur cette machine, mais je donnerais plus de détails prochainement
 
F

Florent07

Compagnon
C'est parti pour la partie technique de la machine, je vais illustrer cela avec les photos que j'ai.

Partie broche:
(je ne parlerais pas des têtes de perçage et taraudage qui sont des accessoires et que je vais retirer prochainement)
Cette fraiseuse possède un moteur de broche à l'arrière du bâti, ce dernier passe ensuite par un variateur mécanique à courroie.

Le moteur visible en bas à droite de la photo:


Vue à l'intérieur du capot la poulie supérieure du variateur:




Il y a ensuite un renvoi pour transmettre la puissance au niveau supérieur de la machine (on aperçoit la courroie sur la photo précédente).

La variation de vitesse de variateur est commandé par ce moteur/réducteur situé à l'avant de la machine:




L'arbre de ce motoréducteur traverse le bâti:


Ce variateur de broche serait contrôlé par ce qui se trouve dans cette armoire électrique (le gros bloc blanc posé dans le bas à copeaux de la fraiseuse, qui pèse 25kg environ), d'après la vendeur cette partie aurait été rétrofitée suite à une panne sur le système d'origine:


Vu sur la partie arrière de la broche avec un capteur de vitesse de rotation:


Vitesse de rotation qui se lit sur cet indicateur situé à l'avant droite de la broche:


La broche est au standard ISO30/BT30, il se trouve sur sa partie supérieure un vérin pneumatique commandé par l'interrupteur blanc visible en façade par l'intermédiaire d'un électrovanne, on appuie sur l'interrupteur ce qui relâche l'outil:


Vue sur la broche principale:


La partie intérieure avec le système de préhension du tirant BT30:


L'arrière du vérin pour le changement d'outil:


Voilà pour la broche.
 
Dernière édition:
F

Florent07

Compagnon
La suite.

Partie mouvement des axes, lubrification:
Les différents guidage se font sur queues d'aronde, la transmission des mouvements se fait par des ensembles vis/écrou à billes.
Ces derniers sont mus par des servomoteurs, un par axe comme dit précédemment, il y a également un encodeur rotatif par axe.

La lubrification est centralisée et automatique dès la mise sous tensions de la machine, l'huile est repartie correctement vers les différents points de graissage grâce à des répartiteurs, les seuls points à lubrifier manuellement sont visiblement les paliers de vis à bille du X.


Vues sous différents angles des guidage et transmision:










Détail sur le servomoteur de l'axe Y qui se trouve derrière la plaque en alu sous la table (à droite se trouve l'encodeur rotatif du Y):




Le servomoteur Siemens du Y.


L'encodeur du Y:


Le mouvement du Z est composé des mêmes types d'éléments, il y a en plus, un vérin pneumatique pour compenser le poids de la table et de ce qui est installé dessus (le vérin pneumatique au premier plan, servo et encodeur sur la gauche en arrière):


La partie émergente du vérin pneumatique du Z:


Le régulateur de pression du vérin:




La pompe de lubrification centralisée, l'air comprimé arrive par le tuyau noir, l'huile sous pression ressort par le tuyau en cuivre:




Partie pneumatique:
L'arrivée de l'air comprimé est commandée par une de ces électrovannes (il suffit de suivre le tuyau noir):


Cet appareil situé dans l'armoire électrique sert à déclencher l'ouverture de l'électrovanne de façon périodique, le mécanisme est simple, il y a à l'arrière un motoréducteur qui fait tourner une roue présentant des "plots", quand ces derniers actionnent le switch ça déclenche l'ouverture de l'électrovanne (cet ensemble est à réviser, le moteur ne tourne plus):


Une régulateur de pression avec son huileur pour le branchement d'accessoires (diviseur pneumatique par exemple):


Voilà pour cette partie.

Dans la suite je présenterai la partie électrique et CN.

Edit: oui c'est plein de copeaux ^^ c'est une machine qui servait régulièrement et encore l'ancien proprio en a enlevé une montagne.





 
Dernière édition:
F

Florent07

Compagnon
J'ai mis à jour les messages sur la partie broche et la partie pneumatique car je suis retourné faire des photos de la machine.

Pour aujourd'hui,

La partie électrique:

Vue de l'armoire électrique:


C'est le bordel là dedans, les différentes améliorations ou réparation au fil du temps ont fait déborder les goulottes de fils et câbles.

De haut en bas et de gauche à droite:


Ce qui est je pense la partie contrôle des axes:




Des relais:




Partie transformateurs:






Le dos de la CN Heidenhain:






Des boitiers convertisseurs , un par axe, je ne sais pas encore à quoi ils servent mais ça viendra:


Maintenant des photos de l'intérieur de ce qui serait la commande de variation de la vitesse de broche (ce qui se trouve dans le coffret électrique vu dans un message précédents):








On voit bien que c'est plus récent que le reste, ça a été changé début 2000 il me semble d'après l'ancien proprio.

Maintenant des éléments que je n'avais pas exposé précédemment, les butées et positions d'origine machine:

La butée du Y, c'est la pièce en bas tenue par deux vis, sur cette pièce il y a une piste servant pour les origine machine et une butées servant de fin de course, le boitier visible à droite contient différents contacteur pour chacune de ces fonctions:


La même chose pour le X:


Le pupitre où viennent se brancher les accessoires de la fraiseuse, les têtes de perçage et taraudage entre autre:


Pour revenir sur un élément présenté précédemment, le compte tour, il n'est finalement pas électrique et ne fonctionne pas grâce au capteur situé à l'arrière de la broche, en fait il est simplement entrainé par une courroie ronde qui est manquante du coup:


La poulie à l'arrière du compte tour:


Le fil du capteur lui va dans l'armoire électrique, peut être un ajout fait avec le rétrofit du variateur de vitesse de la broche ?

Voilà pour la partie électrique, bien entendu, pour un futur rétrofit, une majeure partie des éléments présents dans l'armoire électrique vont devoir quitter les lieux, ça va faire de la place et je vais pouvoir tout reprendre à zéro (même le magnifique écran à tube cathodique
).
Je possède les différents schémas électrique de la machine, ça va bien m'aider.

 
C

Christophe C.

Ouvrier
Hello,

Un bon projet comme on les aime; c'est super d'avoir fait un reportage complet comme ça, ça sera beaucoup plus facile de te répondre à l'avenir (et peut-être que tu y reviendras toi même une fois que t'auras tout démonté et que tu ne te souviendras plus d'où ça va ).

Je te conseille vivement de commencer par remettre un maximum de choses en état et de faire tourner un peu la machine tel quel. Prends le temps de voire comment marche la lubrification centralisée, le variateur mécanique, la préhension d'outil hydraulique; tant que ça fonctionne tu peux faire du retro engineering pour comprendre la logique de commande, après ce sera trop tard.

Les codeurs que tu as sur les axes sont en fait des résolveur; généralement ils sont utilisés avec des règles de mesure (ils donnent une information en vitesse et les règles une information en position)... mais la je n'en ai pas vu? cherche bien, elles sont généralement bien protégées par des carters.

Les boitiers gris que tu montres sont des boitiers de mise en forme du signal, qu'on retrouve généralement entre les règles et la CN. Essaye de voire à quoi ils sont raccordés. A conserver précieusement, tu pourras surement les réutiliser pour ton retrofit.

Si tout fonctionne, tu dois pouvoir réutiliser les moteurs, le driver moteur, codeurs/règles et probablement le plus gros de la partie puissance de l'armoire. Si la machine a des règles et que tu ne t'en sers pas, tu seras mis au pilori

Sur quel système penses-tu t'orienter? un petit Linux CNC, ça lui irait comme un gant!

Christophe
 
M

mickbzh

Compagnon
Bonjour.
Les ROD 450 sont des codeurs 100 points pour 360° TTL ( pas top comme résolution, voir le pas des vis pour avoir la précision de positionnement), les boîtiers gris sont des convertisseurs TTL / SINUS pour adapter le signal à la CN Heidenhain.
L'asservissement en vitesse est fait via des tachymètres qui sont placés au "cul" des servos, qui sont moteurs à courant continu avec frein a manque de courant piloté en 24 VDC.
 
G

gaston48

Compagnon
Bonjour,
Je ne distingue pas véritablement les 3 amplis d'axes ?
Sinon, c'est une très belle base, glissières et vis à billes on l'air en bon état.
Je verrais les étapes suivantes: vérification des collecteurs et balais des servomoteurs
je laisse tomber leurs tachy,
mais je change les 3 codeurs pour une résolution beaucoup plus haute
une plus haute résolution pour calculer plus facilement la vitesse en plus de la position
avec 3 drives de ce type :

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Dernière édition:
F

Florent07

Compagnon
En effet il y a de grandes chances qu'il y ait des règles, d'autant plus qu'il y a l'affichage des 3 axes comme c'est le cas sur une visu, je ne les ai pas encore trouvées ou alors ces valeurs sont déduite par le positionnement des encodeurs rotatifs.
Oui je compte partir sur un système à base de Linux CNC, je n'ai pas encore réfléchi à tout mais j'aimerais avoir un contrôle de la broche en positionnement pour un éventuel changeur d'outils voir taraudage rigide ainsi qu'un contrôle supplémentaire pour un diviseur et ainsi disposer d'un 4ème axe.
Du coup cela me permettrait de me passer du variateur de broche actuel, ce dernier fonctionne de manière manuel, il y a il me semble un sélecteur pour augmenter ou diminuer la vitesse et ainsi obtenir la vitesse voulue par lecture sur le tachymètre, c'est l'opérateur qui actionne ce changement de vitesse, pas la CN, je préfèrerai passer sur un servomoteur et ainsi pouvoir contrôler la vitesse via linux CNC.
Le préhenseur d'outil pneumatique fonctionne très bien, j'ai pu le tester chez le vendeur. Ce dernier m'a fait une démonstration de prise d'origines, mise en route de la broche, surfaçage d'un bloc d'alu, mise en route de la lub et changement d'outil.

Donc ces boitiers convertissent le signal rotatif en un positionnement linéaire ? d'où l'affichage de la position des 3 axes ?
Oui en effet il y a bien un tachymètre intégré et un frein par manque de courant.

Les 3 amplis d'axe doivent se situer sur la rangée de composants "blancs" je pense, il faut que je me penche dans les schémas électriques pour éclaircir tout cela.
Ce contrôleur permet-il de gérer le frein intégré au servo ?

Merci pour vos réponses et avis en tout cas, je vais continuer par enlever le peu de carters restants histoire d'y voir plus clair.
 
G

gaston48

Compagnon
Florent07 a dit:
Ce contrôleur permet-il de gérer le frein intégré au servo ?
Cliquez pour agrandir...
En général les freins sont libérés quand les ampli de servo sont actif et assure l'asservissement de position.
Cette rangé de composants blancs est certainement en relation avec les servomoteurs mais ils ne ressemblent
pas à des amplis d'asservissement, déjà par l'absence de précaution de ventilation et leur nombre.
Mais il faut approfondir siemens à l'habitude de faire des ensemble modulaire.
Les commandes paraxiales de la TNC 135 n'exigent pas une grande précision de poursuite, une bonne
stabilité de vitesse suffit et une bonne stabilité et précision de position aidé par le frein peut être s'il
n'y a pas d'asservissement permanent.
 
F

Florent07

Compagnon
Bonjour,

Petite mise en bouche:

Avant:


Après:




On y voit quand même plus clair.

J'ai déconnecté la courroie du X pour faire bouger la table à la main vu que le servo est freiné par manque de courant.

Juste une photo pour mieux comprendre le bloc triple contacteur qui sert de prise de référence et de fin de course sur le X (avant le nettoyage):



Du coup j'en ai profité pour découvrir le servo du X situé en bout de table:

Un petit coup de chiffon au passage:


La référence est identique à celui du Y:


J'ai débouché les évacuation de liquide coupe sur la partie droite de la table:


L'encodeur rotatif du X à l'extrémité droite de la table:


Et du coup j'ai commencé à suivre certains câbles pour mieux comprendre,
pour rappel, ces trois boitiers, après avoir suivi chaque câble, reçoivent les signaux provenant des encodeurs X, Y et Z par leur droite:


Les câbles ressortant par la gauche vont directement se connecter aux bornes X, Y et Z de la CN Heidenhain:


Ce serait donc la CN qui reçoit en direct les signaux de positionnement des axes et sans doute elle qui en conséquence gère le mouvement de chaque servo via l'automate Siemens blanc (il faut encore que je suive certains fils pour confirmer et me référer à la doc Heidenhain).

J'ai démonté une partie encore non découverte pour y trouver ce qui semble être un transformateur triphasé:








Cela ne servira plus à rien pour le futur rétrofit mais ça répond à une des interrogations que j'ai depuis le premier jour où je suis allé voir la machine, cette dernière est raccordée au 220V triphasé, pourtant les transformateurs situés dans l'armoire sont câblés pour du 380V triphasé, le câble d'alimentation de la machine passe par le sectionneur principal, 3 fils R1, S1 et T1 en sortent pour aller vers ce transformateur triphasé et en ressortent en L1, L2 et L3 pour alimenter l'armoire, mystère résolu.

Un autre équipement que je n'ai pas abordé car il se fondait dans la crasse:


Cette superbe lampe à la vitre fendue que je remettrais en état un jour.

Autre chose, il n'y a donc pas de règles linéaires sur cette machine, c'est bien les encodeurs qui donnent une information de positionnement.
Au vu des dernières nouvelles je pense qu'il serait préférable de remplacer chaque servo par des modèles plus récents et de leur ajouter des contrôleurs indépendants, ou alors garder les servos actuels, qu'en pensez vous ?
Je compte remplacer le moteur de broche par un servomoteur avec son contrôleur pour me passer de ce système de variation mécanique et pour d'autres raisons évoquées dans un autre message.
Quoi qu'il en soit, cela va grandement simplifier l'armoire électrique actuelle.
 
V

vibram

Compagnon
Salut

Pour moi si les servos fonctionnent bien c'est dommage de les changer surtout que même des servos chinois ça chiffre vite.
A voir comment ils sont pilotés et choisir la commande en fonction.
En revanche envisager un retour via des règles sera forcément plus précis même si ça demande un peu de job.
Après je suis pas un pro de la CN, je laisse la place
 
G

gaston48

Compagnon
Florent07 a dit:
ou alors garder les servos actuels, qu'en pensez vous ?
Cliquez pour agrandir...
Bonjour,
C'est une question de budget, Mais comme je te le disais précédemment, tu peux d'abord contrôler l'état
de tes servomoteurs, sortir les balais un à un repérer leurs sens et positions respectives et leur longueurs
et observer le collecteur si c'est bon, dépoussiérer à la soufflette plus aspirateur.
Tu peux les tester en alimentant le frein avec du 24 V DC ainsi que le moteur avec une batterie 12 V
(attention à ne flasher les bornes argentées des connecteurs du moteur, partir des fils dans l'armoire)
 
F

Florent07

Compagnon
Très bien je contrôlerai leur état dans un premier temps, j'ai toute la procédure de maintenance pour ces servos ça tombe bien.
 
G

gaston48

Compagnon
Avec des glissières de ce type, on dépasse rarement 5 à 6000 mm/mn, j'imagine que tes vis doivent
avoir un pas de 5 mm ? Comme tes servo sont en prise directe, tu ne dois pas dépasser 1000 à 1200 rpm
soit une tension de 70 / 80 Volts faudrait chercher un peu ce qui pourrait fournir cette tension
transfo redresseur et capa ?
 
F

Florent07

Compagnon
D'après la doc de la machine:
Avances travail 20 à 4000mm/min sur les longitudinal et transversal
Avances rapides 8000mm/min sur longitudinal et transversal

D'après les plans:
Vis à bille Diam. 25 pas de 4mm sur les 3 axes.

Je pense que ceci sont les transfos dont tu parles:


Edit: non TR5 correspond à l'alimentation des freins de moteur d'axe et TR6 correspond à l'alimentation de l'automate Siemens.

D'après les schémas le TR4, qui sort du 110V, va vers l'automate:

Le TR2 alimente la CN et son écran.



Sur les schémas j'ai le TR1 qui alimente le variateur Auxilex, je ne trouve pas TR1 sur la machine.

Du coup je suis en train de me demander si ce qui est dans le coffret électrique blanc ne serait pas le variateur pour les moteurs d'axe tout simplement car après lecture des schémas, la partie variation de vitesse de broche est beaucoup plus simple, elle ne comprend qu'une paire de relais pour augmenter ou diminuer la vitesse de rotation en agissant sur le sens de rotation du motoréducteur.

Je vais scanner l'intégralité des docs ce sera beaucoup plus parlant.
 
Dernière édition:
G

gaston48

Compagnon
Avec les données que tu précises, 8000 MM/mn et vis de 4 mm donc 2000 rpm max
tu fais une règle de trois avec les spécif moteur 176 V / 3000 rpm donc on serait plutôt
dans les 120 V
Dans le coffret blanc, si c'était dédié aux 3 axes, tu aurais des modules plus
ou moins identiques en triple, là ça ressemble plus à une commande pour 1 voie
(sauf les 3 relais temporisés ? )
Je verrais plutôt un variateur pour le gros moteur vertical avec transmission à courroie crantée
de la broche rapide ce moteur peut être continu ou ac il faudrait voir sa plaque.
 
F

Florent07

Compagnon
Oui il y a les 3 Relais temporisé qui comportent des fils repérés KMX, KMY et KMZ et d'après les schémas électriques fournis avec la machine, le variateur d'axes Auxilex d'origine est remplacé par un variateur Siemens. Et il n'y a pas forcément un variateur par axe, en lisant bien j'ai remarqué qu'il n'y avait en fait qu'un seul variateur qui commande les axes à tour de rôle via des relais. À confirmer.
 
V

vibram

Compagnon
d'ou la commande paraxiale du coup je pense
Cool de suivre ce projet
 
G

gaston48

Compagnon
Ah ben oui, voilà la configuration finalement, j' étais parti de ton infirmation en #4
Donc on se retrouve avec les options suivantes :
validation des servo moteur DC
appro d'une alimentation DC pour 3 servo (3 KW)
3 amplis dont je t'ai parlé + radiateurs et ventilation
3 codeurs de plus haute résolution.
ou toujours avec les 3 moteurs DC
3 amplis genre ARGON avec leur alimentations monophasé intégrées et leurs
entrées tachy (à vérifier)
3 amplis d'occasion sur ebay genre Copley Motion Technologies
+ alim 3 Kw aussi

Ou alors on part de 3 nouveaux ensembles servo brushless .

Ensuite il y a des décisions à prendre concernant la ou les broches, elles sont pas
mal ces broches rapides complémentaire
 
V

vres

Compagnon
Je connais bien les Copley 422, ça fonctionne très bien et c'est très compact.
 
F

Florent07

Compagnon
Parfait ! je suis en train de scanner les docs.

edit: voilà le PDF complet (schémas électriques, entretien des servomoteurs et plans de la machine)
avec en plus la brochure en couleur de la machine.
 

Fichiers joints

  • Wirth et Gruffat F400CN.pdf
    9.3 Mo · Affichages: 97
  • Brochure Wirth et Gruffat F400CN.pdf
    20.7 Mo · Affichages: 85
Dernière édition:
G

gaston48

Compagnon
Super,
J'ai l'impression que les transformations ont été plus conséquentes que le simple remplacement
de l'Auxilec.
Remplacement des 3 servo_moteurs par des Siemens attention aux instructions de maintenance
(démontage des servos etc...) qui ne sont plus conforme. mais cela voudrait dire aussi que
ces moteurs ont beaucoup moins d'heures.
Remplacement des règles par des codeurs en bout de vis. ( il doit subsister d'anciennes traces de montage des règles)
Ce qui me fait penser à ça, c'est la présence de beaucoup de pièces d'adaptation en alu.
Il y a un transfo à gauche du Simoreg il serait peut être bien le transfo de l'alim des servo
ainsi qu'un schémas du redresseur etc ... sur la façade du simoreg
 
F

Florent07

Compagnon
Du coup je me suis penché sur la variateur Siemens, j'ai trouvé le transformateur TR1, il sort 165V au secondaire, c'est bien celui qui alimente les moteurs d'axe:


La carte avec l'étiquette jaune serait un variateur 1 axe:
(Ref:6RB2000-0NE00)


La carte avec l'étiquette blanche serait le module de puissance du variateur:
(Ref:6RB2025-0FA01)


Les 3 fils (S85, S86 et S87) partant d'un des modules de l'automate Siemens, vont jusqu'au variateur:


Coté variateur:


Les entrées pour les mouvements X+/X-, Y+/Y- en rapport avec les boutons poussoirs en façade:

Les temporisateurs, un pour chaque axe, peut être ce qui libère le frein du servo:


Une protection en entrée de variateur, un thermique ?


Pour te répondre maintenant:
Je pense que ce variateur Siemens reprend l'architecture du variateur Auxilex d'origine à peu de choses près, il fonctionne en coordination avec l'automate de la même marque situé dans l'armoire de la machine.
Les 3 servomoteurs sont pour moi d'origine (leur référence en tout cas), la notice parlant de l'entretien de ces derniers date bien de 1982/1983 donc c'est bien le montage d'origine, celui en gris semble plus récent par contre, peut être remplacé au cours de la vie de la machine.
Pour le transfo c'est répondu dans ce message du coup.
Le schéma sur la façade, je ne suis pas en mesure de le décrypter ^^



Rien avoir avec le reste mais dans la doc du TNC135 ils indiquent que la mesure linéaire peut se faire, soit à l'aide de règles Heidenhain classiques, suivi d'un circuit EXE 802, soit, plus bas, d'un encodeur rotatif ROD450 couplé à un circuit EXE 802 (les 3 boitiers gris au plafond de l'armoire), ce montage est sans doute d'origine également:


Voilà voilà.
 
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