Autor Tópico: Spindle com velocidade controlada pelo software.  (Lida 2551 vezes)

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Offline tduquea

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Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Online: 18 de Abril de 2017, 14:24 »
Boa tarde a todos.

Sou relativamente novo com CNC, apesar de trabalhar com uma a mais de 1 ano, gostaria de estar montando uma segunda CNC um pouco mais "profissional".

Eu vejo videos de CNC's na internet que fazem duas coisas que a minha não faz.

1- O motor de passo movimenta os eixos em velocidade máxima até o ponto inicial de corte e depois reduz para a configurada no arquivo (acredito que baseado nas informações fornecidas pela biblioteca de ferramentas).

2 - A spindle também ajusta a velocidade de rotação de acordo com a ferramenta selecionada.

Minha pergunta é. A nivel de hardware, o que é necessário para que uma cnc funcione da forma descrita acima?
Qualquer spindle faz isso, ou é necessário algum modulo adicional? A mesma pergunta para o motor de passo.

Entendo bem de elétrica e eletrônica. Se alguém pudesse me dar uma explicação bacana sobre o assunto, eu agradeceria enormemente!

Obrigado!

Grande abraço a todos!


Offline Auberty

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #1 Online: 18 de Abril de 2017, 14:29 »
Para a máquina se movimentar rápido no vazio, é necessário configurar o comando G0 no seu g-code.
Para controlar a velocidade do spindle via software, vc tem q enter com o pulso pwm q vem da placa controladora na entrada do seu inversor e configura-lo para q ele execute essa ação.

Offline cientista13

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #2 Online: 18 de Abril de 2017, 21:38 »
Thiago seria interessante falar qual software usa, ou pretende usar para controle da máquina.

complementando o que o Auberty já falou, para controlar a velocidade do spindle, a maioria dos softwares de controle tem como configurar com pulsos pwm, mas alguns não :-\ :-\ .
Se usar o sinal pwm, de preferencia converter o sinal pwm para analogico de 0 a 10 volts, que pode ser feito em casa de maneira fácil.

Offline Auberty

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #3 Online: 19 de Abril de 2017, 08:59 »
Complementando a pergunta, eu gostaria mt de saber como liga o spindle via software. Eu consigo controlar a velocidade pelo Mach3 mas ñ consigo dar o comando de ligar/desligar.

Offline F.Gilii

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #4 Online: 19 de Abril de 2017, 11:36 »
Eu vejo videos de CNC's na internet que fazem duas coisas que a minha não faz.

1- O motor de passo movimenta os eixos em velocidade máxima até o ponto inicial de corte e depois reduz para a configurada no arquivo (acredito que baseado nas informações fornecidas pela biblioteca de ferramentas).
Acredito que aí é mais uma questão de capacidade de sua máquina do que qualquer outra coisa (mas ainda pode ser configuração)
A máquina deve ser capaz de deslocamentos rápidos - simples assim... o resto é como você mesmo disse - a velocidade de corte é bem menor (depende de material a ser usinado, do material da fresa, dados de corte como profundidade, carga por dente etc)

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2 - A spindle também ajusta a velocidade de rotação de acordo com a ferramenta selecionada.
Se o spindle é um motor controlado por um inversor, basta instalar uma interface que tenha uma porta analógica (0 a 10Vdc) e configurar o inversor para que o programa de controle faça o que tiver que fazer em termos de ajustes de rotação.

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Minha pergunta é. A nivel de hardware, o que é necessário para que uma cnc funcione da forma descrita acima?
Qualquer spindle faz isso, ou é necessário algum modulo adicional? A mesma pergunta para o motor de passo.
Respondido acima, a não ser o caso de motores de passo... há maquinas que podem se deslocar em velocidades um pouco mais elevadas e são equipadas com motores de passo, mas não existe mágica - motor de passo é lento por natureza.

Se precisa de deslocamentos realmente rápidos, servos são a pedida...

Offline F.Gilii

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #5 Online: 19 de Abril de 2017, 11:56 »
Complementando a pergunta, eu gostaria mt de saber como liga o spindle via software. Eu consigo controlar a velocidade pelo Mach3 mas ñ consigo dar o comando de ligar/desligar.
Basicamente são necessárias duas coisas:
- um circuito para ligar/desligar alguma coisa
- um circuito para aumentar/diminuir a velocidade

O circuito de ligar/desligar passa por um relé, e este relé é quem será controlado pelo Mach3 quando este lê os comandos M3 (ligar) e M5 (desligar)
Este relé vai atrelado num pino de saída qualquer que esteja disponível - e note que a esmagadora maioria das placas de interface tem à disposição um ou mais relés - basta saber em que pino está ligado, e configurar uma das saídas do Mach3.

No meno Config > Ports & Pins há uma aba - Outputs - e é onde você escolhe uma das alternativas - por exemplo OUTPUT #2 - nela você informa a porta e o pino que deseja (exemplo, porta 1 pino 14)
Na mesma janela de configuração, há uma aba chamada "Spindle Setup" - alí, no canto superior esquerdo você tem um campo chamado "Relay Control" - nele você habilita o uso de um relé (desmarcando o aopção "disable Spindle Relays"), e logo abaixo você coloca o pino da porta que escolheu - no nosso exemplo, pino 14 na frente da opção "ClockWise OutPut # ")

Para o controle de velocidade, você precisa de uma interface que tenha a opção de uma saída em tensão (de 0 a 10Vdc)... daí é só configurar o inversor para ler esta tensão gerada pela placa.

Há algumas configurações no Mach3, mas aí depende de sua interface...

Offline minilathe

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #6 Online: 19 de Abril de 2017, 14:27 »
Dependendo da controladora de velocidade, por PWM ou sinal 0 a 10V, poderia ser definida uma largura mínima de pulso, ou de tensão mínima (0 a 10V), que abaixo desse valor desligasse o motor. Eletronicamente (eletricamente) é algo fácil de ser feito, nada que um comparador (por software ou hardware da placa de controle de velocidade) não resolva.

Offline cientista13

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #7 Online: 19 de Abril de 2017, 22:04 »
Minilathe, a maioria dos inversores dá pra configurar a frequencia em função da tensão na entrada analógica então dá pra configurar por exemplo uma frequencia de zero hertz para uma tensão de 0,5 V (0,5V para ter uma margem de segurança). Quando a tensão baixar de 0,5 V a frequencia será zero e o motor parado, não vai estar desligado, mas também não vai estar girando ;D pois como a frequencia é zero e os inversores trabalham com tensão em relação a frequencia (V/Hz) a tensão no motor também vai ser zero. É bem simples e funciona, porém acho mais seguro usar uma sinal para ligar e desligar o inversor.
« Última modificação: 19 de Abril de 2017, 22:07 por cientista13 »

Offline minilathe

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #8 Online: 20 de Abril de 2017, 12:04 »
Minilathe, a maioria dos inversores dá pra configurar a frequencia em função da tensão na entrada analógica então dá pra configurar por exemplo uma frequencia de zero hertz para uma tensão de 0,5 V (0,5V para ter uma margem de segurança). Quando a tensão baixar de 0,5 V a frequencia será zero e o motor parado, não vai estar desligado, mas também não vai estar girando ;D pois como a frequencia é zero e os inversores trabalham com tensão em relação a frequencia (V/Hz) a tensão no motor também vai ser zero. É bem simples e funciona, porém acho mais seguro usar uma sinal para ligar e desligar o inversor.

Sim, desligar tudo!!

Em meu comentário, vislumbrei uma placa de controle PWM de projeto específico e sistemas (inversores ou drivers) mais complexos, que requerem um tempo para inicialização. Alguns sistemas digitais, que possuem CPU embutida, requerem algum tempo para inicialização. Desligar e ligar "tudo" (a eletrônica inclusive) através de um relé, por exemplo, pode não ser conveniente. Visto que há, neste caso, um atraso entre o comando de "liga" do CNC e a efetiva energização do spindle. Sistemas com esse requisito, são mais sofisticados e possuem uma entrada digital de comando de LIGA/DESLIGA de resposta rápida (recomendável), além da entrada de sinal de comando 0 a 10V ou PWM.
« Última modificação: 20 de Abril de 2017, 12:09 por minilathe »

Offline Auberty

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #9 Online: 20 de Abril de 2017, 12:08 »
Minilathe, a maioria dos inversores dá pra configurar a frequencia em função da tensão na entrada analógica então dá pra configurar por exemplo uma frequencia de zero hertz para uma tensão de 0,5 V (0,5V para ter uma margem de segurança). Quando a tensão baixar de 0,5 V a frequencia será zero e o motor parado, não vai estar desligado, mas também não vai estar girando ;D pois como a frequencia é zero e os inversores trabalham com tensão em relação a frequencia (V/Hz) a tensão no motor também vai ser zero. É bem simples e funciona, porém acho mais seguro usar uma sinal para ligar e desligar o inversor.
É isso, Cientista13, eu consigo colocar frequência 0 e parar o motor, mas penso exatamente q, se o motor está ligado porém parado, não há risco de aquecer, ou coisa do tipo??? Quando o inversor está em frequência 0, está mandando alguma tensão e corrente para o motor???

Offline minilathe

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #10 Online: 20 de Abril de 2017, 12:14 »
Quando em frequência igual a zero, se for um inversor com um bom projeto (não for alguma "coisa esquisita", do tipo barato que sai caro) não deveria haver tensão alguma. Por isso, cabe meu comentário, de usar a entrada de LIGA/DESLIGA do inversor, ao invés de um relé ligando e desligando "tudo". É a minha opinião, baseada em décadas de experiência em indústria, formação, ...

Offline cientista13

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Re:Spindle com velocidade controlada pelo software.
« Resposta #11 Online: 20 de Abril de 2017, 21:58 »

Sim, desligar tudo!!

Em meu comentário, vislumbrei uma placa de controle PWM de projeto específico e sistemas (inversores ou drivers) mais complexos, que requerem um tempo para inicialização. Alguns sistemas digitais, que possuem CPU embutida, requerem algum tempo para inicialização. Desligar e ligar "tudo" (a eletrônica inclusive) através de um relé, por exemplo, pode não ser conveniente. Visto que há, neste caso, um atraso entre o comando de "liga" do CNC e a efetiva energização do spindle. Sistemas com esse requisito, são mais sofisticados e possuem uma entrada digital de comando de LIGA/DESLIGA de resposta rápida (recomendável), além da entrada de sinal de comando 0 a 10V ou PWM.

esse tempo para iniciar ( e incluir nele a rampa de aceleração) é simples para configurar no próprio programa de corte. É só inserir uma linha com uma pausa, ou usar uma entrada a mais para ter o feedback do inversor para quando este atingir a frequencia programada após a rampa de aceleração. A maioria das máquinas industriais usam um tempo para partida dos motores de spindle, alguns usam o feedback. Usando o feedback fica mais simples fazer a máquina parar se der problema no spindle, usar um tempo determinado é mais simples. Ambos funcionam.

Desligar tudo não é bom. Embora já tenha visto em máquinas industriais. Desligando tudo, além de todo o tempo de inicialização que já comentou, tem mais uma série de riscos que se corre, no minimo, erros no inversor de sub tensão se desligado e ligado em seguida  Se desligar a energia do inversor por alguns segundos e religar, é quase certo ele não partir.(se for da WEG mais ainda).

Eu uso um relé para o comando  gira / para do inversor, rampa de aceleração em 2s sem problemas. O controle de velocidade do spindle não é tão importante ser automático. Uso para comando da velocidade do spindle um potenciometro que no final me proporciona maior liberdade no uso da variação da velocidade do spindle. Por exemplo com a mesma fresa nem sempre se usa a mesma velocidade por causa do material usado. Na hora de gerar o programa de corte não precisa ficar preocupado com a velocidade do spindle, até porque muitas vezes se usa velocidades diferentes dentro do mesmo trabalho, com a mesma fresa e mesmo arquivo. 

 

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