Calcolo Velocita Maschiatura

[mazzinga]

Mi è stato chiesto di realizzare un sistema che controlli la corsa di un asse durante la maschiatura.

In macchina ho un mandrino controllato da inverter ed encoder,questo mandrino è collegato su una slitta che fa avanzare la punta durante il ciclo di maschiatura,la slitta e controllata da invertec ed encoder.quindi genero io i riferimenti e conosco la posizione dei due assi

i dati che ho a disposizione sono:

Velocita rotazione "%-rpm/min"

Passo di filettatura "un giro mandrino=mm di filettatura"

Ho cercato di sviluppare una formula che in funzione alla velocita di rotazione del mandrino mi tirasse fuori la velocita del carrello.Questo mi serve per calcolarmi il feedforward per poi realizzare la funzione di asse elettrico nel plc.

Vel=velocita mandrino

Fat_M=fattore encoder mandrino 1 impulso=mm

Fat_C=fattore encoder carrello 1 impulso=mm

Pas=Passo di filettatura

la formula e: velocita carrello=(((((vel/360)*Fat_M)*1)*Pas)/Fat_C)

Secondo voi questa formula è idonea alla mia applicazione,e corretto utilizzare questo calcolo.

Ci sono altre formule che vengono usate per calcolare la velocita.

[Livio Orsini]

1. si calcola l'avanzamento necessario ovvero lo spazio che percorre la punta in un giro di mandrino
2. Si rapportano tutte le velocità nella medesima unità di tempo. Ad esempio giri/secondo del mandrino e mm/sec della punta
3. il rapporto velocità di rotazione/velocità di avanzamento da il rapporto dei 2 riferimenti di velocità

Ciarisco con un esempio.

Ammettiamo che l'utensile avanzi di 0.3 mm ad ogni rivoluzione del amndrino

Il mandrino ruota ad 10 giri secondo, quindi in un secondo si avrà un avanzamento di 3 mm, da cui la velocità dell'utensile è pari a 3 mm/1".

Sia la velocità massima del mandrino pari a 50 giri per secondo e quella dell'utensile pari 10 mm/1".

I rispettivi riferimenti di velocità saranno 20% per il mandrino e 30% per l'utensile.

Però il solo feedforward non è sufficiente. A questo devi aggiungere un feddback di posizione.

Se ti può essere utile, sul mio tutorial sulle regolazioni (sezionde didattica, sottosezione elettrotecnica) al sesto capito si discute di un asse elettrico simile.

[lelos]

ciao

In macchina ho un mandrino controllato da inverter ed encoder,questo mandrino è collegato su una slitta che fa avanzare la punta durante il ciclo di maschiatura,la slitta e controllata da invertec ed encoder.quindi genero io i riferimenti e conosco la posizione dei due assi

perché non viene usato un sistema con patrona?

tutti i problemi di avanzamento risolti.

anche se non si vuol usare la patrona ci sono altri sistemi meccanici a molla (sempre meno efficaci della patrona)

[mazzinga]

Livio ti ringrazio per la risposta,

Questo calcolo mi serve solo per calcolare il feedforward,poi ci sara un contributo PI che processa l'errore di inseguimento.

Ho dato uno sguardo al tuo tutoria,ho visto la sessione dedicata all'albero elettrico,ma non sono riuscito a capire in che modo rapportare la velocita del master che in questo caso è il mio mandrino con lo slave che nel mio caso è il carrello.

Nell'esempio che mi hai descritto prima non sono riuscito a capire in che modo hai calcolato il 30% di velocita da dare al carrello.Potresti essere piu sintetico.

Riguardo alla mia formula che te ne pare,non so se è corretta.

[Livio Orsini]

Più sintetico di così! In effetti avrei dovuto scrivere 33.33%, ma ho arrotondato.

[mazzinga]

Ok, grazie lo stesso

[Livio Orsini]

Guarda che quella percentuale si riferisce all'esempio fatto.

Se la velocità massima è pari 10 mm/1", una velocità di 3 mm/1" rappresenta il 33.33% del valore massimo, quindi il suo riferimento dovrà corrispondere al 33.33%.

[mazzinga]

avendo fatto due conti a me torna 30% della velocita e non 33.33%

se la velocita max è 10mm/1" ed la velocita richiesta è 3mm/1"

velocita =(100*3)/10=30%

se ad esempio la velocita richiesta fosse 5mm/1"

velocita =(100*5)/10=50%

Forse sbaglio qualcosa?

[JumpMan]

mah... devi ottenere un ottima interpolazione tra l'asse rotante e l'asse lineare, quando arrivi alla fine della filettatura l'asse rotante rallenta fino a 0 e poi inverte, l'asse lineare deve seguire perfettamente altrimenti .... craaakk

io la vedo come lelos

p.s. in una macchina da occhialeria ho visto un mini-mandrino che filettava cerniere di occhiali con un maschio da 1.5mm azionato da un semplice motore trifase con inversione di marcia al volo tramite 2 normali contattori in configurazione di inversione marcia!!! (avanzamento con normale cilindro pneumatico) il ciclo di filettatura durava si e no 1/2 secondo e il maschio non si rompeva, macchine che producono un pezzo ogni 2-3 secondi con all'attivo una decina di milioni di pezzi...questo solo per dire che a volte una buona meccanica è meglio di una buona elettronica

Modificato: 6 gennaio 2014 da JumpMan

[mazzinga]

la macchina in questione è speciale,il principio è come una filettatrice,ma è completamente diversa,lavora a velocita molto piu basse di quelle che sono state indicate e non lavora con dei normali maschi,ma con degli utensili particolari.

Ripeto ho deciso di descrivere l'applicazione di una maschiatrice perche il principio di lavoro è molto simile

[Livio Orsini]

Forse sbaglio qualcosa?

no sono io che al mattino non sempre sono ben sveglio!

In effetti avevo scritto 30% poi questa mattina, chissà perchè ho fatto 10/3 ==> 33.33%, Forse è stata la tuia richiesta di maggior sintesi

questo solo per dire che a volte una buona meccanica è meglio di una buona elettronica

Questo sempre, solo che oggi la meccanica costa di più dell'elettornica.

Se lo sforzo di amschiatura è piccolo, come nel caso che citi basta solo un poco di forza per aiutare la penetrazione.

Comunque non è difficile realizzare un asse elettrico con quelle caratteristiche, certo non è il caso di usare il PID di libreria.

Hanni fa, circa 10, un utente del forum ha realizzato un interpolatore circolare per taglio in sagoma con una 315. Sul vecchio forum c'era anche la relativa discussione in rilievo ed avevo ricevuto il video della lavorazione.

[mazzinga]

Ok,incominciavo a preoccuparmi non ho un'eta dove la mente inizia ad abbandonarti.

Ho creato un foglio di calcolo per riassumere il calcolo della velocita,alla fine ho inserito due formule che portano allo stesso risultato,non so quale è meglio utilizzare.Potreste dargli un'occhio e dirmi cosa ne pensate,quale calcolo usereste e soprattutto se è tutto corretto.

Vorrei integrare tutto nel PLC,avrei pensato di far girare l'interupt di calcolo e di correzione PI a 0.01,non è richiesta una grossa precisione,visto che il passo piu corto che posso lavorare e circa 150mm,che ne pensate potrebbe essere una tempistica corretta.

[mazzinga]

dimenticavo l'allegato

https://www.dropbox.com/s/k0tdepjd3bjs2s5/Calcolo%20Velocita%20Passo%20Filettatura.rar?n=254139985

[Livio Orsini]

avrei pensato di far girare l'interupt di calcolo e di correzione PI a 0.01,

Usi un PI fatto ad hoc o usi il PID della libreria Siemens?

10 ms di period di campionamento puoò essere troppo lungo, ma anche troppo corto. Dipende dal tempo di reazione dell'azionamento della traslazione. I tempi di campionamento van calcolati in modo abbastanza preciso.

[mazzinga]

uso un PI fatto da me,non uso quello di libreria,mi puoi dare una dritta di come poter calcolare il tempo di campionamento,non ho la piu pallida idea

dimenticavo,hai dato uno sguardo al mio foglio di calcololo,che te ne pare potrebbe andar bene,i calcolo sono corretti.

[Livio Orsini]

No non ho avuto tempo di guardare il tuo foglio; poi data la mia nota distrazione è meglio che non lo faccia, potrei non vedere le incongruenze.

I tempi di campionamento dipendono esclusivamente dalla risposta del sistema e dall'errore che vuoi ottenere.

Cerco di chiarire con un esempio.

Se tu campiuoni con t_s = 1ms ed il tuo asse impiega 4 ms pereseguire una variazione significativa, avrai un sistema instabile.

Se campioni con t_s = 10 ms ed il tuo asse in questo lasso di tempo può avere una variazione maggiore dell'errore massimo ammesso, non riuscirai mai a correggere.

Per esperienza personale.

Tara la velocità massima necessaria dell'asse con il riferimento al 90%, così ti riservi un 10% di sovravelocità per le correzioni. Poi scala l'influenza della correzione in modo che 100% della correzione valga 10% del riferimento. Diverrà tutto più agevole. Se poi ricalibri l'influenza in funzione della velocità è anche meglio.

[omaccio]

Per il foglio excel non ci ho capito un granché sembra non funzionare:

Per fare la prova del 9 ho impostato la velocità mandrino a 100 g/min e un passo da 0.5; la velocità del carrello dovrebbe essere 50mm/min ma non lo è!

[JumpMan]

Per fare la prova del 9 ho impostato la velocità mandrino a 100 g/min e un passo da 0.5; la velocità del carrello dovrebbe essere 50mm/min ma non lo è!

perchè c'è Velocità lavoro % in riga 9, in riga 5 è la vel.max. mandrino

Ho notato 2 cose,

1. Se poni Velocità lavoro % = 100 il carrello non ce la fa (150%), probabilmente è difficile porre dei limiti statici nelle variabili perchè ovviamente dipende anche dal passo, però puoi sempre fare una routine che quando cambi passo e/o velocità lavoro % controlla che le 2 velocità degli assi rimangano sotto il 100% ed in caso di supero corregge automaticamente velocità lavoro %.

2. Se usi Siemens S7-300 non va bene 32767 ma devi mettere 27648 nella riga 22

[JumpMan]

Alla fine qui si vuole realizzare un asse elettrico, sarebbe ipotizzabile l'utilizzo di un inverter con funzione gantry integrata? o subentrerebbero problemi per la necessità di variare spesso il rapporto tra i 2 assi ?

[mazzinga]

Per fare la prova del 9 ho impostato la velocità mandrino a 100 g/min e un passo da 0.5; la velocità del carrello dovrebbe essere 50mm/min ma non lo è!

Se imposti una velocita max di 100g/min ed un passo di 0.5 la velocita del carrello e di 0.833333 mm/1" che moltiplicato per 60 (1 Minuto) il risultato è 50mm/min.

Se guardi la velocita è espressa in secondi e non in minuti.La velocita si imposta in percentuale perche vogliono cosi,che viene rapportata alla velocita max del mandrino espressa sempre in °/1".

nel foglio di calcolo,le caselle in nero sono i dati che si conoscono e si devono impostare in rosso i dati calcolati ed in verde il risultato finale.

1. Se poni Velocità lavoro % = 100 il carrello non ce la fa (150%), probabilmente è difficile porre dei limiti statici nelle variabili perchè ovviamente dipende anche dal passo, però puoi sempre fare una routine che quando cambi passo e/o velocità lavoro % controlla che le 2 velocità degli assi rimangano sotto il 100% ed in caso di supero corregge automaticamente velocità lavoro %.

questa è una cosa a cui stavo pensando

Se usi Siemens S7-300 non va bene 32767 ma devi mettere 27648 nella riga 22

questo lo so,le prove che sto facendo sono con un'altro plc che lavora con fondo scala 32767.

Avendo fatto delle ulteriori prove,a me sembra che tutti i calcoli siano corretti,ed anche il concetto mi sembra corretto.Mi date conferma

[mazzinga]

per omacio

se vuoi impostare 100 giri/min devi scrivere 600 °/1",che è dato da 100*360/60=600°/1"