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UPGRADE macchinario


Ale7676
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Salve a tutti e mi scuso se sono nella sezione sbagliata. 

Ho una vecchia ma ottima troncatrice doppia per legno ( di cui allego una foto). 

Praticamente sono due lame circolari che scendono tramite azionamento pneumatico a pedale. La lunghezza del pezzo da troncare si regola aprendo e allontanando (o avvicinando) le due lame.

il movimento avviene su due guide tubolari mediante volantini manuali.

 

Vorrei rendere più efficiente e veloce ( nonché comodo) il settaggio della macchina, attraverso la motorizzazione delle due teste e contestualmente lettura digitale delle quote. In pratica vorrei trasformare una macchina manuale in una semi-automatica. 

 

Le operazioni da automatizzare sono essenzialmente due: la motorizzazione delle teste( in sostituzione dei volantini manuali) e una centrale di comando per la lettura delle quote e l’inserimento della misura del pezzo da tagliare. 

 

Io sono abbastanza acerbo in materia di automazione, mi appoggerò sicuramente a qualche conoscente più competente per l’installazione, ma per ora mi interessava farmi un’idea della fattibilità della cosa, dei componenti necessari e quindi del relativo costo( molto soannometrico).

 

Grazie a chi vorrà darmi qualche indicazione.

 

ale

 

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Edited by Ale7676
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Livio Orsini

Il sistema più semplice è montare 2 motori passo-passo in luogo dei 2 volantini.

I 2 motori devono essere comandati da due appositi drive.

Poi le soluzioni per impostare le quote e comandare lo spostamento sono molteplici.

Tanto per farti un'idea, anche dei costi, prova a consultare il sito della Oriental motor; li trovi i motori ed i relativi drive ed anche qualche sistema di posizionamento.

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1 ora fa, Livio Orsini ha scritto:

Il sistema più semplice è montare 2 motori passo-passo in luogo dei 2 volantini.

I 2 motori devono essere comandati da due appositi drive.

Poi le soluzioni per impostare le quote e comandare lo spostamento sono molteplici.

Tanto per farti un'idea, anche dei costi, prova a consultare il sito della Oriental motor; li trovi i motori ed i relativi drive ed anche qualche sistema di posizionamento.

Grazie davvero gentilissimo, ho visto che i motori passo passo e i relativi driver sono abbastanza economici. 

Per il controllo ed il posizionamento, sempre in in ottica di economicità che soluzione mi consigli?

 

il punto per quanto mi riguarda è proprio capire se valga la pena( economicamente) automatizzare questa vecchia (ma buona macchina) o cercarne una più recente già automatica nativa. 

 

Grazie 

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Grazie alle sue indicazioni mi sto facendo un minimo di infarinatura sulla materia. 

 

Sul funzionamento dei motori passo passo credo di aver capito qualcosa anche se non mi è chiaro il corretto dimensionamento e voltaggio per la mia applicazione. Ho anche capito che per azionarli servono i relativi driver. Ovviamente un alimentatore. 

 

Poi si tratta di comandare questi motori. Quindi servirà un plc e un monitor per l’inserimento dei parametri. Per semplificare questa fase esistono “monitor” o “tastierini” che integrano al proprio interno anche il plc e vanno direttamente collegati ai driver? 

 

Ho visto il Siemens logo tde. Ma mi sembra che questo sia un semplice monitor da abbinare alla serie logo plc

 

Altra domanda: ma il controllo come fa a capire la posizione dei motori? Sfrutta i passi una volta programmato? 

 

Come spesso accade a chi è ignorante in una determinata materia, mi ero figurato che fosse una conversione abbastanza semplice. Invece mi rendo conto che non è proprio così, anche se probabilmente mi sembra molto complesso proprio perché non è il mio pane. 

 

Grazie 

Edited by Ale7676
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Livio Orsini

Da quello che scrivi, purtroppo, traspare che non hai nemmeno le conoscenze basilari di questi dispositivi.

Cerco di riassumerti le caratteristiche principali dei dispositivi.

  1. I motori non vanno dimensionati per tensione ma solo in base alla coppia che dovranno erogare. Bisogna cono scere la forza necessaria per effetture la traslazione. Immagina di applicare direttamente l'albero motore al perno del volantino. ilmotore deve erogare almeno la coppia necessaria per far ruotare questo perno. In quiesto momento solo tu hai la sensazione della forza che si esercita sul volantino.
  2. I motori passo passo si usano nei posizionamenti perchè non è necessario avere una retroazione di posizione. Ogni motore ha una caratteristica immutabile: ad ogni passo l'albero ruota di x°. Se, ad esempio, il tuo motore ruotasse di 0.5° a passo, dovrebbe effettuare 720 passi per avere una completa rotazione. Se il tuo volantino con una rivoluzione completa traslasse, ad esempio di 7.2 mm, ad ogni passo l'asse si sposterebbe di 0.01mm. Quindi se si volesse traslare il sistema di 10 mm bisognere comandare il motore con 1000 passi/impulsi.
  3. Normalmente i drive per passo-passo sono comandati da un segnale che indica la direzione e da un treno di impulsi che determina velocità e quantità di passi. Il numero di impulsi inviato corrisponde al numero di passi che farà il motore, la frequenza degli impulsi sarà proporzionale alla velocità del notore.
  4. Ci sono PLC che possono generare treni di impulsi, non so se il LOGO abbia questa possibilità.

Il mio suggerimento di consultare il catalogo di un'azienda specializzata serve proprio per verificare se abbiano a listino un dispositivo "posizionatore".

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Confermo che sto iniziando ora ad apprendere qualche informazione basilare grazie al suo aiuto. 

 

1: rimane comunque il problema di saper convertire la quantità di sforzo manuale necessario allo spostamento, in coppia nm del motore. In realtà a guide lubrificate il movimento è molo scorrevole e l’albero del volantino è inserito in una piastra a doppio ingranaggio con effetto demoltiplicatore. 

 

2. Questo l’avevo già capito

 

3. Anche questo mi è già più chiaro

 

4. Arabo per me

 

ho consultato il catalogo dell’azienda e ne ho cercati anche altri. Mi sono accorto che è un mondo molto vasto( giustamente) sui motori ho trovato un infintà di varianti, lo stesso dicasi dei driver. 

Mi sono arenato proprio sul dispositivo posizionatore e interfaccia Uomo/macchina. Per i quali non riesco a trovare nulla on line. 

 

Grazie e. Buona domenica

 

 

Edited by Ale7676
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Di posizionatori monoasse  ne ho trovati diversi, ma non sono store on line, solo cataloghi, quindi ne ignoro il costo. 

Inoltre non ho idea se siano adatti ad applicazioni come la mia.

 

nel senso: questi posizionatori/ tastierini comandano direttamente i driver? Hanno un piccolo plc interno? 

Edited by Ale7676
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Livio Orsini
12 ore fa, Ale7676 ha scritto:

tastierini comandano direttamente i driver? Hanno un piccolo plc interno? 

 

Sono domande a cui si può rispodere solo leggendo le specifiche dell'oggetto.

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Mi sembra ragionevole.

come mai però sono componenti che non si trovano in nessuno store on line? 

 

Io finora ne ho trovati solo sui siti dei produttori come ad esempio il ”Thesi 310 della givimisure” o il sidac e elgo.

Rimane l’unico componente del sistema del quale non ho un idea di prezzo, visto che di step motor e driver si trovano ovunque. 

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Livio Orsini
1 ora fa, Ale7676 ha scritto:

sono componenti che non si trovano in nessuno store on line? 

 

Questo non lo so, bisognerebbe chiederlo ai responsabili dei venditori on line.

 

Comunque un posizionatore che generi un treno d'impulsi, con le caratteristiche che ti ho specificato prima, completo di interfaccia HMI, non è un prodotto di larga diffusione, anzi è un prodotto di nicchia, piccola nicchia.

 

Come ti ho scritto prima, verifica cosa offrono i produttori di stepper come, ad esempio, Oriental motor; però se fai una ricerca in rete di produttori-venditori di "pacchetti" stepper+drive ce ne sono parecchi ed alcuni hanno anche il posizionatore. Se non vedi prezzi basta contattare il venditore per averlo

Inoltre non si può far riferimento ad un motore qualsiasi, ma bisogna far riferimento ad un motore che abbia la giusta coppia motrice.

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Probabilmente si tratta di un componente a minor diffusione, rispetto ad altri. Tuttavia è largamente impiegato nel semplice posizionamento lineare di guide e teste  in molte macchine di lavorazione del legno. 

Ormai siamo abituati a trovare di tutto on line, quindi quando non lo troviamo ci stupiamo.

 

nel mio caso era funzionale semplicemente a farmi un’idea di costo complessiva del sistema e valutare le varie opzioni anche dal punto di vista del prezzo. 

Mi spiego: se il solo osizionatore mi costa 1000 euro, mi conviene trovarmi un macchinario già automatico. Se invece mi costa 100 euro. Può esserci convenienza ad intervenire sua macchina datata.

 

Ho una chiave dinamometrica, contavo di testare la forza per azionare i volantini.

 

Grazie per le dritte

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Ho smontato un volantino per capire quanta coppia sia necessaria. 

 

Primo problema: le chiavi dinamometrica difficilmente scendono sotto i 5/6 nm, mentre su questi motori a quanto ho visto 6 nm sono già di pertinenza dei motori più grandi e costosi. 

 

Suggerimenti per il corretto dimensionamenro del motore?

 

secondo problema: il volantino aziona un riduttore che esce con un pignone dentato che lavora sulla cremagliera. Il meccanismo del riduttore del volantino è molto fluido e preciso, ma il pignone dentato che lavora sull’asta della cremagliera ha invece un discreto gioco meccanico. 

 

Ad esempio il volantino si muove ( a vuoto)  in entrambe le direzioni di circa 5/10* gradi senza muovere la testa. Poi una volta “agganciato” il senso di rotazione sembra muoversi in modo abbasta continuo. Ma potrebbe essere una sensazione. 

 

 

Questo gioco, può creare dei problemi al posizionamento? Utilizzando un sistema si arduino, è correggibile in fase di programmazione o c’è un alto rischio che i posizionamenti siano imprecisi in modo irrisolvibile?

 

grazie 

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Livio Orsini
39 minuti fa, Ale7676 ha scritto:

Suggerimenti per il corretto dimensionamenro del motore?

 

Come ho scritto prima: l'unico modo corretto è conoscere la coppia necessaria per muovere il volantino. Altrimenti si va alla membro di segugio; si prova un motore a occhio e se non ce la fa è piccolo.

Ci sarebbe un metodo abbastanza scientifico.

Prendi un pezzo di piattina di ferro o, meglio di alluminio; deve essere di dimensioni tali da mantenere la sua rigidità. Lo fori al centro avendo cura che la distanza dall'estremita al centro sia un numero di cm tipo 10cm o 20cm, in modo da semplificare i calcoli. Fissi il centro al volantino, poni la barra orizzontale, poi aggiungi pesi ad una estremità sino a quando la barra inizia a muoversi. Il peso totale  ti da la forza, mentre la distanza dalcentro è il braccio.

 

51 minuti fa, Ale7676 ha scritto:

Questo gioco, può creare dei problemi al posizionamento?

 

Certamente.

 

51 minuti fa, Ale7676 ha scritto:

Utilizzando un sistema si arduino, è correggibile in fase di programmazione o c’è un alto rischio che i posizionamenti siano imprecisi in modo irrisolvibile?

 

Per prima cosa arduino, avendo un'ìmmunità ai distrutbi condotti ed irradiati praticamente nulla, non è adatto ad una simile applicazione. Rischi di avere un sistema che va per conto suo o che si blocca o entrambe le cose. Se l'applicazione è amatoriale si può cercare, don oppurtana costruzione e progettazione elettrica del sistema, di bloccare l'iongresso della maggior parte dei disturbi, peròl'affidabilità è sempre minima. Per queste applicaioni sono necesari sistemi ad elevata immunità ECM, come i prodotti industriali.

Poi i giochi meccanici o sono noti e fissi oppure non si possono neutralizare.

L'unico modo è effettuare un ciclo di azzeramento iniziale, muovendo poi l'asse solo nel senso dell'azzeramento, così i giochi sono nulli.

 

Invece c'è un mezzo che ti porterebbe ad avere posizionamenti certi, sicuri ed affidabili.

Monti delle reghe magnetiche sulla macchina, mentre il captatore è fisso al corpo della troncatrice. In questo modo i giochi sono ininfluenti perchè si misura la posizione reale dell'attrezzo. Poi bisogna usare un sistema di posizionamento classico con reazione. Però qui i costi salgono in modo veramente elevato. Solo i 2 misuratori suoperano, probabilmente, i 1000€. Non posso darti un'idea precisa perchè sono anni che non acquisto simili dispositivi.

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lemmondroberto

Ciao ALE7676  vedendo la foto della troncatrice come spunto di riflessione ti potrei suggerire:

1 Si potrebbe tenere una testa fissa e movimentare solo l' altra,in modo da motorizzare un solo asse (X)

2 In questo caso avresti un funzionamento simile a quello di un" tornio " questo ti semplificherebbe molto la modifica.

3 Per il controller potresti vedere https://www.nvcnc.net/ddcsv3-1.html 

     o altri simili anche solo 2 assi (ne utilizzeresti solo uno l' X) il vantaggio di questi tipo di controller e' che sono

standalone (gestiscono direttamente con step /dir qualsiasi driver per stepper anche servo)ed hanno l'interfaccia utente integrata

4 Per  motore/ driver in base alla coppia che ti occorrera' potersti vedere  https://www.amazon.it/Motore-passo-passo-Stepper-86HBS120-stampante/dp/B09D7B2YZR/ref=sr_1_11?__mk_it_IT=ÅMÅŽÕÑ&crid=34Z410Q5H046E&keywords=stepper+motor+closed+loop&qid=1637663846&sprefix=stepper+motor+%2Caps%2C510&sr=8-11

 5 Devi prevedere  sia dei finecorsa per l' azzeramento che per i limiti .

6  Ultimo ma non per ultimo ( Non mi Fraintendere non voglio offendere nessuno ) quali sono le tue capacita' nel' automazione in generale,

    il tutto e' molto semplice un solo asse, due FC, un po' di parametri da settare sul controller  , ma possono diventare ostacoli insormontabili se non

   si hanno almeno le basi.

      Saluti Roberto.

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Grazie ad entrambi.  Rispondo prima a Livio:

bellissima la prova fisica, si imparano sempre cose nuove.

Ma se decido di procedere mi procuro una dinamometrica a bassa coppia. 

 

Per semplificare i problemi di precisione dovuti ai giochi meccanici, ho anche io pensato di fare un sistema meno automatico. In pratica una motorizzazione senza controllo numerico.

 

Monterei due motori sull’albero dei volantini, comandandoli con due joystick, uno per motore. 

Per la posizione potrei montare dei visualizzatori di quote magnetici. Ne fa un set interessante la siko. M504/1. Li avevo già contattati un paio di anni fa. Binari magnetici, sensore e monitor programmabile dovrebbero costare meno di 300 euro. Non so però se questo modello di visualizzatore possa leggere due sensori contemporaneamente e darmi in automatico il valore di apertura delle teste. 

 

Per Roberto:

parto dal fondo, avevo già considerato di farmi aiutare da un amico che di occupa di automazione industriale presso un grande produttore di macchinari per linee di imballaggio, ma prima di scomodare altri mi interessava farmi un idea della fattibilità e dei costi, non ultimo perché sono di natura curioso e mi piace imparare sempre cose nuove. 

 

Avevo gia pensato di lasciare ferma una testa a fine corsa e motorizzarne solo una, purtroppo la macchina ha le cremagliere divise e quindi dovrei fare modifiche meccaniche invasive. Non escludo però questa strada, mi semplificherebbe molto la vita. Non a caso le troncatrici moderne cn nascono proprio con una testa fissa e l’altra mobile. 

 

Vado subito a vedere i controller che mi hai

segnalato.

 

per entrambi: volendo optare per una soluzione motorizzata, ma non automatica ( movimentazione con joistick e visualizzazione quote indipendente), i motori stepper rimangono comunque i più indicati? Tenuto conto dei limiti di coppia e economicità di acquisto. I servomotori non sono indicati in questo caso? 

 

Grazie alesssandro 

 

 

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lemmondroberto
23 minuti fa, Ale7676 ha scritto:

per entrambi: volendo optare per una soluzione motorizzata, ma non automatica ( movimentazione con joistick e visualizzazione quote indipendente), i motori stepper rimangono comunque i più indicati? Tenuto conto dei limiti di coppia e economicità di acquisto. I servomotori non sono indicati in questo caso? 

Certo i motori stepper (oggi ci sono con encoder  ad anello chiuso sul driver)sono i piu' indicati,

  ma anche i servo hanno raggiunto prezzi molto convenienti.

36 minuti fa, Ale7676 ha scritto:

Per semplificare i problemi di precisione dovuti ai giochi meccanici, ho anche io pensato di fare un sistema meno automatico. In pratica una motorizzazione senza controllo numerico.

Per quanto riguarda gli giochi meccanici o backlash molti controller hanno la funzione del recupero gioco integrata.

Se da cio' che ho capito hai intenzione di optare per un sistema semi automatico potresti prendere in considerezione anche

https://www.amazon.it/Katigan-Generatore-Impulsi-Volantino-Pendente/dp/B08MZQB2QF/ref=sr_1_57?__mk_it_IT=ÅMÅŽÕÑ&keywords=cnc+controller+MPG&qid=1637671526&sr=8-57

 

con il solo il volantino comandi il driver del motore.

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Livio Orsini
4 ore fa, Ale7676 ha scritto:

volendo optare per una soluzione motorizzata, ma non automatica ( movimentazione con joistick e visualizzazione quote indipendente),

 

Sicuramente gli stepper sono indicati. Ad esempio lo stepper che propone lemmonroberto a sensazione dovrebbe avere coppia più che sufficiente per movimentare il volantino.

la soluzione semi automatica che hai ipotizzato ti svincola anche dai giochi, visto che metteresti dei visulaizzatori con sensore magnetico, sensore che sarebbe ancorato alla troncatrice, quin di indipendente dai giochi.

Probabilmente quei visualizzatori pernettono di prelevare gli impulsi dei sensori, quindi niente vieta, in un secondo tempo, di rendere il tutto completamente automatico.

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per il momento, grazie alle vs indicazioni  sto cercando di semplificare il più possibile il sistema, quindi sono orientato a:

1ridurre al vovimento una sola testa. L’altra la blocco a fine corsa. Dovrei riuscirci con poche modifiche alla cremagliera. 

2installare un visualizzatore di quote magnetico. 

3sostituire il volantino della testa mobile con uno stepper e movimentarlo con un semplice joistick o addirittura due bottoni. Farei un piccolo pannello di controllo con i due tasti di comando e il display del visualizzatore di quote.

 

riguardo agli stepper, ho visto che ci sono sia a closed loop che open loop. Mi sembra di aver capito che i closed loop integrano un encoder e sono migliori dell’anello aperto. 

Pero richiedono accortezze maggiori in fase di programmazione/installazione. Visto che io ho bisogno della massima semplicità possibile, sarei più orientato agli open loop.

 

 

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Livio Orsini
8 ore fa, Ale7676 ha scritto:

Visto che io ho bisogno della massima semplicità possibile, sarei più orientato agli open loop.

 

 

Effettivamente usando un posizionamento manuale va più che bene.

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lemmondroberto
Livio Orsini
2 ore fa, lemmondroberto ha scritto:

potresti anche fare a meno dello stepper e relativo driver e utilizzare un motore in cc debitamente ridotto e utilizzare dei pulsanti per marcia Avanti/Indietro.

 

Motoriduttore cc + drive costa abbastanza di più uno stepper+drive.

Inoltre un motore cc è più delicato ed ha bisogno di una manutenzione periodica alle spazzole ed al collettore. Questa è la ragione per cui sono stati quasi del tutto abbandonati. Si usano solo nei casi in cui sono richieste elevatissime prestazioni dinamiche, prestazioni che ancora oggi si possono raggiungere solo con servo motori in cc.

Poi ognuno si fa i suoi conti e si fa le sue valutazionio.

 

2 ore fa, lemmondroberto ha scritto:

Volendo ottenere la massima semplicita  se usi dei posizionatori magnetici tipo

 

Quelli che hai indicato sono solo dei visualizzatori difatti cc'è la nota:
1. Questo prodotto non include la scala lineare. (che sarebbe, nella pessima traduzione automatica, il trasduttore di posizione).

 

Questo invece è completo, ma arriva solo a 300mm
 

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Uno stepper con una buona Coppia NEMA 34 si trova completo di driver sotto i 100 euro. Rientra nel mio budget. 

Livio mi diceva che arduino è poco indicato per applicazioni industriali, quindi cosa dovrei usare per collegare i comandi del pannello di controllo e il driver del motore? 

 

Sto iniziando a capire le modifiche meccaniche per rendere mobile una sola testa. 

Il punto più critico è il fatto che al centro, essendo la macchina nativa divisa a metà, la cremagliera si interrompe. Dietro al piccolo quadro che contiene l’attual Interruttore dei motori ( che andrà spostato perché di intralcio) Quindi dovrò fare un po’ di taglia e cuci. Manca una sezione di circa 20cm. Visto che comunque l’accoppiamento tra pignone e cremagliera già adesso non è dei più precisi non mi preoccupa questo passaggio.

Ma le cremagliere rispettano degli standard? Riuscirò a trovare una sezione con gli stessi denti? Ho fatto qualche misurazione col calibro e sembrerebbe una modulo 2, visto che il passo fra i denti è circa 6mm. Non so però se la geometria del dente sia standard.

 

 

I lettori di quote magnetici molto economici e già pronti( chiamati anche righelli magnetici) sono in genere molto corti. Difficilmente superano i 1500mm. Io ho bisogno di 3000mm di corsa. Il visualizzatore siko è componibile/ programmabile  e la barra magnetica la puoi prendere anche di 6 metri. Chiaramente si fanno pagare ma dovrebbe essere uno strumento professionale. Più che altro mi preoccupa un po’ l’installazione. Il sensore ha un po’ di tolleranza, ma sarà comunque una sfida posizionare tre metri di banda magnetica adesiva con precisione millimetrica 

 

Edited by Ale7676
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ho fatto la prova fisica così come descritta da Livio per il calcolo della coppia necessaria.

ho utilizzato un profilato di alluminio leggero ma inflessibile lungo 60 cm. Forato al centro e fissato il centro in corrispondenza del centro del volantino e posizione in bolla orizzontale.

 

ho fatto diverse prove. E ho visto che con un braccio di 30 cm serve circa un kg per muovere la testa.

 

Se i miei calcoli non sono sbagliati corrisponde ad una coppia di circa 3/4 nm. 

 

Considerando che la testa che ho provato a muovere l’ho lasciata volutamente NON lubrificata, questo dato può solo che migliorare. Inoltre io sto guardando stepper con coppie vicine a 8 nm. Dovrei essere tranquillo 

 

 

 

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Livio Orsini

Con un 1kg con braccio di 30cm, sono 0.3 kgm corrispondenti a 2.94Nm circa.

8 minuti fa, Ale7676 ha scritto:

stepper con coppie vicine a 8 nm. Dovrei essere tranquillo 

 

Si non dovresti avere alcun problema.

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Mentre cercavo il motore, ho visto che il venditore offre anche motori con già un riduttore:

 

Ad esempio questo NEMA 23 25:1. 

 

Potrebbe essere una soluzione intelligente rimuovere tutto il riduttore meccanico collegato al volantino e montare uno step motor ridotto chiemcon il giusto pignone va a lavorare direttamente sulla cremagliera? O mi complico la vita rispetto a togliere il volantino e collegare lo step motor all’albero del volantino?

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