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04/03/2017 #1

Avatar de juanma2468

Duda para comenzar una interface de una CNC
Hola gente, queria consultar esta duda que se me presento al momento de querer hacer mi propia interface y driver para mi futura CNC. La mayoria de las interfaces que he visto trabajan por puerto paralelo, que es lo que voy a utilizar y la utilizare junto con el software Mach 3. Ahora bien, la mayoria de las interfaces trabajan con drivers para motores PAP para manejar los ejes, pero buscando información y viendo varios videos de como funcionan, he llegado a la conclución de que es mejor trabajar la CNC con motores DC para aumentar la velocidad, cosa que los motores PAP no tienen. Hasta aquí ya tengo definido que la interface va a usar el puerto paralelo y que los motores van a ser motores DC con encoders absolutos para mover los ejes. La salida del driver manejará al motor con PWM, eso está claro. El progama Mach 3 por cada eje emite 2 tipos de señales, una la de dirección (indica para que lado tiene que girar el motor) y la de pasos (esta señal depende de la cantidad de pasos/vuelta de cada motor/encoder, lo que se me complica es la forma de encarar con un micro el tema de los pasos que va a emitir el programa mach 3 con los encoders y la salida PWM. O sea, se cuando los pasos comienzan y por ende el PWM va a ser el minimo y de ahi irá en aumento, pero el tema es como se cuando van a terminar los pasos para poder ir reduciendo el PWM para que el motor no se pase de la posición original en que debe detenerse. Adjunto una imagen de un driver de este tipo para que vean.

Pido me den alguna idea de como determinar cuando comienza y cuando termina la señal de pasos. Desde ya muchas gracias.
04/03/2017 #2

Avatar de papirrin

No hay manera de determinar eso que quieres o sería muuuuuy complicado.
Existen motores PAP de "alta" velocidad $$$...


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04/03/2017 #3

Avatar de juanma2468

Pues de hecho existen, como se puede ver en la imagen que adjunte, no creo que sean tan complicados. Creo que la clave debe estar en los pulsos de salida. Imagino que tanto al comienzo como al final de la trayectoria los pulsos deben ser mas anchos imagino, para asi poder cumplir con las rampas de aceleración y desaceleración que el programa mach3 te permite configurar. Pero no estoy seguro de ello, es lo que intuyo

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04/03/2017 #4

Avatar de papirrin

Quizás no me explique bien, yo no dije que no existieran, lo que no se puede determinar es la solución a tu problema...
A grandes rasgos tendrías que almacenar en un buffer todo el proceso que será como si lo hiciera un motor PAP (ojo con eso) después el microcontroladir tendrá que calcular de acuerdo al peso presión y etc La velocidad y los fines de carrera. Cosa que una PC hace sin problemas.
Como dije y sostengo hasta ahora... muy complicado!
Ese aparato que pusiste no lo hace una persona...lo hace una compañía con cientos de personas...
Eso es lo que opino.



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04/03/2017 #5

Avatar de juanma2468

Pero el programa mach3 ya realiza ese calculo de trayectorias y tiene entradas para finales de carrera mecánicos que determinan las máximas dimensiones de trabajo de la CNC . De todas formas me falto aclarar que mi CNC va a ser de 2 ejes X e Y ya que el Z no lo voy a usar dado que utilizo un láser de 5.5W por lo que no van a sufrir esfuerzos los ejes más que la de poder moverse ellos mismos

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04/03/2017 #6

Avatar de papirrin

Yo mejor intentaría buscar motores de alta velocidad... o quizás ni eso necesitas... Los motores PAP normales sin peso son bastante rápidos y con algún engranaje puedes duplicar la velocidad...



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04/03/2017 #7

Avatar de locodelafonola

Hola
juanma2468 dijo: Ver Mensaje
Pero el programa mach3 ya realiza ese calculo de trayectorias y tiene entradas para finales de carrera mecánicos que determinan las máximas dimensiones de trabajo de la CNC . De todas formas me falto aclarar que mi CNC va a ser de 2 ejes X e Y ya que el Z no lo voy a usar dado que utilizo un láser de 5.5W por lo que no van a sufrir esfuerzos los ejes más que la de poder moverse ellos mismos

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Y desde ya perdon por meter "la cuchara" ., amigo ....... hay un pequeñisimo detalle ., muy pequeño ., y casi insignificante
Estas habando de aumentar la velocidad de los motores ., pero el detalle ., es la velocidad de comando del soft MACH3 ., por mas que tengas velocidad del motor ., si el soft no la tiene ., los motores iran lentos
Los motores pap ., pueden ir mas rapido (muchisimo mas) ., pero el soft no lo permite (los motores usados hasta ahora)
Talvez tendrias que fijarte en ese detalle ., si puede ir mas rapido (ordenes)
04/03/2017 #8

Avatar de juanma2468

Pues el soft con 1Gb de ram y el procesador que tiene puede correr sin problemas a la minima frecuencia de 25000Hz, y suponiendo unos 2000 pasos por vuelta de motor me da que puede dar mas de 10 vueltas por segundo lo cual creo es una velocidad aceptable en comparación con un pap y varillas roscadas.

De todas formas, estaría interesado en intentar armar un driver para estos motores ya que por la red no encontré ningún esquema ni como plantear el problema, y me gustaría poder desarrollarlo y postearlo aquí para que pueda estar al alcance de quien guste, los driver de pap están mas que estudiados y desarrollados, por eso también quisiera encarar algo diferente a lo que ya esta

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04/03/2017 #9

Avatar de papirrin

No se refiere a la capacidad del procesador... normalmente y digo normalmente los programas no se rigen por el tiempo del procesador sino del RTC del computador... Estos RTC no tienen mucha resolucion. De cualquier manera quizás el programa (no el hardware del PC) sólo este diseñado para la máxima velocidad de un PAP...
No creo que usar varillas roscadas sea buena idea si quieres velocidad... seria mejor bandas dentadas...
El detalle no está en si pueden ir más rápido los PAP en comparación del DC, sino que el MACH3 no está diseñado para eso... seria mas fácil y práctico buscar otro software para los DC



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04/03/2017 #10

Avatar de juanma2468

Y que software me puedes recomendar para los motores dc con salida por puerto paralelo? Lo ideal seria que ya entregara la salida pwm directamente, luego con un filtro pasa bajos obtengo una continua que sensaría con un micro y en función de ese valor de continua aumento o disminusco el ciclo del pwm que manejaría al motor.
Por cierto yo voy a usar correas dentadas no varillas.

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05/03/2017 #11

Avatar de locodelafonola

hola
juanma2468 dijo: Ver Mensaje
Pues el soft con 1Gb de ram y el procesador que tiene puede correr sin problemas a la minima frecuencia de 25000Hz, y suponiendo unos 2000 pasos por vuelta de motor me da que puede dar mas de 10 vueltas por segundo lo cual creo es una velocidad aceptable en comparación con un pap y varillas roscadas.

De todas formas, estaría interesado en intentar armar un driver para estos motores ya que por la red no encontré ningún esquema ni como plantear el problema, y me gustaría poder desarrollarlo y postearlo aquí para que pueda estar al alcance de quien guste, los driver de pap están mas que estudiados y desarrollados, por eso también quisiera encarar algo diferente a lo que ya esta

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¿¿¿¿ que tiene que ver la velocidad de la maquina ., con la velocidad de proseso ?????
¿¿¿¿ Alguna vez viste un torno de control numerico ???? ., a menos que intervengas en el programa .,la velocidad de proceso es inamovible ., (se hace lento ., para evitar errores de direccionamiento)
Ese driver que mostras ., sospecho que es para otro tipo de soft ., no MACH 3
05/03/2017 #12

Avatar de juanma2468

locodelafonola dijo:
¿¿¿¿ que tiene que ver la velocidad de la maquina ., con la velocidad de proseso ?????
Y cito textualmente del Manual en castellano del programa Mach3, página 36, subindice 5.2.2 "Definiendo las frecuencia de la maquina"
Manual en castellano del programa Mach3 dijo:
El controlador Mach3 puede trabajar a una frecuencia de 25.000 Hz (pulsos por segundo), 35.000 Hz o 45.000 Hz dependiendo de la velocidad de su procesador y otros programas cargados mientras se ejecuta Mach3.
La frecuencia que necesita depende de la máxima tasa de pulsos que necesita para controlar cualquier eje y su tope de velocidad. 25.000 Hz probablemente será apropiada un sistema de motores paso a paso. Con un controlador de 10 micro pasos como el Gecko 201, obtendrá alrededor de 750 RPM para un motor paso a paso estándar de 1,8º. Una alta tasa de pulsos son necesarios para controlar servo motores que tienen un codificador de alta resolución en el motor. Mas detalles pueden obtenerse en la sección afinación del motor.
Computadoras con un reloj de 1 Ghz de velocidad casi seguro que ejecutará a 35.000 Hz si puede seleccionar esta cuando necesite altísimas tasas de pasos (e.g. si tiene una varilla roscada de paso muy fino).
La versión de demostración solo se ejecutará a 25.000 Hz. Además si Mach3 es forzado a cerrarse entonces en el reinicio automáticamente se configurará para operar a 25.000 Hz. La frecuencia real en el sistema que se está ejecutando es mostrada sobre la pantalla “Diagnostics”.
locodelafonola dijo:
¿¿¿¿ Alguna vez viste un torno de control numerico ????
No personalmente, pero si vi muchas por youtube

----------------------- Actualización --------------------------------
Fuente: http://www.flashcutcnc.com/cnc-controls
Cito:
Stepper vs Servo Stepper motor control is the most cost-effective way to control a machine tool. The accuracy is exceptional, and the price is very reasonable. All of our stepper systems are micro-stepping, giving you great smoothness and accuracy. The only limitation is that the maximum speeds for rapid moves and cutting moves are not as high as for servo control.
Servo control uses feedback from an encoder to constantly monitor the machine tool's exact position. Using the feedback signals, the control system can achieve very high speeds and perfect accuracy, even under very strenuous conditions.
Traducción:
Motores PAP vs Servo Motores (motores DC)
El control de motor paso a paso es la forma más rentable de controlar una herramienta de una máquina. La precisión es excepcional, y el precio es muy razonable. Todos nuestros sistemas paso a paso son micro-pasos, dándole gran suavidad y exactitud. La única limitación es que las velocidades máximas para movimientos rápidos y movimientos de corte no son tan altas como para el servo control.
El servo control utiliza la retroalimentación de un codificador para monitorear constantemente la posición exacta de la herramienta de la máquina. Utilizando las señales de retroalimentación, el sistema de control puede alcanzar velocidades muy altas y una precisión perfecta, incluso en condiciones muy agotadoras.

Por otro lado también leí que cuando los motores PAP se calientan aveces pueden perder pasos, con lo cual arruina el trabajo que estas haciendo, en cambio los servo motores nunca pierden pasos. Hay muchas más ventajas en los servos motores que en los PAP, por supuesto que los sistemas de servo motor son más costosos, pero en mi caso serán de piesas recicladas, por lo que no es un problema.


Googleando un poquito nomas, encontre un soft que permite trabajar con motores PAP y servo motores
http://tallerdedalo.es/web/MundoCNC/Software
El unico problema es que es para linux y yo cuento con windows, pero si no encuentro ninguno para windows instalaré el linux.
05/03/2017 #13

Avatar de papirrin

a mi me parece muy extraño esto:
Computadoras con un reloj de 1 Ghz de velocidad casi seguro que ejecutará a 35.000 Hz si puede seleccionar esta cuando necesite altísimas tasas de pasos (e.g. si tiene una varilla roscada de paso muy fino).
los timers de la mayoria de los compiladores se generan con el RTC(reloj de tiempo real), porque hacer un reloj con la velocidad del procesos del cPU dependeria de muchos factores (multitask y etc) y no serial real, es como hacer un reloj con un PIC que no son nada precisos, en cambio un modulo RTC si lo es... ademas que no esta contemplando la velocidad del puerto en su especulacion.

pero claro depende de como ese diseñado el Mach3 y es probable que sea correcto lo que afirma y la verdad no me interesa investigarlo.

y Por curiosidad... que vas a hacer con el laser que necesitas bastante velocidad?
05/03/2017 #14

Avatar de juanma2468

Quiere la mayor velocidad solo para no morirme de angustia esperando, por otro lado el uso va a ser variado, desde cortes, pcb, grabados, etc

Enviado desde mi SM-J710MN mediante Tapatalk
05/03/2017 #15

Avatar de papirrin

Quiere la mayor velocidad solo para no morirme de angustia esperando, por otro lado el uso va a ser variado, desde cortes, pcb, grabados, etc
creo que te estas ahogando en un vaso de agua... ni las maquinas industriales son tan veloces al hacer cortes, grabados y etc, todo depende de la capacidad del laser o lo que sea para realizar el trabajo, no de la capacidad de movimiento de los motores.
05/03/2017 #16

Avatar de juanma2468

Todo va de la mano. Mi laser no es muy potente, por lo que para cortes se puede optar por o bien pasar lento o bien pasar varias veces por el mismo lugar a mayor velocidad. De todas formas la velocidad me interesa mas que nada en grabados que no requiere tanta precisión ni tanta potencia.
Pero si cuento con una cnc rápida puedo trabajarla lenta o rápida a mi gusto, en cambio si ya es lenta de ahí no salgo

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A esto es a lo que me gustaría llegar de ser posible o lo más cercano posible.

Tambien he visto que se pueden hacer placas pintando las pcbs con pintura y que el laser queme la pintura como en esta cnc.

Y a quien no le gustaria una de estas en su casa

05/03/2017 #17

Avatar de papirrin

en el primer video se ve claro que es un PAP, y con banda dentada (no varilla roscada) eso acelera mucho la velocidad.

el segundo video se puede suponer que es lo mismo pero se ve acelerado el video.

el tercer y cuarto video podria suponer que lo que se mueve no es el cabezal, sino el lente laser.

sigo pensando que una forma barata y confiable es como el primer video.
06/03/2017 #18

Avatar de locodelafonola

Hola
papirrin dijo: Ver Mensaje
en el primer video se ve claro que es un PAP, y con banda dentada (no varilla roscada) eso acelera mucho la velocidad.

el segundo video se puede suponer que es lo mismo pero se ve acelerado el video.

el tercer y cuarto video podria suponer que lo que se mueve no es el cabezal, sino el lente laser.

sigo pensando que una forma barata y confiable es como el primer video.
En el primer y segundo video ., son motores PAP (como son las CNC comunes)
Y sip tienen sistema de correa dentada muy comun ahora
El tercer y cuarto video ., usan GALVOS SCANER ., como los equipos de proyeccion de figuras laser
Y por lo que veo ., parecen ser de 30K (30.000 puntos por segundo) de exploracion
Yo creo que con 15K( mas comunes y baratos ) se optiene algo bastante bueno
La contra son los espejos (carisimos ., tanto o mas que una CNC completa) ., y que pasado cierto tiempo de uso hay que cambiarlos
O sea ., que como la mesa no se mueve (placa en forma estatica)., tampoco es necesaria mucha velocidad a la cabeza " quemadora"
Tampoco es bueno que lleve mucha velocidad ., porque el laser no "quema" o evapora el cobre
Pero si tu idea es esa ., tampoco tiene mucho sentido ., aumentar la velocidad ., siguen siendo logicos (y deseables ., los pap)
06/03/2017 #19


Hace ya muchos años hice algo así.
Hice una aplicación en alto nivel, visual basic, cogía las coordenadas de un archivo hpgl, exportado desde AutoCAD.
También fabriqué unas placa microcontroladora, con un 8951 si no recuerdo mal.
Simplemente, a través de un protocolo de comunicación inventado por mi, el micro leía la posición actual, solicitaba al pc la siguiente coordenada, la trabajaba a analógica y mandaba las señales a 2 amplificadores que actuaba sobre los motores de continua. Esos motores movían unos encoders y el micro volvía a calcular la nueva posición y a pedir al pc una nueva coordenada.


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19/03/2017 #20

Avatar de juanma2468

Recien hoy pude hacer las pruebas que quería para ratificar mi hipótesis. Como bien suponía, los pulsos que entrega el mach3 al comienzo y al final, son más espaciado que en el medio, por lo que hace un driver que pueda controlar el motor dc con encoder no lo veo tan imposible. Como bien ya he mencionado, el programa mach3 trabaja desde los 25khz y en mi caso hasta los 100khz. Usando la frecuencia de 25khz y velocidad media baja y aceleracion media baja pude observar que la frecuencia de la señal (pulsos) era de unos 2khz, luego aumente un poco los parametros antes mencionado y la frecuencia de la señal se fue a unos 4khz. Por último subí los valores al máximo y observe que la frecuencia de la señal era de unos 12,5khz, o sea la mitad de los 25khz. Lo otro que observe es el ancho de los pulsos, rondan en promedio los 2,7 useg independientemente de la frecuencia de salida. Dejo fotos de lo observado con el osciloscopio. En cuanto tenga novedades del driver las informaré por aquí.



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