Creacion de un CNC

Hola "newnaf":

Voy a ver si te puedo contar en varios posteos porque este asunto del plotter involucra varios
temas.

Primero, el tema de los motores:
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Si lo que te preocupa es que se "clave", yo te aseguro que cualquier motor de CC alimentado
con un PWM al 50%, se "clava" igual que un motor de pasos.
No te olvides que el motor de pasos no tiene engranajes adentro, lo que lo acopla es el campo
magnético entre dos piquitos que ni se tocan, uno del estator y otro de rotor. Si le haces
suficiente torque (!) lo podés mover igual. Claro que eso no va a pasar si lo que movés es un
buje sobre un eje, ambos bien pulidos. Es cuestión de ser prolijos y no dejar que se metan
virutas dentro del motor ni de los bujes, o las colisas, o entre los dientes de los engranajes
(!).

Por las dudas recordemos un poco la "teoría" del PWM para motores de CC.

Se supone que la fuente puede entregar suficiente potencia como para mover la carga.
La tensión se aplica completa y con una polaridad alternante, digamos por ejempo:
1 ms en un sentido y 1 ms en otro. Así, se dice que se tiene un "ciclo útil" de 50%.
(Lo pongo entre comillas porque en este caso el nombre no dice mucho, ya que el
sistema es "util" el 100% del tiempo.)
El valor de tensión que se aplica en cada semiciclo es constante, o sea que el motor se
alimenta con una onda cuadrada. El límite de la tensión lo pone la corriente que tolera el
motor. En tu caso, según la primer foto, sería 24 V de amplitud y 10 A de corriente máxima.
Lo más probable es que la resistencia de los campos sea de unos 2,4 Ohms o menos (mejor no te confíes y medila con el téster).
Igualmente al conectarlo fijate que no caliente demasiado. Si se calienta mucho, mucho,
o bien te puede fundir el esmaltado de los cables o alguna otra cosa, como engranajes plásticos cercanos.
Fijate que en funcionamiento normal, la chapa externa a lo sumo entibie al tacto.

Bien, habíamos quedado en que le aplicabamos una onda cuadrada de alta frecuencia y de
semiperíodos iguales. El resultado neto sobre el motor es que no se mueve!. La masa del rotor
impide que oscile a esa frecuencia que en mi ejemplo es de 1 kHz. A lo sumo vas a oir un tono
audible como un zumbido de tono alto. Si trabajás a mas de 20 kHz ya no vas a escuchar nada
porque te salis del rango del oido humano.

Vos dirás que si no se mueve para qué aplicarle corriente? Bueno, para que se clave!
Si no le aplicás nada queda libre, ... digamos loco. Sería el estado ideal para moverlo con la
mano.

Pero entonces, cómo hacer que avance? Si a partir de esa situación de reposo se va variando la duración de los tiempos para que NO sean iguales, el motor va a girar a una velocidad más
o menos proporcional a la diferencia de tiempos.
Digamos que si el tiempo de polaridad positiva T1 es el doble que el tiempo de polaridad
negativa T2, (es decir T1 = 2 * T2) el motor va a girar para un lado a una cierta velocidad.
Si invertis la relación de tiempos (es decir T2 = 2 * T1) el motor va a girar para el lado contrario
pero a la misma velocidad que antes.
Y si la relación de tiempos es el triple (es decir T1 = 3 * T2) va a girar más rápido.

Ojo que en general no es que se va a mover 3/2 veces más rápìdo, lo que va a pasar es que
vas a poder mover una carga 3/2 veces más pesada, que no es lo mismo.
La regulación que se logra manejando los tiempos T1 y T2 opera sobre la energía disponible para mover el rotor, ya que en todo el tiempo la tensión y la corriente son constantes y por lo
tanto la potencia eléctrica aplicada también.
Entonces el trabajo realizado, o energía entregada a la carga, resulta proporcional a la duración de cada semiperiodo. Ojo que parte se pierde en calor por disipación en las R del circuito.

Si T1 = T2 (ciclo útil de 50%) ambos torques son iguales.
La clave es que el angulo sea cero, es decir que la inercia impida el movimiento.
Lo notable es que sin embargo esa energía no se aproveche hasta que haya desplazamiento
angular. Aquí las únicas pérdidas son por efecto Joule.
La inercia del rotor y de la carga no dan tiempo a que haya angulo neto, aunque el torque
puede ser muy grande. Por eso es que se clava tan fuerte !
Cuando lo tratás de mover con la mano estás luchando contra el torque completo, no importa para que lado hagas fuerza.

A bajas frecuencias, en cambio, en las que el sistema puede vibrar, cada torque tiene tiempo
para mover el sistema un cierto ángulo. La energía útil se absorbe pimero en un sentido y
luego en el otro, lo que alimenta la vibración. Ahí sí se aprovecha la energía disponible.

Cálculos aparte, la elección de la frecuencia aplicada ( f =1 / T ) es cuestión de probar también.
A mí me pasó que (con motores de pasos) para frecuencias demasiado altas el motor zumbaba pero no se movía. O se movía, pero cada tanto salteaba algunos pasos.
A frecuencias demasiado bajas los pasos del motor daban golpes muy bruscos.
Pero había una frecuencia "mágica" para la que andaba hecho una seda!
Obviamente que ahí lo dejé sin más cálculos!

Ahora vamos a ordenarnos un poco:
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Si llamamos T al período total de señal de alimentación: T = T1 + T2, si además I1 es la
corriente constante que circula durante el tiempo T1, e I2 la corriente constante durante el
tiempo T2, y si Im es el valor máximo para V=Vmax, las configuraciones posibles serían más
o menos así:

. . . V . . . . . T1 . . . T2 . . . I1 . . . I2 . . . . Función
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. . . 0 . . . . . . - . . . . - . . .. 0 . . . . 0 . . . . Libre
. . Vmax . . . T/2 . . T/2 . . Im . . . -Im . . . Enclavamiento
. . Vmax . .. . T . . . . 0 . . . Im . . . 0 . . . . Giro a máxima velocidad para un lado
. . Vmax . .. . 0 . . . . T . . .. 0 . . . -Im . . . Giro a máxima velocidad para el otro lado

Tiempos intermedios (que sumen T) dan velocidades intermedias, como se dijo antes.

Nota acerca de los servos:
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Para terminar te comento que un servo (de los que yo conozco) es como un motor de CC
regulado con PWM con un potenciómetro acoplado a su eje de tal modo que para el ángulo
de reposo deseado (que se ajusta mecanicamente) se cumpla que T1=T2. Te suena?
Si algún esfuerzo externo tiende a sacar al eje de ese ángulo, el eje mueve el pote y este
cambia los tiempos T1 y T2 de tal modo que ya no sean iguales. Esto hace que el PWM gire
el eje en una dirección elegida de tal manera que vuelva a su posición angular de reposo.
Esto es un lazo de retroalimentación negativa.

Lo que hacen algunos pícaros es desacoplar el potenciómetro del eje y se arman de un
motor de CC 100% reversible.
Para esto se requiere echar mano al destornillador, desarmar el servo, limarle un plastiquito
y ya está. Así te lo pintan de fácil en los sitios en que lo he visto. Google mediante.
Y si te las ingenias con el circuito que trae dentro hasta podés aprovechar parte del control PWM. (gran maestra, la crisis!).
Dicho sea de paso, todo esto lo sé por teoría, yo hasta ahora no he tenido el honor de que caiga un "lindo servito" en mis garras.

Hablando ahora de los motores de pasos.
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El inicio de cada paso se lo provoca con un pulso de 24 Volts que dure 1 o 2 ms (probar!)
y tanto la carrera como el enclavamiento se mantienen con 5 Volts (hay que probar ambas
cosas !) .
Lo normal sería que alimentado con 5V DE CONTINUA el motor se te entibie, y con 24V DE
CONTINUA se te QUEME! (perdon por las mayusculas, pero es sólo para enfatizar... no quisiera que se le quemen "mis" servitos!).
Por eso el cuidado que tenés que tener es que el tiempo que dura el pulso de 24V no lo
maneje la PC ni ningun otro circuito que se pueda "colgar", porque si de casualidad te
queda en ese estado seguro te va a freir los bobinados (Me pasó!). Finalmente, eso lo
implementé con un pulso generado por el pic, pero luego filtrado con un pasa altos RC.
Como el torque máximo lo tiene durante un tiempo corto, si una perturbación al azar lo fuerza
justo durante el torque de 5V puede llegar a ganarle, y ese es el punto débil del motor de
pasos.
Algunos drivers de motores de pasos trabajan modulando una señal en alta frecuencia de
voltaje elevado (~ 30 V). En ese caso, la idea es que la potencia sea más o menos la misma siempre, pero la fuerza disponible sea siempre máxima.
Después de todo, es algo parecido al control de motores de CC con PWM. No se, digo.

Bueno, por ahora paro un poco.
Si querés después te puedo adjuntar un esquema del "timing".
Disculpá si algunas cosas ya las sabías, o si me puse demasiado matematico, pero no se que me pasa ... Debe ser que este tema me ocupó durante un largo tiempo. La gente del foro sabrá comprender.

No se si ya habrás visto el link que te mandé. Ahí se resumen algunas características de mi
plotter. En la próxima te cuento con más detalle mi experiencia con la parte mecánica
(me acuerdo y ya transpiro!). Antes tengo que encontrar el "Trapax".

Eso sí, siendo sincero: cómo te envidio por el torno y por los servos...!

Saludos!

Huy! Se me comió los tabuladores.

La arreglé como pude.

Saludos!

Me quedó una duda con respecto al encoder, ...

No entiendo porqué te limita la cantidad de bits.
Cada encoder genera 2 bits (seno y coseno) que interpretados
dan información del desplazamiento y signo de avance.
El contador lo hacés por software dentro del programa.
Con tres encoders tendrías 6 bits entrando por el puerto paralelo.
Así, sin usar el modo bidireccional te sobran 3 bits de entrada.

Además, realmente necesitas motor en Z? Tan suave hay que mover la cuchilla ?
No te alcanzaría con un relé que la suba o la baje ?
Y un motor de CC con PWM, multiplicación y fin de carrera ?
Ojo que ahí sí que se hace fuerza en contra del motor, y te puede saltear pasos !
Cuántos "kilos" pesa la cuchilla ?

Acordate que el motor de pasos conviene comandarlo en forma autónoma.
Yo lo último que hice fue comandarlo con un pic al que le mando info de signo
y paso a cada motor (uso 2 motores de pasos más un relé para el lápiz)
desde el LPT con Visual Basic.
Algo que no llegué a probar es mandar los datos a una memoria y de ahí
leerlo con el pic. Así es como trabajan los plotters comprados.
Otra forma más normalizada sería programar el pic para recibir los datos en
formato HPGL (de Hewlett Packard Grafic Language) que es la salida que usa
Protel y otros programas de salida vectorizada, para comandar plotters.
Ahí dibujas en Protel, y mandás a plotear directo!
Si hacés eso decime como es porque yo no pude.
En especial Protel requiere un driver que no he podido conseguir.

Ya me puse laaaargo de nuevo.

Nos vemos!

Hola; uno rapidito:

Ventajas del servo respecto del motor de pasos:
Menos cableado, más simple el envío de comandos (PWM),
mayor facilidad para implementar rampas de velocidad, para acelerar y frenar.

Ventajas de posicionar con el encoder:
Contando los pasos del encoder tenés referencia verdadera de dónde está el
móvil, mientras que contando los pasos del motor solamente sabés las órdenes
que mandaste; no si se cumplieron realmente.

Claro que el motor de pasos es un solo aparato que hace los dos trabajos,
pero la comodidad tiene su precio en calidad.

Saludos!

hola alejandro... la verdad sos un capo loko... veo que ya estuviste entretenido bastante tiempo..

perdona por la tardanza de la respuesta es que tuve un finde ocupado.. no en lo que mas me gusta, sino en otra cosa.. jajaj..

bueno.. emm

la verdad sos un capo.. me acabas de dar una breve clase de servos. y me refrescaste todo lo que no le di pelota al profe maniatico de instrumentaacion.. ahora me cambiaste el objetivo.. ya consegui un enconder.. va mas que encoder es un motorcito que tiene un encoder..abajo te dejo unas fotos.. (ya veo q me mandas a cagar.. porque consigo de todo jaja) es que estoy en una tecnica que en vez de arreglar se tira (el año pasado mas de 20 impresoras laser) lastima que no estaba emputezido con esto.. jaja

bueno..

sobre lo que me explicas lo de pwm entiendo..es mas o menos creo. o lo mismo que se hace en los paso a paso.. osea ´´exitacion con control de corriente´´ una cuadrada de alta frecuencia con valor eficas determinado, regulando la corriente disponible.. seria un driver con control de corriente.

los de los paso a paso tenes mucha razon, no son tan confiables. por lo de que se saltan pasos, no se donde esta. y al clavarlos calienta.. obio con menor voltaje pero eso ya lo comprobe.

me encantaria de que me des un par de comentarios mas de tu experiencia, porque la verdad me sirve bastante. estoy viendo si llego a conseguir u n par de encoder e interfases, y motores pap que hay en la escuela. y que vega de arriba el laburo mecanico jaja. me hize amigo del profe de control y quiere que lo armemos para presentar en una feria de no se que expo, con eso consigo bastantes mas cosas. asi que estoy a la espectativa. encima el profe esta estudiando robotica asi que esta mas emocionado que yo. ajaj

bueno.. me pierdo son tantas cosas que quiero tocar, agreadecerte, y preguntar que nose.-


bueno la tabla de los tiempos me ayudo bastante.algo me habian enseñado pero no preste mucha atencion ahora me ayudaste demasiado. porque bien claro no lo tenia la modulacion por ancho de pulso. y me terminas de convencer demasiado. ahora los pap los veo como insuficientes. es que tengo como objetivo aprender a manejar todo sobre esto, sacar algo productivo y cuanto mas complejo sea mejor, es que mi maquina era otra que despues te comentare en privado. jeje.. haciendo el cnc era solo para meterme en el tema, pero me traiciono y ahora quiero el cnc.


con respecto a los encoder con 2 creo que andaria, Z e Y. ya que en Z seria final de carrera y un ´´tope´´
respecto a los de los bits de entrada, cre que me alcanzan para todo, tendria que ver como distribuirlos, dependeria de la interfase, me quedaria los 2 servos con c/u un encoder, un paso a paso en Z. aunque me esta gustando mas lo de los servos. un lo que me gustaria pero nose si esta demas. seria fianl de carreras (4) 2 en eje X, y dos en eje Y. aunque con los encoder no deberia necesitarlo. lo de las entradas es solcionable con un pic bien pensado en la interfas, mi problema es que con pic nada de nada, ni programacion. pero creo q el profe me ayudara.etc


lo que me decis de hpgl ni idea aunque me gusta demasiado.. es que todo lo que es programcion y digitales.. :S poco de nada..
aunque ya me las voy a arreglar.
tengo muchas cosas por investigar, estoy todavia tratando de conseguir los encoder, mas motores(por gusto nomas) y materiales para la parte mecanica.
ahora tengo que mandarle las ideas por mail al profe y ponerlo al tanto asi me ayuda. y tengo un amigo el cual em acompaña en todas las locuras, que se va a encargar de el control y la parte de soft. pero 1° tengo que empezar a ver como lo voya diagrmar.

asi que bueno.. voy a estar investigando que voy a hacer al final.

la idea es con los servos ya. encoders, otro en z. ha. lo de la cuchilla no pesa nada. solo que es muy delicado. osea tiene que estar en la posicion exacta. pero eso sera que baje, trabe, destrabe, suba y asi la desplace. lo vere como lo hago. son varios puntos que tengo que ver como lo pienso en el ciclo de trabajo que va a mantener.


bueno capo.. la verdad te agradezco demasiado.. sos u n verdadero capo.. em ayudaste demasiado..

en cuanto empieze con el profe y tertmine de pensar posteo lo que voy a hacer y las ideas que surjan..

salu2 alejandro u abrazo grande.

p/d: te dejo las fotos del encoder que tengo. vere si consigo otro u otros mas.

es un PITTMAN made in USA de Hewlett Packard

como podes ver es un motor con el encoder acoplado






aca esta la placa que tiene atornillada abajo con los sensores

en esta ultima se ve bien la parte del encoder, acoplado al eje el disco perforado y al lado la placa que tiene los sensores opticos.

salu2 alejandro.. voy a tratar de no perder el contacto. e ir poniendo en el foro todo asi el que quiere lo puede armar. salu2 gente

bueno comento solamente..

acabo de renunciar al los servos ..estoy vendiendo todo.. cambio los servos por pap..
estuve investigando y es muy problematico usar los servos..

osea un paso a paso quiero que avanze 50° y le daria por ej. 40 pasos.. o una secuencia de 40 pasos mejor dicho
en cambio en el servo le aplico tension de una velocidad ya estipulada ej: 70%
y para que frene en el punto exacto que yo deseo debo censar la posicion que me lee el encoder, analizarla con el soft y de acuerdo al resultado parar o seguir inyectandole tension al servo.
lo cual me genera un desarrollo propio en interfase y soft de la cual no creo poder ser capas y se me va mucho para un lado el cual no lo deseo.

espero poder conseguir los paso a paso correspondientes y poder continuar con el proyecto..

bueno gente salu2

Hola newnaf:


Lo único que puedo decirte es que te calmes un poco ... pareciera que
querés hacerlo todo junto. Es el entusiasmo, y está bárbaro.

Pisá la pelota. Lo bueno que tiene la electrónica es que NO hay una sola forma de hacer
las cosas.
Me parece bien que te hayas decidido por lo que te resulta más simple.
Para complicarla ya habrá tiempo.
Tampoco te quise convencer de usar los servos, solo quise darte otra mirada del asunto.
Además, ahora los servitos están disponibles, je! je! je!

Yo también armé lo mío con motores de pasos y tuve que ajustarle la multiplicación
haciéndome los engranajes con acrílico de dentista.
Pero como los hice a mano, en movimiento, y usando la correa dentada como molde,
no me salían con igual cantidad de dientes. Así, tuve que probar hasta que de casualidad
me salieron dos iguales.
Finalmente logré 0.14 mm por paso en el lápiz.

El acrílico en polvo es bárbaro, se mezcla con un líquido "curador" hasta formar una
pasta medio chirla. Tiene tres etapas: líquida, pastosa y gomosa.
Se lo coloca donde uno quiere según la etapa: puede ser en un molde cuando está líquida, o esperás que se ponga más gomosa y lo manejás a mano en el aire.
Entre los 5 y 10 minutos de empezar se pone duro, como el acrílico que es !

De la mecánica te decía que usé tres impresoras de chorro de tinta.
Eso fue para no tener que maquinar nada. Usé los ejes del carro con sus propios bujes.
Habrás visto las fotos de la página que te linkié antes.
Lo complicado fue alinear lo dos ejes paralelos. Otra vez tuve que hacerlo con los todo
andando, e ir ajustando las tuercas de la armazón un poquito, aflojando otro poquito,
y así. Um trabacco fino!

Del movimiento vertical preferiría no contar porque casi que me da verguenza.
Agarré un transformador y le dejé solo la "E" del núcleo con el bobinado. La "I" del núcleo se la acoplé
chapita mediante al lápiz, con un resortito de retorno que quedó del destripe de la impresora.
Con el acrílico moldeé el soporte del lápiz, lo acoplé a una chapita verticalmente con una corredera y un tornillo, y vualá... listo el pollo.
Las fotos que tengo son de hace tiempo, y realmente dan pena. Voy a ver si saco algunas nuevas y te las posteo.

Ahora estoy encarando un robotito tipo R2D2 (er-two-di-two, que mal traducido da "Arturito")
y lo estoy haciendo con PWM y dos motores de CC.
Desarrollé un sistema de comandos para manejarlo desde afuera del pic.
Por ahora estoy peleando con el pic que no me recibe los comandos desde la PC.
De más está decir que voy perdiendo 20 a 0 !
Espero no haber quemado el LPT !

Por las demoras no te hagas problema. Yo también ando a las corridas.

Éxitos !

hola alejandro..
si la verdad que tenes razon, soi muy apurado desesperado. no es que quiero tener el cnc ya! creo q tenerlo es lo de menos.. es como todo es hacerlo. jugar!
ya me di cuenta, no es la 1° cosa que empiezo y por la apresuracion no la termino.
pero esto lo voi a terminar sea como sea.

bueno,, en fin..

lo del acrilico no lo sabia..! muy buena he! de cabeza te robo la idea :O
justo tengo un amigo que lo ayudo mucho con las maquinas de dentista q se recibio hace poco.. otro que le mangeare cosas

lo de la parte mecanica. la pense 1° pero....
si lo hacia con impresoras me limitaba mucho el area de trabajo me sonaba poco,, despues bueno. me conformo total es para probar..pero ya vere revolvere en el taller de la escuela las varillas mas largas q encuentre y busco a ver de que forma puedo aprovechar el maximo desplazamiento.
y sino gastare un poco en una varrilas de acero rectificado mas largas (1,5mts) lo que es mas avaricioso.. se vera luego

me gusto mucho lo del acrilico!


nunca me gusto la robotica,, no me llamaba la atencion.. pero soy amante de la mecanica, electronica, computacion y electicidad.
creo que por eso me esta gustando un poco la robotica.. y me gustaria ver ese "arturito"

lo de pic no te puedo ayudar, aunque me encantaria.. seria una forma de agradecerte tu ayuda.. en lo que te puedo ayudar seria que hasta ahora no lo vi en ninguna interfase.
aislar el puerto pararelo de la pc con optoacopladores..para que no sufras de quemar el puerto paralelo. aunque nose si tendra la velocidad de respuesta necesaria.. por ahi con compuertas en buffer seria lo mas indicado!

si te interesa vere si te modifico tu interfas o te armo maso menos algo a tu gusto!

bueno amigo... un gran saludo...


que andes bien con ese (er-two-di-two, que mal traducido da "Arturito")

Hola:

Gracias por la intención. El LPT no se me ha quemado, por ahora!
Igualmente lo protegí con resistencias de 100 OHm en serie.
Es rápido, barato y paraditas casi no ocupan espacio.
Es una maña que me pasó un amigo.

Bay!

Hola newnaf:

El líquido para acrílico se llama:

VAICEL
Acrílico autocurable
para reparaciones
Monómero
Fabricado por Vaicril

Es la marca que yo tengo pero debe haber otras. Yo tengo un frasco de 200 ml.
El acrílico en polvo se consigue en la misma droguería. Hace dos años las dos cosas
me costaron $15 pero porque me las compró mi dentista. Preguntale a ese dentista
amigo tuyo si te lo puede conseguir él. Si vas vos como particular te van a querer
cobrar mucho más. Fijate que debe haber aumentado pero no demasiado.
También viene un pequeño dado de vidrio donde se hace la mezcla y para manipular
la pasta se usa una herramienta de dentista, como un bisturí pero sin filo.

Es una gran solución para muchas cosas.
También te sirve para pegar sobre todos los plásticos "duros".
Al principio conviene mojar la pieza de plástico con el líquido solo, para abrirle los poros.
Tenés que ser cuidadoso porque ni bien mojás el plástico ya se lo empieza a comer.
Aunque lo seques enseguida te queda la superficie opaca.
Calculá que con el líquido solo, podés pegar esos avioncitos que vienen para armar.
Viste esos modelos a escala ?

Para lo del pic me doy maña bastante bien.

El intercambio conmigo puede venir por la parte de la mecánica, ya lo sabés!

Dejame un tiempo para pensar qué te puedo manguear, que no sea un abuso
de confianza.

Nos estamos viendo.