Autor Tópico: Projeto CNC a Plasma (desde o início)  (Lida 3004 vezes)

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Offline eduhls

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Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Online: 06 de Agosto de 2015, 23:50 »
Depois de fazer alguns projetos na área de automação, estou começando a fazer um projeto de uma CNC a plasma, depois de alguma pesquisa na área e ler várias e várias postagens no site, percebi que o site é dividido em veteranos (que já detém vasto conhecimento na área) e novatos (como eu) que estão muito afoitos e fazem perguntas que já foram feitas inúmeras vezes, isso faz com que o a galera do conhecimento seja meio rude com a galera iniciante (nem todos, pra deixar claro). O pior é que as informações, apesar de grandiosas, estão muito espalhadas, o que dificulta as pesquisas.
Estou iniciando esse tópico para que eu possa dividir de forma sistemática os passos do projeto que estou seguindo, e é claro, obter ajuda nos pontos em que eu estiver errando. O objetivo principal é ter um tópico que possa servir de guia pra mim, e pra usuários iniciantes.

-Passo 1: Definir o software a ser usado, suas saídas e entradas.
Eu escolhi esse como o primeiro passo porque, de certa forma, independe do tamanho da mesa, e já da uma boa noção do que vem pela frente.

De início eu optei pelo Mach3, por ser bastante popular, tem muita informação disponível.
Eu baixei a versão demo no site http://www.machsupport.com/, a versão demo é limitada em alguns aspectos como o número de linhas de código e função THC não está disponível.
Como o Mach3 trabalha com G-code, foi necessário baixar uma extensão "LazyCam Pro BETA" que converte arquivos .dxf (autocad) para o G-code, a versão demo com suas limitações não deu pra testar direito, pois uma simples arquivo .dxf gera inúmeras linhas de código, então eu eu editei as linhas manualmente pra testar, fiz alguns quadrados e círculos somente, aí sim deu pra ver como o programa funciona.

Saídas: Como o Mach3 funciona normalmente com porta paralela (ainda não consegui nada falando sobre USB), as saídas não são problema, porque se não me engano, uma porta paralela tem umas 8 ou 9, como eu imagino que seja necessário 3 saídas para os motores de passo e 1 saída pra ligar o plasma, qualquer saída que seja necessária acrescentar ao longo do projeto, pode ser atendida.

Entradas: Aqui que eu to quebrando a cabeça no momento. Uma porta paralela tem 5 entradas, de início eu precisaria de 2, uma pra X-home e outra para Y-home, mais 4 para X+/X-/Y+/Y-, se o projeto não for usar THC, eu preciso de +1 pra identificar o toque do bico na chapa, se for usar THC, pelo que eu vi no programa, preciso de +3, preciso de uma pra emergência, eu não sei como o pessoal faz, mas essa conta não bate, porque mesmo eu usando 2 portas paralelas faltaria entradas para Z- por exemplo. (Então esse é meu foco por enquanto).

Isso dificulta a escolha da Interface optoacopladora, porque as que encontrei, vem só com uma saída paralela, se eu for usar duas portas teria que comprar duas interfaces... Vou ver o que encontro por ai e volto a escrever, assim que resolver esse problema vou definir o tamanho da mesa (passo 2) pra poder dimensionar a parte mecânica (passo 3).

Amanhã vou visitar uma empresa pra conhecer uma CNC a plasma de perto, talvez eu resolva alguns problemas e tenha novas ideias.

Abraço

Offline F.Gilii

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #1 Online: 07 de Agosto de 2015, 11:46 »
Na verdade há algumas funções como finais de curso (por exemplo X+ e X-) que podem ser compartilhadas com sensores de origem (do eixo X é claro) no mesmo pino de entrada - então se precisar de 3 eixos, X, Y e Z poderá usar 3 pinos de entrada...

Ainda, o uso de sensores como final de curso são opcionais isto é - uma vez que eu tenha configurados sensores de origem e fiz um referenciamento no início de qualquer trabalho, bastaria se usar uma facilidade que o Mach3 oferece - que é uma função que se chama "soft limits" que limita os movimentos dos eixos evitando assim que haja colisão e consequentemente perda de trabalho e de tempo...

Como sinal de saída para tocar motores de passo, lembre-se que a esmagadora maioria de drives usam dois sinais - um para "passo" e um para "direção", então considere sempre 6 sinais (e 6 pinos) para controle de 3 motores de passo...

O resto pode usar para acionamento do plasma, ligar e desligar algum relé etc...

Offline eduhls

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #2 Online: 07 de Agosto de 2015, 15:58 »
Valeu pelas dicas F.Gilii, hj cedo eu li algumas coisas sobre os limites serem opcionais então estou mais tranquilo quanto a isso.

Hoje eu fui em uma empresa que tem uma máquina CNC, foi muito interessante, apesar de ser uma monstruosidade e usar um software totalmente diferente serviu para ter noção de onde estou me metendo rs. Uma amiga minha que trabalha lá ficou de me arrumar o manual, ai sim eu vou ver o que consigo aproveitar, a parte mecânica é bem mais simples que imaginei, porém é uma construção cara, de precisão, mas mesmo assim acho que sai alguma coisa. Ainda sobre a parte mecânica fiquei bem motivado a usar cremalheira ao invés de fuso de esfera, mas ainda não cheguei nessa parte.

o software usado é o SIGMANEST e a máquina é a OXIPIRA_MASTER, o plasma, não tenho certeza, acho que é Hypertherm.

Como o guiacnc é bem limitado quanto a postagem de fotos, depois eu compartilho as fotos e vídeos pelo Google Drive.

Voltando as entradas e saídas, quanto as saídas eu já tinha lido sobre os dois sinais dos motores de passo, mas já estava deixando passar esse detalhe, mas como já tinha mencionado, as entradas é que são problema, ainda mais que quando eu vi a máquina ao vivo, eu percebi que como os suportes da chapa vai sendo desgastado, com o passar do tempo vai ser impossível fazer com que a chapa fique paralela ao plano XY, logo o THC passa de opcional a item obrigatório.

Então o que está certo até agora, continuo com Mach3, deixo de lado os fim de cursos (com algumas ressalvas, quando estiver na parte de testes me certifico se realmente não vai ter perigo de quebrar tudo.) Vou ter que usar o THC.
as dúvidas que vão mover minhas pesquisas até amanhã:

mesmo com o THC eu preciso de uma entrada pra um botão de toque (ou Probe)?
E as entradas para pelo menos, Home X e Home Y ainda são necessárias?

esse final de semana eu vou definir o tamanho da mesa, aí já começo a dimensionar os motores, guias e etc.

assim que terminar de carregar as fotos no Drive eu compartilho link.

Abraço.

 

Offline F.Gilii

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #3 Online: 07 de Agosto de 2015, 16:54 »
Citar
...  Ainda sobre a parte mecânica fiquei bem motivado a usar cremalheira ao invés de fuso de esfera, mas ainda não cheguei nessa parte....
Sim, para máquinas de grandes dimensões, cremalheira é uma ótima solução - não se esqueça que se for usar servomotores, indico que use reduções planetárias já prontas - custam um pouco mas valem cada centavo investido e ganha-se tempo na montagem e ajustes.

Indico uso de servomotores ainda porque se sua intenção é corte de chapas relativamente finas, velocidade é imprescindível e nesse quesito, motores de passo não são muito indicados.

Citar
...  software usado é o SIGMANEST e a máquina é a OXIPIRA_MASTER, o plasma, não tenho certeza, acho que é Hypertherm.
Sigmanest é um software para otimização de corte de chapas - a fonte de plasma provavelmente é da Hypertherm, e no filme deles eles mostram uma fonte de alta definição - coisa boa é claro.
O comando da máquina eu não sei qual é atualmente, mas sei que eles já usaram Mach3 (e ainda usam) em máquinas mais simples...

Citar
... mesmo com o THC eu preciso de uma entrada pra um botão de toque (ou Probe)?
E as entradas para pelo menos, Home X e Home Y ainda são necessárias?
Sim, mas tenha certeza que dá certo...

Uma placa de interface deve ter provavelmente disposição para 12 pinos de saída dispostos assim:
pinos 1 a 9, e pinos 14, 16 e 17 (são pinos de saída)
E possui 5 pinos de entradas dispostos assim:
pinos 10 a 13 e pino 15 (são pinos de entrada)

Se for usar motores de passo (ou servos) usará pelo menos 6 pinos de saídas, dois para cada eixo;
Se for usar sensores de origem, usará dois pinos de entrada;
Se for usar THC, usará um pino de entrada (para sensor ôhmico ou de contato) e dois pinos de entrada (para subir/descer a tocha)
Dependendo do tipo de acionamento do contato ôhmico precisará de um pino de saída que controla o relé de contato
Para plasma se usam um pino de saída para ligar/desligar o plasma, um pino de entrada para sinalizar que o arco está formado (Arc OK)

Ao todo são 9 pinos de saída de sinal e 6 de entrada

Offline eduhls

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #4 Online: 07 de Agosto de 2015, 18:47 »
Muito obrigado F.Gilli;

Citar
Indico uso de servomotores ainda porque se sua intenção é corte de chapas relativamente finas, velocidade é imprescindível e nesse quesito, motores de passo não são muito indicados.

trabalhei com servomotores apenas com projetos pequenos, não tenho conhecimento de servomotores de grande porte, eles funcionam via PWM também? aí não seria mais difícil de controlar que os motores de passo? o driver desse motores não precisaria de um encoder? seria uma entrada a mais... e o passo da cremalheira que eu vi hj era uma passo grande, acho que um pinhão na ponta de um motor de passo que consiga fornecer torque suficiente teria uma velocidade razoável, mas eu ainda não tenho certeza de nada, preciso decidir o tamanho da mesa primeiro pra depois começar os cálculos definitivos. Aí assim que tiver a velocidade que eu vou conseguir e a velocidade necessária eu volto nesse mérito de MOTOR DE PASSO x SERVOMOTOR, mas de qualquer forma enriqueceu os rumos da minha pesquisa, já estou muito agradecido.

Citar
Se for usar motores de passo (ou servos) usará pelo menos 6 pinos de saídas, dois para cada eixo;
Se for usar sensores de origem, usará dois pinos de entrada;
Se for usar THC, usará um pino de entrada (para sensor ôhmico ou de contato) e dois pinos de entrada (para subir/descer a tocha)
Dependendo do tipo de acionamento do contato ôhmico precisará de um pino de saída que controla o relé de contato
Para plasma se usam um pino de saída para ligar/desligar o plasma, um pino de entrada para sinalizar que o arco está formado (Arc OK)

Ao todo são 9 pinos de saída de sinal e 6 de entrada

Esse é o ponto mais importante no momento, pelo visto 6 entradas só com duas portas paralelas, e eu ainda não estou muito animado a colocar 2 portas agora, assim que a máquina estiver funcionando eu penso em fazer um upgrade com finais de curso e home, ou o que mais for necessário, ou talvez eu compre uma placa usb...

Então como ficaria no momento:
-3 entradas pro THC
-1 entrada pro "ARC OK" (esse sinal o THC me fornece ou vou ter que tirar da fonte de plasma?)
-1 entra pro Estop (Eu acho muito interessante colocar esse recurso, acho que é uma segurança a mais.)
- tirando os sinais de "home", não seria o mesmo que ficar sem nenhuma referência de onde o bico está?

Com sua experiência poderia me indicar uma placa controladora, quem sabe você não tem uma USB mágica aí com 99 entradas? rs

Abraço

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #6 Online: 08 de Agosto de 2015, 09:53 »
Citar
... eles funcionam via PWM também?
Muitos deles sim - funcionam com sinais de passo e direção...

Citar
aí não seria mais difícil de controlar que os motores de passo?
Não

Citar
o driver desse motores não precisaria de um encoder?
Os encoders são usados pelo drive do servo e não pelo sistema de controle

Citar
... e o passo da cremalheira que eu vi hj era uma passo grande, acho que um pinhão na ponta de um motor de passo que consiga fornecer torque suficiente teria uma velocidade razoável
Pode até ter alguma velocidade, mas o torque será muito pequeno e o risco de perda de passos é muito grande - eu na minha opinião acho que não vale a pena


Offline eduhls

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #7 Online: 11 de Agosto de 2015, 16:40 »
Depois de um final de semana de folga, to voltando rs

Eu defini o tamanho da mesa, 1500X3000 mm, mas ainda não dimensionei quanto de comprimento tem que ter o pórtico móvel, devo fazer isso semana que vem...
Provavelmente vou usar fusos de esferas nos eixo Z e no eixo Y, porque assim os motores de passo poderiam me atender, e no eixo X usaria cremalheira com Servomotores, ainda não sei se 1 (um eixo com 2 pinhões) ou 2 motores, vai depender de como vai ser o pórtico e do que o servomotor seja capaz. Como ainda não dimensionei nada, não busquei preços, só dei uma olhada mais ou menos nos preços, mas pelo que vi, os servomotores são muito mais caros que os motores de passo, mais ainda não posso afirmar nada, nem se seria possível usar um fuso com mais de 3 metros... mas semana que vem eu quebro a cabeça com isso...

pra agora, eu andei pesquisando umas placas de interface com o Mach3, várias de portas paralelas, encontrei até umas bem baratinhas http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-687184606-interfacecncmotor-de-passolpt-_JM
essa é mais comum.
a ideia seria usar duas, pra poder utilizar mais entradas (alguém me recomenda uma?).

mas o que mais me chamou a atenção foi essa:
http://pt.aliexpress.com/item/Free-shipping-stepper-motor-driver-Leadshine-AM882H-with-Sensorless-Detection-80V-8-2A-stepping-motor/32247729279.html
Alguém aí já trabalhou com ela? consigo um fornecedor no Brasil? 16 entradas seria muito bom...

Uma coisa que eu eu gostaria muito de fazer era colocar um Joystick pra poder posicionar o plasma manualmente (se o Mach3 oferecer essa função), assim eu poderia posicioná-lo manualmente no local onde eu quisesse que fosse o  zero peça, assim não precisaria de sensores X/Y home, funcionaria até melhor.

se eu for usar 2 portas paralelas teria 10 entradas,

-3 entradas pro THC
-1 entrada pro "ARC OK"
-1 entra pro Estop
-4 entradas pra controlar a posição

To com 9 já, é muito pouca entrada, mas assim eu já estaria feliz.

Comecei a pesquisar sobre o THC, e tenho uma dúvida cruel, como ele é um sistema de malha fechada, como eu vou evitar que o bico não desça bruscamente quando ele chegar no final da chapa? Porque li em algum lugar que isso pode ocorrer, e faz todo sentido. Algumas pessoas até desligam o THC quando vão apenas separar uma chapa. O que seria o mais prudente a ser feito? o probe funciona com o THC desligado? porque ai poderia ser feito uma rotina pra casos específicos no Mach3...

ainda tenho muitas dúvidas quanto a tudo, mas acho que vai sair... e errar faz parte do projeto rs

abraço





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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #8 Online: 11 de Agosto de 2015, 16:42 »
esqueci de agradecer, rs. Valeu F.Gilii!

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #9 Online: 11 de Agosto de 2015, 18:49 »
F.Gilii, tem como você me indicar alguns fornecedores dos quais precisarei? procurei no forum alguma parte direcionada a fornecedores e só encontrei "parceiros" mas nada de fornecedores, busco coisas confiáveis, pretendo recorrer ao mercadolivre ou importar só em último caso mesmo... Fornecedores são um boa fonte de consulta, assim facilita meu lado, uma via de mão dupla...

Offline F.Gilii

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Re:Projeto CNC a Plasma (desde o início)
« Resposta #10 Online: 12 de Agosto de 2015, 11:16 »
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Comecei a pesquisar sobre o THC, e tenho uma dúvida cruel, como ele é um sistema de malha fechada, como eu vou evitar que o bico não desça bruscamente quando ele chegar no final da chapa?
Normalmente o THC cuida da algura - no final de um corte, o plasma é desligado pelo comando cnc, então o THC para de reagir.
Normalmente há um ajuste no comando que diz ao eixo Z que quando um corte se interrompe, ele deve subir até uma certa distancia que serve de preparação para o próximo corte.

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Porque li em algum lugar que isso pode ocorrer, e faz todo sentido. Algumas pessoas até desligam o THC quando vão apenas separar uma chapa. O que seria o mais prudente a ser feito? o probe funciona com o THC desligado? porque ai poderia ser feito uma rotina pra casos específicos no Mach3...
Creio que está respondido acima - de qualquer forma, o probe só pode funcionar com o plasma desligado!

Existem certas rotinas que podem ser implementadas no decorrer do tempo, conforme suas necessidades.

 

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