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#51 Message par F6FCO » sam. 11 mai 2019 22:29

Les moteurs pas à pas.
On ne va pas se noyer dans des discussions techniques compliquées ici, il faudrait que je révise un peu avant et il y en a suffisamment sur le web pour ceux que çà intéresse.
Juste ce qu'il y a savoir de général et comment les choisir.

La norme NEMA est une norme définissant les dimensions du moteur et surtout pour ce qui nous intéresse les entraxes des fixations et le diamètre de l'arbre.
Les normes utilisées par les makers sont principalement les Nema17, utilisés surtout sur les imprimantes 3D, les Nema23 plus utilisés sur les CNC moyennes et les Nema34 sur les machine déjà plus conséquentes.

Pour une graveuse de PCB trois nema17 peuvent faire l'affaire, c'est que j'ai sur 4L1C3, s'ils sont bien choisis (voir plus bas). La norme Nema n'est pas une indication de puissance, un nema17 bien choisi peut être meilleur qu'en nema23 bas de gamme. La puissance est déterminée par le torque du moteur (couple de maintien), indiqué dans le datasheet, mais là encore il ne faut pas se contenter seulement de cette info. Pour bien choisir un moteur pas à pas il faut chercher celui qui a le couple résistance/phase et valeur d'inductance le plus bas possible, malheureusement le prix augmente en conséquence :sad: .
Un moteur qui a un fort torque et une résistance ou une valeur d'inductance médiocre sera moins performant qu'un moteur moins puissant mais bien choisi.
Il faut comprendre que si le moteur est médiocre les performances de la machine seront médiocres et le risque de pertes de pas augmenté -> casse d'outils et pièces ratées.

A chacun de faire le choix en fonction de sa bourse mais je me répète, si on doit mettre le prix dans un composant de CNC c'est dans les moteurs.

Je vous livre ici mes steppers favoris :wink:

En NEMA17: 17HS19-2004S1 ceux que j'ai montés sur mon bras robot et sur 4L1C3.

En NEMA23: 57BYGH56-401A ceux que j'ai monté sur CH4RL0TT3, de vraies merveilles.
Modifié en dernier par F6FCO le dim. 12 mai 2019 21:14, modifié 13 fois.
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#52 Message par F6FCO » dim. 12 mai 2019 15:11

La breakout board.
Carte indispensable dans une configuration, elle sert à faire l'interface entre la machine et le PC. Sa fonction est de faire une isolation opto entre les deux systèmes et éviter qu'une tension élevée se retrouve sur le port du PC en cas de défaillance d'un driver par exemple. Elle est bien pratique aussi pour faire les connexions PC/machine: signaux de pas et directions de chaque axe, capteurs d'origines de chaque axe, arrêt d'urgence s'il y en a un, arrosage, palpeur, etc. en bref tous les accessoires qu'on peut rajouter sur une CNC. Tous ces accessoires doivent être pilotés à partir du soft de commande (LinuxCNC, Mach3, etc.) et doivent donc transiter par la db25, les connecteurs montés sur la breakout board nous aident bien sur ce coup-là.

Celle qui est à la mode en ce moment chez les chinois, mais que je n'ai pas encore testée:
https://fr.aliexpress.com/item/5-Axis-C ... st=ae803_3

Celle qui équipe mes machines:
https://fr.aliexpress.com/item/5-Axis-U ... st=ae803_3
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#53 Message par F6FCO » dim. 12 mai 2019 21:14

Les drivers:
Pour commander les moteurs pas à pas, transformer les signaux TTL issus du PC en impulsions de parfois plusieurs dizaines de volts il faut des drivers, ils doivent être capables de délivrer des courants pouvant aller de 3A à 4A. Les drivers sont caractérisés par leur tension de fonctionnement maxi et l’ampérage qu'ils peuvent fournir au pap. Comme pour tous les autres composants d'une CNC il y a du petit et du gros, suivant si on veut juste faire une petite graveuse de PCB, une découpe à fil chaud pour le polystyrène, une cnc de menuisier ou bien une grosse qui attaque les metaux.
On va rester ici dans les petits drivers adaptés à une machine bon marché ou home-made.

La plupart de ces drivers ont des réglages de pas et de courant. Ils peuvent fonctionner en pas entier, demi-pas, quart de pas, 1/8 de pas, 1/16e de pas, certains en 1/32e de pas. La plupart des moteurs pas à pas qu'on utilise en amateur font 200pas par tour, si on règle le driver en pas entier, pour un tour de moteur, donc 1 tour de vis (s'il n'y a pas de démultiplication par poulies). Si on le règle en demi-pas il fera 400 pas par révolution, en 1/4pas 800pas/révolution, etc.. Plus on augmente le nombre de pas/tour, plus on est précis sur un pas, on ralentit d'autant la CNC. En général on fonctionne en 1/2, 1/4 ou 1/8e pas.

Petit exemple:
Je prends le cas d'4L1C3, mon petit banc-test en médium. J'ai monté des vis-mères en tige filetée ISO M6/100 (100=1mm par tour, si j'avais choisi des M8/125 j'aurai parcouru 1,25mm par tour), donc elle parcourt 1mm pour un tour de moteur. Si les drivers sont réglè en pas entier çà me fait une précision de 1/200=5/100e de mm par pas. En 1/2 pas çà me fait 1/400=0,0025mm par pas. En 1/8e de pas comme c'est le cas en ce moment j'ai une précision de 1/800=0,00125mm (1,25micron). Et cela sur les trois axes.
Voilà pourquoi même avec une CNC bas de gamme mais construire avec attention on peut-être extrêmement précis.


Le réglage en courant sert surtout à adapter le courant du driver au moteur pas à pas pour obtenir son fonctionnement optimum, çà s'entend très bien à l'oreille :wink: . Ce réglage peut varier d'un moteur à un autre.

Il y a eu l'époque des L298, drivers que j'ai pas mal utilisés mais qui sont dépassés maintenant
https://fr.banggood.com/Wholesale-Dual- ... rehouse=CN
Le défaut majeur de ces petits drivers est qu'ils sont alimentés (comme pratiquement tous les autres d'ailleurs ) en 5vcc pour l'alimentation du chip et nécessitent une "ht" pouvant aller jusqu'à 35v. Jusque-là, normal, mais si on commet l'erreur de brancher la ht avant l'alim 5vcc le driver fume ! J'en ai flingué quelques uns comme çà par mégarde.

Il y a ensuite les drivers à base de TB6560, bons petits drivers qui fonctionnent bien que j'ai utilisé jusqu'à l'apparition des TB6600 plus récents.:
https://www.instructables.com/id/Using- ... -With-GRB/

Il existe également des cartes 3 axes regroupant les trois drivers et le couplage opto electronique qui fait l'interface avec le PC. J'ai utilisée un temps celle-ci qui fonctionne bien. Le moins de ce genre de carte c'est que si un driver lâche il n'en reste plus que deux et comme çà ne suffit pas pour piloter la machine on change la carte entière:
https://fr.aliexpress.com/item/3-axis-T ... st=ae803_3

Les cartes à base de TB6600:
https://fr.aliexpress.com/item/NEW-TB66 ... st=ae803_3
C'est ceux qui équipent CH4RL0TT3 et 4L1C3, j'en suis très content.

A savoir qu'on n'est pas obligé d'alimenter un driver à sa tension maxi, par exemple ces petits TB6600 nécessitent du 5vcc pour leur fonctionnement interne et peuvent recevoir jusqu'à 45v pour la commande des moteurs. Sur 4L1C3 ils sont alimentés en plus 5vcc (obligé) mais n'ayant pas d'alim dédiée pour l'instant je ne leur envoie que 12vcc pour la tension moteur. Pour résumer il faut comprendre qu'on peut les alimenter jusqu'à 45v.

En plus gros il y a aussi les DM542, bons drivers capable de piloter des machines plus conséquentes, c'est ceux que j'utilise sur ma grosse CN bêton, un peu disproportionnés pour une petite machine bien qu'ils pourraient la piloter, qui peut le plus peut le moins.
Tous ces drivers sont facilement trouvables à bas prix chez Aliexpress. Bien sur il y en a plein d'autres qui sont certainement très bien mais je ne parle ici que de ceux que j'ai testés.
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#54 Message par F6FCO » dim. 12 mai 2019 21:58

Les capteurs d'origines:
Pas obligatoirement nécessaires pour le fonctionnent d'une cnc mais fortement recommandés pour qui veut travailler correctement et efficacement. Ils contribuent à la répétabilité de la machine. Une fois qu'on les a installés sur une machine on ne peut plus s'en passer.
Beaucoup ne les utilisent pas mais sont bien embêtés quand la bise fut venue.

Exemple sans capteurs d'origines:
On démarre la machine, on se positionne n'importe ou sur la table pour faire les origines machines obligatoires car c'est le soft qui le demande, ensuite on déplace manuellement les axes pour aller faire les origine pièce et on peut commencer à usiner.
Jusque-là tout roule. Sauf que...
- A chaque démarrage de la machine c'est un peu du réglage pifométrique et çà manque totalement de rigueur, impensable pour qui est câblé Cartésiennement :roll:
- S'il survient une coupure de courant en plein travail, la machine s’arrête, on met rageusement la pièce en cours à la poubelle et on recommence tout (les réglages au pif) avec une plaque de circuit neuve en priant cette fois pour qu'EDF fasse son boulot ou qu'il n'y ait pas d'orage. :sad:

Exemple avec une machine équipée de capteurs d'origines:
On démarre la machine, on clique sur le bouton prise d'origines machine sur l'écran de LinuxCNC ou autre, les axes se déplacent tous seuls pour venir se positionner à leurs origines définies par les capteurs. Ces positions sont immuables, toujours exactement les mêmes à chaque démarrage. On fait ensuite les prises d'origine pièce et on peut commencer à graver.
- S'il survient une coupure de courant en plein travail la machine s'arrête. L'opérateur laisse tout tel quel et se dit "- bon je vais boire un café et je continuerai le boulot quand le courant sera revenu".
Au retour du courant, il redémarre la machine, refait les prises d'origines machines (qui reviennent exactement au même endroit), les prises d'origines pièces sont gardées en mémoire par LinuxCNC (pour Mach3 je ne sais pas), et le travail peut reprendre à zéro sur la carte qu'on avait déjà commencé à graver et qui était restée bridée sur la machine. L'outil refera exactement le même chemin qu'auparavant. :langue:

Installer des capteurs d'origines n'est pas grand chose à faire, encore faut-il choisir des capteurs assez précis pour cette application. Certains équipent leur machine de microrupteurs genre ceux qu'on peut trouver dans les fours micro-ondes:
https://fr.aliexpress.com/item/10PCS-mi ... st=ae803_3
Pour ma part je n'aime pas trop, pas assez précis, vieillissent assez mal, etc.

D'autres utilisent des capteurs inductifs, trop onéreux.

Sur mes machines je préfère utiliser des contacts ILS:
https://www.ebay.fr/itm/Ampoule-Reed-IL ... 0033.m2042
C'est des petits bilames sous ampoule. On le fixe sur le châssis de la machine sur la trajectoire du chariot de l'axe en question. On fixe un petit aimant sur le chariot, voir ici dans la partie électronique:
http://f6fco.pagesperso-orange.fr/4L1C3.htm
Quand le chariot fait sa translation et que l'aimant passe devant l'ILS le bilame colle et envoie une info de masse au soft de commande. L'origine est faite et enregistrée par le soft de commande. Il faut un capteur d'origine par axe. J'ai fais des essais sur ma grosse CNC bêton et j'ai obtenu une répétabilité de l'ordre du 100e/mm.
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#55 Message par F6FCO » dim. 12 mai 2019 22:22

Voilà, avec toutes ces considérations vous avez toutes les infos de base nécessaires pour vous monter une petite graveuse de PCB home-made.

Nota: juste un truc que j'ai oublié de préciser sur les moteurs pas à pas et comme je n'ai plus la main pour éditer mon post je le fais ici. Il existe deux familles: les unipolaires et les bipolaires. Les unipolaires étant moins performants on ne les utilise pas en CNC, toujours pour éviter la perte de pas et le crash. Tout ce que j'ai dit plus haut s'applique aux bipolaires.

J'ai pas mal causé, j'vais boire un coup !
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#56 Message par venom » lun. 13 mai 2019 15:08

Bonjour F6FCO
F6FCO a écrit :Source du message J'ai pas mal causé, j'vais boire un coup !


En effet, merci pour toutes ces explications. ça permet d’évité pas mal d'erreur de conception. (du moins prendre les bonnes décisions)
Nous avons de quoi lire :langue:
Merci !





@++
En fait tout est une question de BIT ? :-D

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#57 Message par Temps-x » lun. 13 mai 2019 19:30

Bonsoir F6FCO, venom, et tout le forum,

F6FCO a écrit :Source du message J'ai pas mal causé, j'vais boire un coup !


5ad6f7c2f098c.jpg


Allez je te l'offre, tu l'as bien méritée,

Dans tous les cas, merci pour nous faire profiter de ton savoir et de ta passion, mais on n'a pas fini d'en parler, crois moi.

Le pire reste à venir, car quand Gérard va revenir, il va le bombarder de question, pauvre F6FCO .... :cry:

==> A+
Vous n’avez pas les permissions nécessaires pour voir les fichiers joints à ce message.
Modifié en dernier par Temps-x le mar. 14 mai 2019 01:47, modifié 1 fois.
:roll: Les requins, c'est comme le langage ASM, c'est le sommet de la chaîne alimentaire. :wink:

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#58 Message par F6FCO » lun. 13 mai 2019 20:04

venom a écrit : ça permet d’évité pas mal d'erreur de conception. (du moins prendre les bonnes décisions)
Nous avons de quoi lire :langue:


Çà permet de démarrer avec un petit bagage et ne pas être obligé de galèrer pour chercher la moindre info comme j'ai du le faire au début. Vous avez la base, après vous vous ferez votre propre culture suivant vos expériences :wink:

Allez je te l'offre, tu l'as bien méritée,

Merci. Glouuup ! Rhââââ, çà fait du bien ! :langue:



Je viens de m'apercevoir que j'ai oublié de parler des coupleurs d'axes, c'est pas grand chose mais nécessaire.
https://fr.aliexpress.com/af/coupleur-c ... y&jump=afs
Ils relient mécaniquement l'axe du moteur à la vis-mère et servent de cardan. Si les deux composants ne sont pas vraiment bien aligné çà peut provoquer des points durs en rotation, surtout quand le chariot arrive en extrémité de vis, et par conséquent occasionner des pertes de pas si çà force trop :mur: . Ils sont mécaniquement élastiques et rattrapent les erreurs d'alignement en se déformant lors de la rotation.
Là encore il y a moyen de faire du DIY, un simple bout de tuyau plastique qui relie les deux axes, deux colliers et le tour est joué.
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#59 Message par venom » lun. 13 mai 2019 20:18

Ricard... Je dit OUI !!!!! :-D
Oui ces infos nous sont précieuses. Alala Gérard je l'avais presque oublié humour!!
Vivement le retour !!!!
exit







@++
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#60 Message par Temps-x » mar. 14 mai 2019 01:40

Bonjour F6FCO, venom, et tout le forum,

Pour les coupleurs d'axes, et vu le prix, pas la peine de s’en priver.

Il faudra nous parler des outils utilisés pour PCB, après pour travailler le bois, fer, aluminium je suppose que les fraises ne sont pas les mêmes.

venom a écrit :Source du message Vivement le retour !!!!

Ben moi, je compte les jours........ Oh my God dehors!!

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