CNC Boorsysteem maken voor project - Forum

Zeb92

maandag 7 november 2011 15:17:30

Beste mensen,

Dit topic open ik voor mijn afstudeerproject van het MBO, opleiding Mechatronica. Het project voer ik uit op mijn stagebedrijf.

Kleine uitleg van het project:
Voor een transportsysteem worden in kunstof( LDPE) blokken 2 tot 4 gaten geboord(8 verschillende type blokken, boordiameter 21mm). breedte van blokken staat vast en is 200mm, lengte 150 tot 425mm en max hoogte is 292mm, gewicht max. 15kg.

Hedendaag wordt dit onder een kolomboormachine met een boor van 250mm geboord.
Dit is arbeidsintensief werk, waardoor de vraag is gekomen om dit te automatiseren. Dit is dus mijn project.

uitleg van de te ontwerpen machine
Na veel ontwerpen te hebben gemaakt en gekeken te hebben om de productie zo efficient en snel mogelijk te maken, heb ik de volgende machine bedacht:
1. met 2 Suhner boorunits wil ik het boorproces realiseren en dit met 2 korte boren en goede uitlijning realiseert tot een snel en nauwkeurig te boren gat.
2. de gaten liggen in een lijn, daarom wil ik de blokken laten bewegen op een lineaire tafel met daarop een zelf ontworpen mal welke het blok op zijn plek houdt.
3.De aansturing wil ik doen met 1 stappenmotor voor de tafel en de boorunits worden met lucht aangestuurd. dit alles wordt aangesloten op een PLC.
4. om te kiezen voor de 8 verschillende blokken, wilde ik een nokkenschakelaar toepassen welke op de juiste stand gezet wordt en zo het goede programma afwerkt.(dit met voorwaardes in het PLC programma).
5. dit gehele systeem wil ik op een frame van aluminium profielen bouwen. Is dit stabiel genoeg?

snelle schets om een idee te geven:

Verder heb ik informatie gezocht over de aansturing van de driver vanuit de plc, helaas begrijp ik dit principe nog niet helemaal met de puls-sturing ed.. kan iemand mij hier meer informatie over bieden?
Verder zou ik graag willen weten of het een goede keuze is om een nokkenschakelaar te gebruiken of dat er nog andere componenten zijn waarmee ik 8 verschillende signalen kan geven.

Met vriendelijke groeten,

Zeb Hendrickx

4e jaars student.

SparkyGSX

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

maandag 7 november 2011 18:21:55

Om te beginnen wil ik je even een compliment geven voor de openingspost; geen spelfouten (die ik kon vinden), helder omschreven, in de goede sectie, en je hebt duidelijk al wat huiswerk gedaan. Dat is in ieder geval een prima manier om te beginnen, helaas zien we dat hier vaak anders.

Je kunt best een stappenmotor gebruiken om de tafel te bewegen, maar ik zou toch eerder kijken naar een industriële servoregelaar. Stappenmotoren worden in dit soort toepassingen steeds minder gebruikt, onder andere vanwege de lagere snelheid, en omdat je meestal geen terugmelding van de positie hebt, en daarmee het risico loopt op de verkeerde plek te boren als het ding een keer een stap mist.

Ik neem aan dat er steeds een operator bij de machine moet blijven; in dat geval zou je ook kunnen kijken naar een systeem met een gewone kolomboor machine met een aantal aanslagen, die je bijvoorbeeld met lucht bedient. Dus je zet een krat tegen de aanslag, boort een gat, drukt op een knop of voetpedaal waardoor de PLC die aanslag intrekt en een andere omhoog brengt, je drukt de krat tegen de tweede aanslag, boort het tweede gat, etc. Eventueel zou je de aanslagen ook op een draaischijf o.i.d. kunnen plaatsen.

Als je toch de tafel wilt laten bewegen, zijn er meerdere mogelijkheden om dat aan te sturen. Je kunt een servoregelaar of stappenmotor aansturen met puls/richting of gesimuleerde encoder signalen, dat betekend dat je de PLC een aantal pulsen laat genereren, waarbij de motor voor elke puls een bepaalde afstand zal afleggen. Een andere, voor de hand liggende mogelijkheid is om met de motorregelaar te communiceren via RS232 of een veldbus systeem (CAN bus, Profibus, Ethernet, etc.). Hiervoor heb je meestal een grotere en duurdere PLC nodig, en om daarmee 1 motorregelaar aan te sturen is dat niet altijd de handigste aanpak.

Ik snap niet helemaal wat je met die nokkenschakelaar wilt doen; vroeger werden die dingen gebruikt in plaats van een PLC of een grote bak relais. Als ik het goed begrijp, wil je met die schakelaar een van de 8 verschillende programma's kiezen in de PLC. Je zou ook kunnen kijken naar een systeem met 1 of 2 knoppen, die je herhaaldelijk indrukt om een programma te kiezen. Je moet dan wel kunnen weergeven wat het huidige programma is, met een display of een aantal lampjes o.i.d.

Als je verschillende wisselstukken nodig hebt om de blokken in te kunnen spannen, zou je daar een patroon van 3 gaten in kunnen maken, met 3 schakelaars of andere sensoren, zodat automatisch het juiste programma gekozen wordt.

Zeb92

dinsdag 8 november 2011 07:54:29

Bedankt voor het compliment. Beter duidelijk beschrijven, dan liggen gissen:p

Omdat ik zelf nog niet de ervaring heb met servosystemen, wilde ik daarom een stappenmotor gebruiken. Maar als dit niet van toepassing is zal ik me toch moeten verdiepen met servosystemen. KLopt dat servo's werken met vermogens? Ben al flink aan het zoeken op internet naar informatie, maar kom er nog niet helemaal uit met DC en AC servo's ed. Ook de reden waarvoor ik voor een stappenmotor koos is omdat er genoeg site's zijn welke deze goedkoop aanbieden, dat is bij servosystemen wel anders. Ook kwam ik op internet Closed Loop stappenmotoren tegen: http://www.zilvertron.com/nl/media/pics/Fastech/Catalogus/Ezi-SERVO-PL… Helaas hier nog geen prijs van kunnen vinden..
De snelheid van de tafel wordt natuurlijk bepaald door de stappenmotor, uitgerekend zal de tafel een slag maken van ongeveer 350mm. Deze afstand hoef hij niet binnen 2 sec te halen.

Het productieproces van de blokken moet volledig automatisch worden. want in de tussentijd moet de werknemer de blokken controleren. Het is namelijk zo dat in de blokken ongewenste luchtophopingen zitten. De werknemer inspecteert dit blok visueel in de gaten om te zien of er een luchtbel zit. is dit zo, dan wordt het blok afgekeurd.
De machine boort dus terwijl de werknemer inspecteert, dit om een zo efficient mogelijk te werken.

Om de tafel te laten bewegen wil ik toch gebruik maken van een vaste aanslag waarop de blok geheel fixeerd wordt. dit omdat we nu ook met aanslagmallen werken en hier och nog wel enige afwijking ontstaat, welke we natuurlijk niet willen.

De nokkenschakelaar leek me handig door 8 standen als 8 individuele ingangen aan te bieden. Zodat er telkens maar 1 hoog kan zijn en er zo ook geen verkeerd programma gekozen wordt. tevens wordt de machine wel door een productieleider ingesteld voordat de werknemer er mee gaat werken. Bedoel dus geen oude nokkenschakelaar, maar zoiets als dit(mits dit toepasbaar is): http://nl.farnell.com/grayhill/56sd36-01-1-ajn/switch-1pole-10-pos/dp/…

De mal wordt een soort van 'koker' waarop de blokken komen. Dit heb ik opzich al goed uitgedacht en moet als het goed is gaan werken. Door middel van een vaste plaat als aanslag en aan de andere kant een persluchtcilinder wil ik de blok fixeren.

Deze PLC/controllers kwam ik tegen op internet: http://www.motioncontrolproducts.co.uk/sections/19/HMI%20&%20PLC%2…
IS dit opzich ook goed te gebruiken als sturingseenheid?
De ene met display(evnetueel de mogelijkheid om meteen het goede programma te kiezen) en de andere met USB. Hier zou je dan bijv. 8 verschillende USB sticks kunnen kiezen voor elk type blok.
Of zie ik dat verkeerd en is dit niet mogelijk?

Nog een aanvulling:

Is het ook mogelijk om een stappenmotor te combineren met een rem, zoals deze: http://www.damencnc.com/nl/componenten/motoren-en-aansturingen/motor-a…
Zodat de stappenmotor goed op zijn plek blijft ijdens het boorproces.
Of is dit overbodig?

Zelf dacht ik om een nauwkeurige driver te gebruiken. want het nummer 1/64 of 1/128 is dit de nauwkeurigheid/grootte per stap?

Graag zou ik ook willen weten wat ik allemaal nodig heb bij een stappenmotor besturing en servobesturing? en welke besturingseenheid ik kan gebruiken? PLC, PC of iets anders wat ik nog niet heb gevonden.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op dinsdag 8 november 2011 18:01:01 (10%)]

Anoniem

dinsdag 8 november 2011 09:54:51

Volgens mij als je de motor bekrachtigt zonder hem aan te sturen (geen pulsen uit sturen) dan staat hij stil en fungeert hij als een "rem". Let wel op dat de motor dan opwarmt! De maximale stroom die mag lopen in deze toestand staat op het typeplaatje van de motor.

Lambiek

Special Member

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

dinsdag 8 november 2011 13:22:15

Wat row_ zegt klopt helemaal.

De nauwkeurigheid, als je een 200 staps motor hebt heb je 200 pulsen nodig voor een omwenteling. Als je microstepping gebruikt, bv 1/64 of 1/128, dan wordt het 64 X 200 = 12800 stappen per omwenteling of 128 X 200 = 25600 stappen per omwenteling. Dat lijkt mij precies genoeg. En daar komt de vertraging van je spindel nog bij. Let er wel op, hoe groter het aantal stappen wordt hoe hoger je pulsfrequentie moet zijn voor een redelijk toerental.

Hier kan je ook nog even kijken: http://www.stappenmotor.nl/Stappenmotor/index_Ned.html

Zeb92

woensdag 9 november 2011 08:05:38

Ok, ik begin de beginselen van stappenmotoren te snappen:p
Gisteren is er een vertegenwoordiger langsgekomen om informatie over een lineaire tafel te geven.
Natuurlijk zijn we ook op het onderwerp: aandrijving belandt.

Hiervoor deden zij zaken met Lenze. Weet niet of jullie bekend zijn met dit merk?
Hij stelde voor om voor een frequentieregelaar met servo techniek te kiezen, welke een servomotor aanstuurde. De aansturing kon met binaire code gedaan worden om de servo naar positie 1, 2, 3 etc te sturen. Dit kon gedaan worden met een simpele PLC. Wat voor PLC zouden jullie voor ogen hebben? heb ongeveer 10 uitgangen nodig. Is deze oplossing een goede of hebben jullie nog andere adviezen.

Ook heeft hij meteen de benodigde koppel berekend voor de servomotor, dit bedroed 1.17Nm! weinig dus, maargoed hijhoeft natuurlijk ook alleen maar te positioneren. Ook gaf hij mij het gegeven dat een afstand van 150mm binnen 1sec kon worden uitgevoerd!
Die blokken vliegen er straks met 100den tegelijk af, haha!

Nu ik al mijn gegevens heb en moet wachten op de prijsaanvragen, heb ik alle CAD data verzameld en ga ik nu tekenen in Solid Works!