Collegamento RosettaCNC

Collegamento di RosettaCNC con elettronica a tre assi

Per collegare una scheda RosettaCNC ad una macchina a tre assi (X, Y, Z) abbiamo bisogno di motori e azionamenti, questi, indipendentemente dal modello che può essere passo-passo, passo passo ad anello chiuso e servo sistemi Brushless, abbiamo necessità di:

• alimentazione di potenza (tipica dell’azionamento e potrebbe essere sia in CC sia CA e che comunque è specificata nelle caratteristiche elettriche degli azionamenti);
• alimentazione del controllo (tipica del controllo utilizzato, per RosettaCNC sono richiesti 24 Vcc );
• di filtro EMI antidisturbo (non è indispensabile ma fortemente consigliato soprattutto per scongiurare le dannosissime interferenze statisticamente indotte dagli Inverter);
• di un controllo capace di seguire accuratamente le traiettorie generate per i percorsi utensile;
• di segnali di STEP e DIR con i quali pilotare gli azionamenti (fatta ad eccezione per i sistemi Ethercat e CanOpen per i quali valgono regole diverse).

La catena delle emergenze

Un elemento indispensabile ai fini della la sicurezza e che non deve mancare in nessuna macchina automatica è la catena delle emergenze:

• costituita da uno o più moduli di emergenza certificati;
• barriere, sensori, switch o qualsiasi altro elemento in grado di segnalare al controllo lo stato di pericolo ed attivare istantaneamente l’emergenza;
• uno o più funghi di emergenza;
• un contattore per abilitare e interrompere la potenza;
• un pulsante di riarmo delle emergenze.

Rispettate sempre le norme di sicurezza, ne vale la vostra incolumità.

Switch di home e limite

Abbiamo inoltre bisogno di switch di HOME e LIMIT assolutamente di tipo NC, ovvero che in stato di riposo debbono essere chiusi, se si utilizzassero switch NO, ovvero Normalmente Aperti, non saremmo mai in grado di scongiurare un guasto o una interruzione del cavo di collegamento.

Si possono utilizzare:

• normali micro switch a due vie NC/NO utilizzando preferibilmente il contatto NC;
• sensori induttivi PNP con contatti NC (sicuramente più performanti e precisi degli switch meccanici).

Schema di collegamento di RosettaCNC

Nella figura sottostante è riportato lo schema di collegamento dei componenti sopra elencati, lo schema fa riferimento ai controlli RosettaCNC BoardA e BoradB, in particolare sono utilizzati i connettori CN1, CN6, CN12, e CN13:

Tensioni di esercizio dei segnali Step e Dir

Prima di proseguire con le configurazioni software è necessario conoscere la tensione di alimentazione dei segnali STEP e DIR dei propri azionamenti, infatti non c’è uno standard per tutti i tipi di driver poichè alcuni funzionano a 5 Vcc, altri a 12 Vcc ed altri ancora con tensioni personalizzate.

I controlli RosettaCNC sia BoardA che BoardB, consentono di impostare la tensione di esercizio di questi segnali tramite i ponticelli JP3, JP4 e JP5:

Ora che i cablaggi sono stati effettuati andremo a configurare il controllo in funzione delle caratteristiche degli assi.

Impostazione Assi

Dal menù Impostazioni Scheda -> Impostazioni Scheda, si apre la finestra sottostante, dove la prima voce è Generali, a noi per la configurazione invece serve la voce Assi, da dove possiamo definire la cinematica della nostra CNC che nel nostro caso è Trivial, dove X, Y e Z sono Assi Lineari.

Sempre nello stesso menù possiamo vedere le altre voci come X, Y, Z ed Extra. Cliccando sull’asse X si accede alla pagina di configurazione dell’asse in questione. Vediamone le voci:

Voci del menù Assi

• Impulsi, quanti impulsi per l’unità di misura impostabile nella voce misura es. 400 passi per percorrere 1 mm;
• Misura, 1 mm percorso in 400 passi;
• Velocità massima, nell’esempio 5000 mm/min. Questo valore è strettamente legato al tipo di motori e azionamenti nonché dalla qualità costruttiva della meccanica;
• Accelerazione, nell’esempio 500 mm/s² , anche questo valore è strettamente legato all’hardware di movimentazione, generalmente va bene 1/10 della Velocità massima;
• Accelerazione Jog ovvero accelerazione nei movimenti manuali;
• Decelerazione Jog decelerazione nei movimenti manuali;
• Limite minimo e Limite massimo, espressi in mm, è la corsa effettiva dell’asse in questione;
• Accelerazione massima e Frequenza massima non sono campi editabili ma variano in funzione degli impulsi e della voce misura;
• Homing Modalità, ci permette di scegliere tra nove modalità, scegliete quella che si adatta alla vostra meccanica ed ai vostri sensori di home, le più comuni sono fronte di discesa e fronte di salita;
• Homing Sequenza, stabilisce l’ordine di priorità con cui gli assi si muovono (in questo caso 2, indica che l’asse in questione è il secondo a muoversi), il primo asse è bene che sia sempre l’asse Z;
• Homing Direzione le opzioni sono o avanti o indietro, dipende da dove è posizionato il sensore di home;
• Homing Ingresso Index, ci va indicato l’ingresso a cui abbiamo collegato la tacca di zero, valido per motori con encoder che hanno questa funzione;
• Homing Offset ;
• Homing Posizione finale, se non vogliamo che la posizione di home sia 0 possiamo mettere la quota che ci fa più comodo;
• Homing Velocità, è la velocità di approccio al sensore;
• Homing Accelerazione e Homing Decelerazione nella procedura di Home;
• Homing Spazio di decelerazione, espresso in mm.

Le ultime voci riguardano il generatore di STEP e per ogni asse possiamo definire la durata dell’impulso, soprattutto in funzione delle caratteristiche elettriche dei nostri azionamenti, ed inoltre possiamo invertire i segnali di STEP e DIR spuntando i relativi FLAG.

Ovviamente è necessario configurare tutti gli assi presenti selezionando la relativa finestra e applicando a ciascuno la propria programmazione, a fine lavoro si devono salvare i settaggi tramite il pulsante Salva.

Programmazione degli Ingressi

Nella finestra Ingressi dobbiamo impostare, dalla finestra Homing, lo stato di attivazione dei sensori di Home in base al funzionamento NC/NO, nell’esempio sono tutti NC e spuntando la casella E’ limite il sensore, solo al di fuori della procedura di Home si comporterà come switch di limite hardware.

La finestra Funzionalità ci consente di attribuire gli ingressi di Emergenza e Ingresso di Limite (limiti contrapposti a quelli dei sensori di Home). Come potete vedere ci sono altri ingressi da poter selezionare ma per il momento li tralasciamo poiché non indispensabili per il primo avviamento del sistema.

Nel prossimo articolo vedremo come collegare e configurare un elettromandrino classico al nostro controllo RosettaCNC