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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CNC Servoansteuerung für EMC


Autor: daniel (Gast)
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Hy,

ich habe derzeit ein Problem das eine Lösung sucht.

Und zwar ist mein CNC Bearbeitungszentrum wieder mal in die Knie 
gegangen und eine Reperatur bei der freundlichen Siemens AG würde wieder 
ein tiefes Loch ins Budget reißen.

Die Maschine, Chiron FZ16 Bj. 86, hat noch Gleichstromservos mit 
dazugehörigen Transistor-Gleichstromstellern - von Siemens natürlich... 
Bis jetzt weis ich noch nicht was genau kaputt ist, aber die Endstufen 
sind soweit noch in Ordnung, da sich die Motoren noch bewegen... ist 
also wieder mal eine Störung in der Sinumerik!

Ich möchte die Maschine nun mit einer PC-Steuerung, genauer gesagt mit 
EMC unter Linux ausstatten.

Dazu benötigt man aber eine verhältnissmässig teure PCI Karte... zwar 
nicht jeder, aber ich schon, da die Maschine sehr viele Signale hat und 
die 3 Achsen und die Spindel auch angesteuert werden wollen.

Im Prinzip ist es ja ganz einfach, die Endstufen brauchen nur -10V bis 
+10V mit ein Freigabesignal und die Encodersignale müssen in den PC 
gelangen.

Nur verlangen renomierte Unternehmen für eine Karte gleich mal über 
1000€ und ich weis nicht in wie weit ich unseren amerikanischen Freunden 
und deren Produkten vertrauen soll. Da gibts zwar schon Karten ab 200 
USD - aber mit sowas hab ich noch nie gute Erfahrungen gemacht.

Hab mir zuvor gerade das Manual von EMC und der HAL (Hardware 
Abstraction Layer) reingezogen... Damit ist es eigentlich ziemlich 
einfach eigene Hardware zu integrieren!

Im Prinzip müsste nur ein Mikrocontroller an einen Port angehängt 
werden, der mir vier mal -10V bis +10V generiert und ein paar dutzend 
IO-Pins zur Verfügung stellt.

Er muss eigentlich nichts machen außer seriell nach Analog bzw. Parallel 
zu wandeln.

Hat schon jemand mal sowas gemacht oder kennt ihr kostengünstige und 
zuverlässige PCI-Motion-Cards oder dergleiches... Wie gesagt, ich 
brauche vier mal eine Analoge Spannung für die Endstufen und mindestens 
30 IO-Pins

Welchen Prozessor würdet ihr mir empfehlen?... falls ich doch noch so 
viel Zeit finde mir eine Schnittstelle zu programmieren und die Hardware 
aufzubauen.

Hab bis dato mit ziemlich vielen herumexperimentiert. Vom 8051, PIC, 
Atmel, bis zum 16 Bit ARM.

Ich seh schon den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr...

Gruß Daniel

Autor: Chris (Gast)
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Kaufe dir eine 5I20 Mesa karte, kostet 200$, http://www.mesanet.com/
hier ein Link bez. Optoisolation 
http://www.anderswallin.net/2006/08/optoisolator-c...
sowie dir + pwm auf +-10V, mesa hat da auch was, glaube aber das kannst
du selbst machen, ist nicht schwer. Die Zeit, welche du da investiert,
was selbst zu machen, zahlt sich normalerweise nicht aus, außer du hast
ein 100$ PCI board sowie fpga kenntnisse, aber warscheinlich hättest du 
nicht so gefragt.

Autor: daniel (Gast)
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Hy Chris,

danke für die Antwort.

Die Karte von Mesa hab ich schon gesehen, die hab ich gemeint mit 
"amiprodukt um 200USD"
Hab den Konverter von PWM auf +-10V nicht gefunden. Es gibt bei Mesa 
lediglich AD Konverter, aber die brauch ich ja nicht...

Und ohne diesen müsst ich ohnehin wieder an der Karte selbst 
herumbasteln!

Es muss ja nicht gerade mit einem FPGA selbst gemacht werden.
Ein ARM Controller, gesteuert über die serielle Schnittstelle, müsste 
auch funktionieren.
Die Datenmenge, die übertragen wird, hängt ja nur davon ab, welche 
Aufgaben der Controller übernimmt.

Autor: Chris (Gast)
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Da bist du falsch, oder du brauchts was anderes.
Generell macht EMCv2 das so, daß er die Motorsteuerung über +-10V macht,
nähmlich dir+PWM sowie das feedback über Quadratur-Encoder einliest.
Das schließt die rs232 aus, da sie incl/ohne interner bufferung auch
zu langsam wäre, um den PID zu berechnen, und ein PID ohne korrektur auf
den anderen Achsen führt zu unsauberen Ergebnissen.

Die Optocoupler würde ich dir empfehlen, und da kannst du dann gleich
auch die +-10V machen. Die sind dann aber auf einer separaten Platine, 
welche mit 50poligem Pfostenstecker angeschlossen werden.

Autor: Chris (Gast)
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Die dir/step zu +-10V 4 Axen Karte ist die
7I33/7I33T  Quad Analog servo interface, kostet 69/79 $.

Ohne Optocoupler-Karte kostet es dann <300$.
Diese Karte ist wirklich zu empfehlen.

Autor: Chris (Gast)
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PS. ich meinte die 5I20.

Autor: daniel (Gast)
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super... hab die karte vorher komplett übersehen - hab immer nur bei den 
PCIs geschaut

werd mir das glaub ich zulegen und (hoffentlich) die maschine wieder zum 
laufen bringen


danke nochmal für die rasche hilfe!

Autor: Otto (Gast)
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Und wie ersetzt Du die in der Sinumerik enthaltene SPS ?

Otto

Autor: Chris (Gast)
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EMCv2 hat eine soft-sps integriert. Kann man mit der Pci-Karte perfekt 
ansteuern.

Autor: Otto (Gast)
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> EMCv2 hat eine soft-sps integriert.

OK danke

Gruss Otto

Autor: daniel (Gast)
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ja, EMC2 ist ziemlich flexibel.

hab mal eine kleine fräs/gravier-maschine mit mach3 angesteuert, sieht 
von der oberfläche zwar nett aus, ist aber weit nicht so anpassbar an 
eine maschine wie emc2

gruß daniel

Autor: Jochen (Gast)
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Hallo,

ich bin ein Elektronik Leihe, obwohl ich schon etwas Erfahrung gesammelt 
habe, bin ich mit der Ansteuerung von Servomotoren mit EMC einfach etwas 
überfordert. Ich habe mir 4 analoge Servo-Controller von Baldor 
zugelegt:
www.baldor.com/pdf/manuals/1202-701.pdf

genauer sind es zwei BSC 1105 und zwei BSC 1102.
Die Controller werden mit +-10V angesteuert, was auch mein eigentliches 
Problem ist. Ich möchte damit eine kleine Eigenbau CNC-Fäse steuern, die 
bislang mir 3-Phasen Schrittmotoren von Berger Lahr läuft. Ich 
verspreche mir davon mehr Dynamik. Kann mir da jemand einen einfachen 
Einstieg geben? Konfiguration von EMC und die benötigte Hardware? Ich 
möchte im ersten Schritt wirklich nur Die Servos, Referenz- und 
Endschalter ansteuern. Die Fräse hat zumindest noch keine Meßstäbe, wenn 
möglich möchte ich sie auch nur über die Encoder regeln, was die Sache 
wohl auch erheblich günstiger machen wird...

Ich hoffe es kann mir hier jemand weiterhelfen.
Danke und Grüße,
Jochen

Autor: Silvio K. (exh)
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Mich würde mal interessieren was aus Daniels Maschine geworden ist. Ob 
es mit der Mesa-Karte und EMC2 geklappt hat. Habe ein ähnliches 
Vorhaben, welches ich auf jeden Fall realisieren werde.
Gruß
Silvio

Autor: rentner (Gast)
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hier die antwort  http://www.cnc-ready.at/

Autor: Kioskman (Gast)
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Hallo,

das Vorhaben hört sich ja interessant an, aber eine Sinumerik Steuerung 
kann man nicht einfach so ersetzen.
Ich selbst habe mehrere Jahre solche Werkzeugmaschinen in einem nicht 
gerade kleinen Unternehmen repariert und es gehört mit Sicherheit mehr 
dazu als ein PC mit einer Steckkarte um die Servostromrichter 
anzusteuern. Eine solche Maschine hat nicht gerade wenige Endschalter 
die Überwacht werden wollen, einen NOT-AUS Schalter (der wichtigste 
Schalter überhaupt), mindestens drei inkremental Messsysteme, und und 
und. Von anderen Sicherheitsfunktionen möchte ich noch garnicht reden.
Wir hatten mal einer Maschine eine modernere Steuerung verpasst, allein 
der Zeitaufwand für die mechanischen und elektrischen Umbaumaßnahmen 
betrug mehrere Monate und kostete mehrere tausend Euro an Material.
Man sollte sich schon im klaren sein auf welche Kosten man sich bei 
Anschaffung einer solchen Maschine einlässt.

Gruß Kioskman

Autor: Daniel A. (insanity)
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Hallo an Alle,

hab leider diesen Thread komplett übersehen.

Seit Beginn der Idee ist ja schon einige Zeit verstrichen, zu der 
Beschaffenheit und dem Verlauf des Projekts kann nun folgendes 
berichten:

Alles fing mit den MESA 5i20 PCI Karten an, hab mir einige dieser Karten 
und auch gleich die passenden Interface Karten bestellt.
Die Steuerung (Sinumerik 3M) hab ich dann ausgebaut und gegen einen 
schon etwas älteren Intel Celeron PC ausgestauscht.

Bei dem Chiron Bearbeitungszentren ist der Werkzeugwechsel etwas 
aufwändiger, weswegen ich vorerst den komplizierten Weg über einen 
Atmega8 gegangen bin. Der hat die Werkzeugnummer und den Wechselbefehl 
übernommen und den Vorgang durchgeführt. Hab das eigentlich nur so 
gelöst, damit ich mir die vielen Optokopplerkarten spare. Hab dafür aber 
3 riesige Platinen angerfertigt und somit kostete das ohnehin schon 
wieder mehr als die 6 Optokopplerkarten...

Der Not-Aus Kreis und alles was sonst noch fix verkabelt war blieb 
erhalten, dies ist ohnehin wichtig um der Maschinenrichtlinie zu 
entsprechen!
Denn der PC und somit auch EMC2 sind nicht redundant abgesichert, also 
würde der PC abstürtzen hängt das System auch. Die 5i20 hat jedoch auf 
dem FPGA eine Watchdog welche die Ausgänge der Karte deaktiviert, was 
somit auch zum Ausschalten der Maschine führt. Die Sicherheit ist somit 
gegeben!

Der Werkzeugwechsel und der Wendetisch waren eigentlich die 
kompliziertesten anbauten an der Maschine. Ich habe dann im spätere 
Verlauf des Projekt auch noch versucht alles über den ModBus zu steuern. 
Funktionierte leider auch nur bedingt. Bei mehr als 100 IO-Pins war 
sendepause mit dem Atmega8.

Die Achsen und die Hauptspindel wurden alle samt analog über die 7i33 
angesteuert. Somit fiel auch der DA-Wandler weg, der ist ohnehin oftmals 
kaputt.
Zu guter letzt wurde an der Hauptspindel noch ein Encoder angebaut, 
dieser wurde zum synchronisierten Gewindebohren gebraucht, leider war 
die Hitzentwicklung im Gehäuse so groß, dass er nicht lange durchhielt.

Die Maschine wurde zum Fräsen von Spannvorrichtungen und 
Holzverpackungen genutzt.

Nach diesem Projekt wurde eine weitere Chiron FZ16 umgebaut. Dieser 
Umbau war schon etwas Professioneller.

Dabei wurde dann gänzlich auf externe Hardware verzichtet, nur mehr MESA 
Optokoppler und Servo-Interfaces kamen zum Einsatz.
Die zweite Maschine wurde dann min. 16h am Tag, 5 Tage die Woche zum 
Fräsen von Fahrradpedalen benutzt.

Die einzigen Mängel die zu beanstanden wären sind mechanischer Ursache 
(Ventil schaltet nicht, Zylinder undicht, ...)
Die Steuerung, also der PC und seine Komponenten laufen bis dato 
tadellos.

Aus diesem Projekt heraus wurden noch weitere Maschinen umgebaut.

Z.b. eine Okuma CNC Drehmaschine, eine Index GE42 CNC Drehmaschine, eine 
Kunzmann Werkzeugfräse, einige Selbstbaumaschinen, uvm

Das nächste größere Projekt wird eine Deckel Horziontalfräse mit 4 
Achsen.
Dann komm ich vllt. auch mal dazu dass ich mein drittes 
Bearbeitungszentrum umbaue (Chiron FZ12 mit 10.500 U/min)

Leider hab ich nicht so viel Zeit dass ich alles so Ausführlich 
dokumentiere, aber wenns soweit ist kann man hier mehr erfahren -> 
www.cnc-ready.at

Beste Grüße

Daniel

Autor: Silvio K. (Gast)
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Danke für das schnelle Feed-Back. Super, jetzt steht dem Umbau nichts 
mehr im Wege.
Viele Grüße
Silvio

Autor: Chris (Gast)
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Hallo Daniel A,

leider war ich so dumm und habe die Chiron fz16 von Dir gekauft.
Jetzt habe ich das Problem, dass die Maschine beim Werkzeugwechsel immer 
hängt!
Du meldest dich auch nicht.

Also nur Schrott gekauft!!!

Autor: Silvio K. (exh)
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Du kannst auch mal in peters cnc-ecke schauen. Da findest du Leute die 
ebenfalls solche Maschinen umgebaut haben. EMC ist offen, da wirst du 
schon einen finden der es richtet. Sei froh, die Maschine ist kein 
Totalschaden.

Grüß

Silvio

Autor: R. W. (quakeman)
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Etwas OT, aber EMC heißt ab jetzt LinuxCNC, so wie die Webseite. Es gab 
da wohl ein paar Probleme mit einer anderen Firma die EMC heißt. ;)
Auf der Webseite ist schon alles bezüglich EMC entfernt worden.

Autor: Silvio K. (exh)
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Fox Mulder schrieb:
> EMC heißt ab jetzt LinuxCNC

Danke für die Info, das habe ich nicht gewusst. Die Opensource-community 
eckt überall an. Eine aggressive Welt ist das.

Autor: Fräsmaschinenbesitzer (Gast)
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Hallo unglücklicher Chiron Käufer,
ich habe vor einen halben Jahr unkompliziert und mit guter Unterstützung 
dort Mesa Boards zur Renovierung meiner Deckel Fräsmaschine eingekauft. 
Da die Seite nicht mehr online ist, habe ich folgende 
Registerveröffentlichung gefunden ....


FN 313138y LUDA Mechatronik GmbH, Rennbahn-
weg 2/4, 4400 Steyr; FIRMA nun LUDA Mechatro-
nik GmbH in Liqu; GV vom 29.12.2011 Die Gesell-
schaft ist aufgelöst; GF: (B) Daniel Auer
(26.04.1987), gelöscht; ABWICKLER, LIQUIDA-
TOR: (B) Daniel Auer (26.04.1987), vertritt seit
11.1.2012 selbständig; LG Steyr, 11.01.2012

Autor: Silvio K. (exh)
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Fräsmaschinenbesitzer schrieb:
> Da die Seite nicht mehr online ist,

Haben die Leute einfach keinen Bock mehr gehabt oder gibt es da andere 
Gründe? Weist du da was genaueres? Hast du als ehemaliger Kunde eine 
finale Dankes-eMail bekommen oder so?

Ist irgendwie schade...

Autor: Fräsmaschinenbesitzer (Gast)
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Nein - keine Info bekommen, eben einfach mal gegoogelt.
Der Eigentümer (Ein-Mann-Kapelle ?), war damals mittelmäßig telefonisch 
erreichbar, hat sich aber die Zeit genommen, mich bestimmt eine Stunde 
telefonisch zu beraten. War kostenlos - außer meiner Telefonrechnung auf 
ein österreichisches Mobiltelefon ;). Desweiteren wurde mir Ware für ca. 
600 Euronen auf offene Rechnung geliefert, trotz Ausland und 
Neukundenstatus.

Meine Steuerkarten habe ich noch gar nicht verbaut - wollte ich 
eigentlich diesen Winter machen. Ich hoffe mal, dass ich keinen 
Gewährleistungsfall habe... . Bei mir solls eine Deckel Fp2nc 
wiederbeleben.
Was hast Du denn für eine Fräse und wo kommst Du her - vielleicht gibts 
überschneidungen.

vg

Maik

Autor: Silvio K. (exh)
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Ich hab eine schöne DDR-Fräse mit einem Servomotor pro Achse und 
magnetischen Resolvern für die Positionserkennung. Meine Maschine ist 
aber noch nicht fertig. Ich verweise ungern auf andere Foren, aber in 
diesem Fall macht es Sinn: http://www.cncecke.de/

Dort gibt es viele Leute, die solch eine Prozedur erfolgreich gemeistert 
haben. Die kennen sich mit linuxcnc und der Hardware aus.

Willst du das mit Glasmessschiebern realisieren?

Grüße

Silvio

Autor: CNC-Pise (Gast)
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Hallo zusammen,
ich war auch Kunde von CNC-Ready.at
Habe eine Deckelf FP3-NC mit Servomotoren, Glasmaßstäben und einen 
3-Stufigen Getriebe für Spindeldrehzahlen...
Aufgrund Studium bin ich noch nicht ganz fertig, aber ich bin guter 
dinge :)
Servos laufen, Getriebeansteuerung über HAL basst auch schon fast.
Ein kleines Problem habe ich jetzt nur suche ein Ersatz für ein damals 
gekauften Konverter (SIN/TTL-Interpolator
  Konverter für SIN-Glasmaßstäbe/Encoder) für eine Achse, die anderen 2 
Achsen funktionieren noch :)
Weiß da jemand wo Daniel A. die damals herbezogen hat?

Danke schon einmmal :)

Autor: Xt cruiser (Gast)
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Hier ist anscheinend euer Daniel A mit neuer Firmenadresse.


 Daniel Auer
Inhaber
Adresse:
Schillerstraße 19/1
Steyr
4400
Österreich
E-Mail:   office@cncmonster.de
Telefon:   +43(0)650/5390756

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