Ombouw Emcoturn 120

Stel je vragen hier over draaibanken en cnc

Moderator: Moderators

Plaats reactie
kgerrits
Berichten: 9
Lid geworden op: 04 mar 2014 16:33
Locatie: Waalre

Ombouw Emcoturn 120

Bericht door kgerrits » 18 mei 2020 20:14

Bij deze wil ik mijn huidige project voorstellen, de ombouw van een Emcoturn 120 naar Eding CNC. Met het project ben ik al een tijdje bezig, en ondertussen zijn de eerste spanen ook al gemaakt.

De basis:
Afbeelding

De machine heeft weinig draaiuren gehad, originele besturing was defect. Zwaluwstaart geleidingen en kogelomlopen zijn als nieuw:
Afbeelding

De orignele Siemens DC spindelmotor is vervangen door een 2.2kW 8000 RPM servo motor:
Afbeelding

Deze emco was niet uitgevoerd met de automatische smering, welke geloof ik wel zat op de 120P uitvoering. De montagepunten zitten er in ieder geval wel, dus waarom ook niet:
Afbeelding

De originele Berger Lahr 5-fase stappenmotoren worden vervangen door 200W Delta servo motoren. Vervangende drives voor de originele steppers zijn ook op ebay redelijk prijzig geworden, dus dan maar vervangen voor wat nieuws. De originele steppers zitten bevestigd middels een kunststof plaat. Dit is gedaan om de warmteafdracht van de motor aan het machineframe zou veel mogelijk te beperken. In de schuur nog wat plaatjes fenolhars gevonden, daar een setje nieuwe montageplaten van gemaakt voor de servo's.
Afbeelding
Afbeelding

In de bevestigingsplaten van de steppers zaten inductieve schakelaars gemonteerd. Deze detecteren een magneet in de pulley van de kogel-omloop. Op het origineel hadden deze switches een dubbele functie. Deze werden gebruikt voor homen en voor stappenverlies detectie. Voor het homen moesten de assen eerst naar een bepaalde positie gejogd worden (er zaten indicators op de assen), waarna de machine op zoek ging naar een puls op de pulley. De detectie van stappenverlies was uiteraard een grove detectie, omdat dit alleen per volledige omwenteling van de kogelomloop ging. Nu er servo motoren opzitten is deze functie overbodig geworden, maar kunnen deze schakelaars mooi gebruikt worden als homing switches:
Afbeelding

Omdat het met de extra kabels van de servo en de olieleiding toch wat veel draden werden om los te laten hangen, het geheel in een kabelrups gemonteerd:
Afbeelding

Dat was het voor deze update. In de volgende zal ik de elektronica van de toolchanger behandelen.

Kjelt
Donateur
Berichten: 2950
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door Kjelt » 18 mei 2020 20:20

Top zeg ben erg benieuwd naar het vervolg.

kawarider
Berichten: 912
Lid geworden op: 17 okt 2016 20:46
Locatie: Drongelen
Contacteer:

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door kawarider » 18 mei 2020 22:40

Leuke machine. Zoiets staat hier ook op de lijst

Gebruikersavatar
EBos
Berichten: 361
Lid geworden op: 02 okt 2012 11:35
Locatie: Groningen
Contacteer:

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door EBos » 19 mei 2020 14:58

Hey wat leuk. Zelfde motor als ik in mijn Emcoturn 220 heb gebouwd. :)
Zo te zien al aardig gevorderd.

Welke besturing heb je er op?

\ Bf25 cnc / linuxcnc \ design enclosure/ dubbel KO


http://www.cnczone.nl/viewtopic.php?f=6&t=9586

kgerrits
Berichten: 9
Lid geworden op: 04 mar 2014 16:33
Locatie: Waalre

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door kgerrits » 19 mei 2020 18:52

EBos schreef:
19 mei 2020 14:58
Hey wat leuk. Zelfde motor als ik in mijn Emcoturn 220 heb gebouwd. :)
Zo te zien al aardig gevorderd.

Welke besturing heb je er op?
Ik heb er een EdingCNC 720 kaart inzitten. Op mijn frees heb ik al ervaring met EdingCNC en dat bevalt prima, dus wil ook eens kijken hoe het voor een draaibank bevalt.

Hoe bevalt de spindel motor jou? Ik had met name voor een servo motor gekozen om een fatsoenlijk koppel op lage toeren te hebben zonder in te boeten op snelheid. De motor kan max 8000 RPM, de pulleys hebben een reductie van 20%, dus blijft er nog 6400RPM op de spindel over. Op het moment heb ik alleen de originele stalen 85mm emco drie klauw, hier staat alleen geen maximum toerental op. Een stalen 80mm drieklauw van Röhm mag tot 7000 RPM, dus tot 6000 RPM zal het wel goed gaan. De vraag is of je überhaubt die snelheden met een klauwplaat wilt doen. Een spantanghouder lijkt me een beter idee. Voor nu heb ik het toerental even begrenst op 4000 RPM.

Wat voor opspanmiddelen gebruik jij op je Emco?

Gebruikersavatar
Kars-cnc
Berichten: 507
Lid geworden op: 07 okt 2015 05:33
Locatie: Heerde (Gelderland)

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door Kars-cnc » 19 mei 2020 20:16

Even uit algemene interesse, wat is het merk en type van deze spindelmotor?

kgerrits
Berichten: 9
Lid geworden op: 04 mar 2014 16:33
Locatie: Waalre

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door kgerrits » 19 mei 2020 22:03

Kars-cnc schreef:
19 mei 2020 20:16
Even uit algemene interesse, wat is het merk en type van deze spindelmotor?
De motor komt van SZGH Tech uit china https://www.szghauto.com/product/93.html
Met bijbehorende driver: https://www.szghauto.com/product/128.html
Deze driver kan je zowel op 380V 3-fasen aansluiten maar ook op 1 fase 230. Bij mij draait het op 230. Je moet dit wel in de parameters instellen, maar voor een chinees product zit er een goede handleiding in het Engels bij.

Ik heb het via ali baba besteld, even heen en weer mailen met de verkopende partij om een prijs af te spreken. Verzendkosten vallen niet mee aangezien het redelijk aan het gewicht is. Bij mij had de motor ook wat transportschade, de douane had de houten kist open gemaakt en vonden het niet nodig om het opnieuw dicht te spijkeren. Wat tape vonden ze genoeg. Gelukkig is de schade beperkt gebleven tot een deuk in de terminal box op de motor. Ik heb dit gemeld bij de verkopende partij en deze sturen nog een nieuwe terminal box na.

Gebruikersavatar
EBos
Berichten: 361
Lid geworden op: 02 okt 2012 11:35
Locatie: Groningen
Contacteer:

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door EBos » 20 mei 2020 12:42

kgerrits schreef:
19 mei 2020 18:52
EBos schreef:
19 mei 2020 14:58
Hey wat leuk. Zelfde motor als ik in mijn Emcoturn 220 heb gebouwd. :)
Zo te zien al aardig gevorderd.

Welke besturing heb je er op?
Ik heb er een EdingCNC 720 kaart inzitten. Op mijn frees heb ik al ervaring met EdingCNC en dat bevalt prima, dus wil ook eens kijken hoe het voor een draaibank bevalt.

Hoe bevalt de spindel motor jou? Ik had met name voor een servo motor gekozen om een fatsoenlijk koppel op lage toeren te hebben zonder in te boeten op snelheid. De motor kan max 8000 RPM, de pulleys hebben een reductie van 20%, dus blijft er nog 6400RPM op de spindel over. Op het moment heb ik alleen de originele stalen 85mm emco drie klauw, hier staat alleen geen maximum toerental op. Een stalen 80mm drieklauw van Röhm mag tot 7000 RPM, dus tot 6000 RPM zal het wel goed gaan. De vraag is of je überhaubt die snelheden met een klauwplaat wilt doen. Een spantanghouder lijkt me een beter idee. Voor nu heb ik het toerental even begrenst op 4000 RPM.

Wat voor opspanmiddelen gebruik jij op je Emco?

Ja motor bevalt super. Bij mij zijn de aandrijf wielen anders. Hier zit een verschil in van 5%. Dit had ik in eerste instantie niet door dus was nog al even verrast wanneer schroefdraad snijden niet goed ging.
Gelukkig op gelost met aparte encoder die rechtstreeks op de spindel zit. Heb een nieuwe gekocht en geplaatst waar de originele oude was.

Over het algemeen gaat een 3klauw tot 3000 omw/min als vuist regel. Indien fabricant anders aan geeft natuurlijk.
De spindel bij mijn machine heeft een Pneumatische inrichting van Röhm. Ook deze heb ik helemaal gereviseerd met nieuwe originele afdichtingen van hun. Hier heb ik ook lang op moeten wachten.
Ik heb helaas geen 3klauw die voor mijn spindel kan. Ik doe nu nog alles met 5C spantang inrichting. Werkt ook erg fijn.

\ Bf25 cnc / linuxcnc \ design enclosure/ dubbel KO


http://www.cnczone.nl/viewtopic.php?f=6&t=9586

kgerrits
Berichten: 9
Lid geworden op: 04 mar 2014 16:33
Locatie: Waalre

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door kgerrits » 29 jun 2020 10:34

Tijd voor een kleine update.

Voor de besturing van de draaibank heb ik gekozen voor EdingCNC, dit omdat het mij goed bevalt op de freesmachine. Ik heb gekozen voor een CNC720, dit omdat hier modbus functionaliteit op zit wat o.a. gebruikt kan worden voor het aansturen van een gereedschapswisselaar. Om dit allemaal mogelijk te maken heb ik een printje ontworpen voor de toolchanger. Mijn achtergrond zit niet in de elektronica, maar in de werktuigbouw. Maar in de loop der jaren wel het nodige aan ervaring opgedaan met elektronica, dus een leuke uitdaging om hier een printje voor te ontwerpen.

De basis functies van dit printje:
  • Motordriver voor het Maxon DC motortje in de toolchanger
  • Meten motorstroom
  • Uitlezen positie sensoren turret
  • Modbus communicatie over RS-485 met Eding CNC720
Als motordriver gekozen voor een TI DRV8876 IC. Dit is een H-brug driver met geïntegreerde stroom sensor en werkt tussen de 4.5 en 37V met een piekstroom van 3.5A. Voor de logica heb ik er een teensy 3.2 op gezet, te programmeren via de arduino omgeving. Verder zit er nog een step-down voeding op van 24V naar 5V om de teensy van spanning te voorzien. En een RS-485 transceiver voor de communicatie.

Afbeelding
Er zat 1 klein foutje in het routen op de PCB (stom, had ik moeten zien). Maar eenvoudig te repareren (hence de rode draad). Verder werkt de PCB feilloos. Dat laatste kon ik helaas niet zeggen voor de originele Emco PCB in de turrent welke de positie doorgeeft. Een van de vork sensors wat kapot. Het is me niet gelukt om hiervoor een vervangende sensor te vinden. En bij de andere was het kunststof ook in slechte staat. De weekmakers kwamen eruit waardoor het een grote plakbende was:
Afbeelding

Na wat zoekwerk op internet kwam ik prijzen tegen van EUR >300 voor een vervangende print van Emco zelf. Dat gaat hem niet worden, dus daar ook maar een vervangende print voor gemaakt. Deze print is relatief eenvoudig. De basis bestaat uit 4 vork sensoren welke de positie van de turret doorgeven. Om hier nette flanken van te krijgen heb ik een Schmitt trigger toegevoegd. Het geheel wordt net als het origineel met 24V gevoed en geeft 24V pulsen terug. Het resultaat:
Afbeelding

Dit is de achterzijde van de turret waar het printje uitkomt. Hier zit een kunststof schijf met een uitsparing welke door de vorksensoren heen draait. Hieruit is de positie van de wisselaar te achterhalen.
Afbeelding

Hiermee is de toolchanger weer volledig operationeel. Mocht er interesse zijn voor of de toolchanger print, of de turret sensor PCB laat het even weten. Ik heb bij het bestellen van de PCB's hier meerdere van laten maken. De toolchanger is ook via de USB aan te sturen voor gebruik met Mach3 of LinuxCNC. En als afsluiter wat bewegende actie:
https://youtu.be/sjd6qg67e3A

Kjelt
Donateur
Berichten: 2950
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door Kjelt » 29 jun 2020 11:08

Chapeau puik werk! 8)

De oude 2e hands turret die ik onlangs heb gekocht werkt alleen met een enkele schakelaar, dus geen absolute selectie bepaling. Dat zou ik er misschien nog bij kunnen bouwen.
Ik zal er tzt ook een sturingsprintje voor maken, ik had het zelf alleen wat eenvoudiger bedacht maar dit TI ic is wel erg handig als deze een geintegreerde stroommeting heeft. Hoeveel procent van de nominale stroom stuur je nu bij het locken , dus de motor de andere kant op laten draaien om de turret te blokkeren voor tijdens het draaien ?

kgerrits
Berichten: 9
Lid geworden op: 04 mar 2014 16:33
Locatie: Waalre

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door kgerrits » 29 jun 2020 11:23

Kjelt schreef:
29 jun 2020 11:08
Chapeau puik werk! 8)

De oude 2e hands turret die ik onlangs heb gekocht werkt alleen met een enkele schakelaar, dus geen absolute selectie bepaling. Dat zou ik er misschien nog bij kunnen bouwen.
Ik zal er tzt ook een sturingsprintje voor maken, ik had het zelf alleen wat eenvoudiger bedacht maar dit TI ic is wel erg handig als deze een geintegreerde stroommeting heeft. Hoeveel procent van de nominale stroom stuur je nu bij het locken , dus de motor de andere kant op laten draaien om de turret te blokkeren voor tijdens het draaien ?
Met een beetje aanpassing in de software werkt dit printje ook voor die toepassing, uiteindelijk is het ook maar een Teensy die geinterfaced is naar een H-brug IC.

Wanneer ik de motor ga locken reverse ik eerst op 100% PWM, wanneer de pal tegen de harde aanslag komt schiet de stroom omhoog en op dat moment schakel ik terug naar 10% PWM (2.4V op de motor). Hier laat ik hem op staan gedurende dat die tool actief is. Voor deze implementatie had een stroom meting mijn voorkeur, dan kan je gewoon 100% terug gaan totdat je de aanslag raakt. Verder is het voor de veiligheid ook wel handig om de stroom te monitoren, dit bijvoorbeeld wanneer je een te lange tool in de turret plaatst. Aan de achterzijde is op de emcoturn 120 niet heel veel ruimte, bij een te hoge stroom in voorwaartse richting zal hij stoppen en een error geven.

Gebruikersavatar
serum
Donateur
Berichten: 3550
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door serum » 29 jun 2020 12:45

Net werk man!! hoe heb je dat opgebouwd? Wat voor processor/ programmering zit er op dat bordje?

Leuk dat hij de positionering op stroommeting doet. De motor/mechanica heeft hier niet extreem onder te lijden?
foto's uploaden op cnczone.nl Let op, maximale grootte is 2,5MB, geen restricties op resolutie

kgerrits
Berichten: 9
Lid geworden op: 04 mar 2014 16:33
Locatie: Waalre

Re: Ombouw Emcoturn 120

Bericht door kgerrits » 29 jun 2020 18:32

serum schreef:
29 jun 2020 12:45
Net werk man!! hoe heb je dat opgebouwd? Wat voor processor/ programmering zit er op dat bordje?

Leuk dat hij de positionering op stroommeting doet. De motor/mechanica heeft hier niet extreem onder te lijden?
De processor is een 72MHz Cortex M4, veels te veel rekenkracht voor deze toepassing maar het kan ook geen kwaad. Deze processor zit op een teensy 3.2, dit is een alternatief voor Arduino bordjes. Via een plugin kan je ze programmeren via de Arduino IDE. https://www.pjrc.com/teensy/teensy31.html#specs. In vergelijking met een originele Arduino nano is een Teensy 3.2 maar 1 of 2 euro duurder, maar daarvoor krijg je een stuk meer opties/rekenracht.

Voor wat betreft de positionering op stroommeting. Dit was hoe ik heb begrepen heb ook hoe Emco het doet op het origineel. De mechanica heeft daar weinig onder te lijden. Er zit een ratel met pal mechanisme in, deze is van gehard staal. De snijkrachten van de beitel tijdens het draaien worden ook in de ratel gedrukt, deze krachten zullen veel hoger zijn dan die het motortje kan opwekken. Tijdens bedrijf houd de motor een kleine spanning erop om ervoor te zorgen dat je altijd tegen de pal aan gedrukt blijft.

Voor de motor zal het ook meevallen, tussen het detecteren van de piekstroom en het verlagen van de spanning zit weinig tijd. Ik heb het net even in mijn code nagekeken, het is maximaal 15 milliseconden.

Plaats reactie