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MACH3-Configuration des Moteurs d’axes (libre)

Une fois les paramètres globaux réglés, il va falloir régler les moteurs d’axes.

pour cela ouvrir le menu « Config » puis l’option « Motor Tuning »

 

une fois cela fait vous aurez un écran avec le menu « Motor Tuning and setup » similaire a celui ci:

 

avant d’engager le réglage de chaque moteur d’axe dans mach3,  il vous faudra récupérer quelques informations sur votre machine:

  • le nombre de pas des moteur pas a pas de chaque axe (nombre de pas configurés sur le driver d’axe)
  • le pas d’avance de la vis d’entrainement ( vis trapézoïdale ou vis a bille) pour chaque axe
  • le rapport de réduction si un réducteur est intercalé entre le moteur et la vis de l’axe concerné

ces paramètres vont vous servir a calculer le nombre de pas par unité d’avance pour chaque axe. ce paramètre sera a saisir dans la fenêtre de réglage du moteur de chaque axe.

CALCUL DU NOMBRE DE PAS / UNITE POUR CHAQUE AXE:

nombre de pas d’entrainement Pe: le nombre de pas Pe à prendre en compte dépends de 2 choses;

  • du nombre de pas moteur Pm( voir datasheet de chaque moteur):
  • du nombre de microstep réglés sur le driver d’axe Nm (réglage des microswitch sur le driver/ datasheet du driver d’axe concerné)

le pas d’entrainement Pe se calcule de la façon suivante:

Pe=Pm x Nm

si par exemple votre moteur est un 200 pas et que les switches du driver de l’axe considéré sont réglés   en 1/4 de pas  on a alors :

Pm = 200 ,  Nm=4  d’ou Pe=200×4=800.

 pas  de la vis Pv: le nombre de pas Pv de la vis à prendre en compte est a mesurer avec un réglet sur la vis directement ou a prendre dans les données d’achats de la machine ou de la vis dans le cas d’une CNC DIY (Do It Yourself).

Rapport de reduction R du reducteur: comme pour la vis il est a prendre sur la fiche de données techniques de la machine  ou du materiel acheté ( systeme a courroie + poulie pas exemple) . on peut egalment le calculer si on connait le nombre de dents de chaque etage de reduction.

le nombre de pas par Unité Pu: il se calcule comme suit

Pu= (Pe / Pv) / R =[ (Pm x Nm) / Pv ] / R

s’il n’y a pas de réducteur => moteur qui entraine la vis directement( R=1) , la formule se simplifie et devient:

Pu= (Pm x Nm) / Pv

exemples:

soit un moteur de 200 pas avec un driver reglé en 1/4 de step acouplé a une vis a bille au pas de 5mm via un réducteur 1/4 , on a:

Pm=200, Nm=4, Pv=5 et R=1/4 d’ou

Pu= [ (200 x 4)  / 5 ] / 1/4 = [800 / 5] x 4 = 160 x 4 = 640 pas / mm

le même cas sans réducteur donne: Pu = (200×4) / 5 = 160 pas/mm

SAISIE DES PARAMETRES DANS MACH3

dans le menu « Motor Tuning and Setup » , il faudra procéder dans l’ordre :

  1. sélectionner l’axe à paramétrer
  2. saisir les paramètres dans la partie basse
  3. cliquer sur  » SAVE AXIS SETTING » pour enregistrer les données de l’axe

puis recommencer ainsi de suite pour chaque axe a paramétrer (X, Y, Z , ….)

le pas par Unité Pu calculé précédemment est a saisir dans la case « steps per »

pour les données Velocity(vitesse max) , Acceleration , Step Pulse et Dir Pulse, soit on saisi les données fournies par le constructeur de la machine soit il va falloir les trouver par tâtonnement ce qui est le cas le plus fréquent et qui va necessiter de  vous armer de patience et proceder de façon méthodique  => saisir des valeurs a priori puis tester le résultat a posteriori et recommencer jusqu’à ce que tout fonctionne correctement .

je vous conseilles de ne modifier qu’un seul parametre a la fois et de commence par des valeurs basses puis de les augmenter au fur et a mesure . quand les moteurs « décrochent » ( espèce de grognement ou sirènement avec moteur qui s’arrête) , ou que vous entendez des pertes de pas ( petits craquements moteurs pendant les déplacements ) réduire ou augmenter les valeurs .je vous propose les valeurs initiales passes partout suivantes :

Velocity : 600 mm/mn

acceleration: 20 mm/s/s

step pulse: 2

Dir pulse: 3

attention , procéder par tâtonnement dans l’ordre suivant :

  1. régler Step pulse en premier . chaque « step pulse » ( impulsion de pas) fait avancer le moteur d’un pas. cette valeurs électronique d’impulsion est cruciale pour un fonctionnement optimal de chaque moteur pas a pas. une valeur trop faible provoque le décrochement du moteur (signal electrique insuffisant) , une valeur trop grande impacte la vitesse maxi de déplacement  » Velocity » du point 3.partir de la valeur de 2 puis augmenter progressivement jusqu’à obtenir un fonctionnement qui semble correct sur des trajectoires longues (éviter de dépasser la valeur de 12-15 ms pour ne pas pénaliser le paramètre Vélocity).
  2. régler Dir pulse . en général la valeur de 3 suffit . le signal Dir Pulse ne change que quand il y a un changement de sens de déplacement . donc l’électronique de commande  n’a besoin que de détecter le front montant ou descendant  du signal .
  3. ensuite augmenter progressivement Velocity jusqu’a faire decrocher les moteurs puis  rebaisser ensuite la valeur.le paramètre velocity est la vitesse d’avance rapide a vide quand on fait un G00
  4. régler l’acceleration en dernier en augmentant jusqu’a faire decrocher les moteurs puis revenez en arriére d’environ 20% de la valeur.

quand tous les axes auront été paramétrés un par un , cliquer sur  « OK » pour sortir du menu de configuration des moteurs.

 

tester chaque axe pour vérifier que les déplacements se font correctement .

pour cela entrer une ligne de GCODE en mode manuel ( voir rubrique utilisation) et demander un déplacement d’une valeur donnée, puis vérifier que l’axe concerné c’est bien déplacé de la valeur demandée. je vous suggère d’effectuer l’opération au dessus d’une règle , d’un réglet ou d’une feuille de papier millimétré avec une fraise a graver dans la broche . la pointe de la fraise a graver servira d’index pour vérifier la valeur du déplacement .

NOTA: vous serez susceptibles de revenir sur ces réglages, si par la suite vous constatez des problèmes en mode travail ( sous efforts de coupe.

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MACH3-Manipulations de Base 1

remise a zéro des afficheurs d’axes et entrée d’une ligne G CODE a la main sont les 2 sujets de cette vignette.

REMISE A ZERO DES COORDONNEES SUR AFFICHEURS:

cette manipulation est particulièrement utile quand on veut définir une origine pièce , ou après  palpage surfacique pour définir le Z=0. elle peut s’effectuer au choix dans l’écran « Program Run Alt-1 » ou dans l’écran « MID Alt2« , dans les 2 cas on procéde de la meme façon. nous allons voir comment faire dans l’ecran Program Run:

dans cette écran , les coordonnées courantes s’affichent dans la zone encadre en rouge de la vue ci dessous:

pour remettre a zero l’afficheur d’un axe ,par exemple l’axe X,  il suffit de cliquer avec la souris dans la case « ZeroX » ( rectangle rouge sur l’image ci dessous)

le compteur correspondant se met immédiatement a zero :

même façon de faire pour les autres axes.

ENTREE D’UNE LIGNE GCODE A LA MAIN:

pour des opérations de fraisage basiques , il peut etre utile d’executer des lignes de GCODE a la main . pour saisir et executer une ligne GCODE , il faut aller dans l’ecran « MDI Alt2 » .

NOTA: on peut se déplacer dans les ecrans soit en cliquant avec la souris dans l’onglet correspondant soit en tapant les touches de raccourcis en fin de titre de l’onglet de l’écran concerné. par exemple si on est dans l’écran « Program Run Alt1 » , pour aller dans l’ecran « MDI Alt2 » il suffit de presser la touche « CTRL » du clavier ainsi que la touche « 2 » . pour retourner sur l’écran « Program Run » on fait « CTRL » + « 1« , et ainsi de suite pour les 4 autres écrans.

revenons a notre ecran MDI : MDI est l’abréviation de  Manual Data Input soit en francais :  » Entré de Données Manuelle »

pour la saisie de commandes GCODE en ligne a ligne , on utilise la case à droite de « INPUT »

on y entre directement sa commande GCODE comme avec n’importe quel editeur , par exemple G00 X50 Y40 . on remarque au passage qu’au début de la frappe , s’affiche au dessus un rectangle blanc avec les derniere lignes GCODE entrées anterieurement.

une fois la ligne GCODE saisie il suffit de presser la touche « ENTREE » du clavier pour que la ligne de GCODE s’exécute . on peut recommencer autant de fois que souhaitées.

voici  une petite video récapitulative qui montre en live cs 2 opérations(mettre en plein écran de préférence):

 

 

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MACH3-Manipulations de Base 2

ici nous abordons l’ouverture et la lecture d’un fichier programme GCODE .

pour le tuto, nous allons ouvrir et lire l’un des programmes paramétrés de la section « GCODE/exemples »  du site : le programme de perçage polaire paramétré.

voici le lien vers le fichier au format ZIP:

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COURANT ALTERNATIF

le courant alternatif est un courant périodique , en général sinusoïdal, qui change de sens 2 fois par période . il est caractérise par sa tension de crête et par sa fréquence en Hertz (Hz) qui est le nombre d’alternance de sens par seconde . en France cette fréquence est de 50 Hz, en Amérique du nord de 60Hz.

l’avantage principal du courant alternatif par rapport au courant continu, c’est qu’il peut voir ses caractéristiques (tension et intensité) modifiées par un transformateur à enroulements.

en France on utilise couramment 2 systèmes de courant alternatif , le 230 volts monophasé et le 400 Volts triphasé. comme nous allons le voir plus bas , en fait les centrales électrique produisent a la base du courant triphasé 230V et ensuite on ne garde que la composante d’une phase pour alimenter le circuit electrique en 230 V monophasé .

400 V triphasé

c’est le courant de base produit par les centrales électriques ( nucléaire, barrage , éoliennes). il est composé de 3 courants sinusoïdaux de même fréquence et de même amplitude de tension efficace à 230 volts qui sont déphasés entre eux d’1/3 de tour soit 120° soit 2π⁄3 radians.

Du fait du déphasage de 120°, un réseau dont la tension efficace entre phase et neutre est de 230 V aura une tension composée efficace entre phases de :

d’ou l’appelation de reseau 400V triphasé . mais si l’on regarde comment se présentent les amplitudes relatives entre phases et entre phase et neutre au niveau des différents câbles du réseau 400 V tri , on a le schéma ci dessous.

230 V monophasé:

une fois intégré le schéma ci dessus , on comprends immédiatement comment est réalisée l’alimentation 230 V monophasée d’une maison , le réseau extérieur est distribué en 400V tri et une phase seule avec un câble de neutre est tirée depuis le réseau vers le tableau de distribution électrique de la maison .

certaines habitations sont alimentées en triphasé jusqu’au tableau de distribution puis c’est au niveau du tableau de distribution que ce fait ensuite la séparation des phases pour tirer les différentes « antennes 230V » comprenant une phase , le neutre et un câble de terre qui est tiré depuis un pieux en cuivre planté dans le sol quelque part dans le sous sol de la maison.

Calculs sur les puissances en courant alternatif:

la particularité des puissances en courant alternatif , c’est que l’on manipule des tensions et des intensités elles mêmes alternatives et de forme sinusoïdale. on parle de tension efficace Ue et d’intensité efficace Ie avec la particularité que Ie est déphase d’un angle φ (phi) par rapport à la tension efficace. l’angle Phi est connu comme représentant le facteur de puissance ( en fait exactement cos(Phi) .

d’un point de vue mathématique , on peut représenter la variation dans le temps des 2 fonctions de la façon suivante:

ou Um et Im sont les valeurs maxi de tension et Intensité.

une fois intégré cette notion de déphasage entre Tension et intensité, la formule classique de puissance P= UI appliquée a des composantes déphasées se décompose en deux puissances :

la puissance active Pa (ou puissance réelle) correspond à la puissance moyenne fournie au cours d’une période donnée, elle est exprimée en voltampères (VA)

Pa = UI cos φ

dans une installation de bon niveau , cos φ = 0,9

la puissance réactive Pr, est la partie imaginaire ( notion de nombre complexes) de la puissance apparente  » complexe ». elle est exprimée en voltampères réactifs (VAR)

Pr = UI sin φ

pour plus de détails voir ici:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance_en_r%C3%A9gime_alternatif

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OUTILS DE BASE

ci dessous une liste d’outils de base pour électricité et électronique :

MULTIMETRE: c’est l’outil minimum indispensable que ce soit en électricité comme en électronique. dans les 2 cas pas besoin de mettre une fortune dans un appareil de compétition pro , que ce soit en électricité ou en électronique , les besoins de mesure se résument en général a tester une continuité électrique, mesurer une valeur de résistance ou mesurer des tension continues ou alternatives .le type de kit ci dessous , pour 35 euros sur AMAZONE, vous propose en plus du multimètre , différents câbles avec pinces ou pointes amovibles et en prime une fonction thermomètre haute température avec une sonde . l’ensemble dans une petite trousse bien pratique.

TOURNEVIS TESTEUR: en complément du multimètre , je recommande l’achat d’un tournevis testeur, outre son utilité pour dévisser les prises, les dominos électrique, les douilles , et tout un tas de vis de petit diamètre , il a en plus une fonction testeur permettant de trouver la phase dans un circuit électrique 230V alternatif a condition de toucher l’arrière du tournevis avec un doigt, ce qui a pour conséquence d’allumer l’ampoule néon contenue dans le manche transparent du tournevis si la pointe de celui ci est en contact avec le fil de phase . sur le neutre , l’ampoule reste éteinte. ATTENTION cependant , cet outil est a utiliser avec beaucoup de précautions en particulier ne pas s’en servir pour vérifier s’il y a du courant dans une prise apres coupure , en effet un dysfonctionnement de l’ampoule néon pourrait laisser penser qu’il n’y a pas de courant dans le circuit alors qu’il pourrait encore etre sous tension. pour ce type de contrôle , utiliser un multimètre .

PINCE COUPANTE: après plusieurs années d’utilisation de pinces diverses , je suggère ce type de pince passepartout aussi bien pour électricité que pour électronique

PINCE A DÉNUDER: pour dénuder les fils , malheureusement pas de pince passe partout capable de faire a la fois gros diamètres en électricité et petits diamètres en électronique , a ce jour , j’utilise 2 types de pinces:

une pince passe partout pour les travaux sur câbles de circuit électrique, une vis de reglage permet de regler l’entre fer correspondant au noyau cuivre du câble à dénuder:

une pince de précision pour le câble électronique:

FER A SOUDER: comme pour le multimètre , pas besoin de chercher l’artillerie lourde , un bon kit AMAZONE pas cher permet de faire 90% des travaux de soudure , et on trouve ça encore une fois en trousse pour environ 25 € avec les instruments de base: fer a souder , pompe a dessouder , pinces, pannes de soudure de différentes tailles, support avec éponge et quelques fois avec pince coupante .

BOBINE ÉTAIN DE SOUDURE: c’est le seul point pour lequel je recommande de ne pas mégoter sur la qualité et choisir impérativement de l’étain a âme décapante en petit diamètre ( 0,8mm de préférence).

SUPPORT DE SOUDURE: pour toutes les opérations de soudure sur composants électroniques , je recommande l’achat d’un support polyvalent au moins du type de celui ci dessous ( enlever la loupe , elle ne sert a rien , voir même peut être gênante quelque fois)

LOUPE ÉCLAIRANTE: elle n’est pas indispensable mais arrivé a un certain age , rends bien des services pour la soudure de circuits et de composants. j’utilise personnellement un modèle a led de grande taille avec lentille ovoïde de 20 cm de large) sur flexible semi rigide de 50cm de long et pince de fixation pour table de bureau , qui coute plus de 200 euros , mais on trouve des ensemble loupe /support de soudure et support de fer a souder qui répondent aux besoins de la fonction et son plus fonctionnels que la loupe du support précédent.