Proyecto de CNC a partir de una impresora

[albertobasulto]

-Hola carptroya, a ver tu que sabes mas que yo de step motors, barajeamela mas despacio, porfa...tengo motores unipolares de 6 hilos, de 1.8 A y 3.6 V no configurables a bipolar. ¿como los conectas al driver?
-Saludos.

 

[albertobasulto]

_Hola RRC y Josechu creo que se me olvido comentarles que el firmware de kicchip, se puede cargar sobre pics, vulgares y silvestres, de esos que consigues hasta en botica de la esquina je.je...

 

[araola]

google es cojonudo.


Tutorial sobre Motores Paso a Paso (Stepper motors)



Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos.

La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.

Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas está energizada, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas.

En este capítulo trataremos solamente los motores P-P del tipo de imán permanente, ya que estos son los mas usados en robótica.


Principio de funcionamiento

Básicamente estos motores están constituidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintos imanes permanentes y por un cierto número de bobinas excitadoras bobinadas en su estator.
Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imán permanente. Toda la conmutación (o excitación de las bobinas) deber ser externamente manejada por un controlador.

Imagen del rotor


Imagen de un estator de 4 bobinas



Existen dos tipos de motores paso a paso de imán permanente:





Bipolar: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida (ver figura 1). Necesitan ciertos trucos para ser controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo de corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento. En figura 3 podemos apreciar un ejemplo de control de estos motores mediante el uso de un puente en H (H-Bridge). Como se aprecia, será necesario un H-Bridge por cada bobina del motor, es decir que para controlar un motor Paso a Paso de 4 cables (dos bobinas), necesitaremos usar dos H-Bridges iguales al de la figura 3 . El circuito de la figura 3 es a modo ilustrativo y no corresponde con exactitud a un H-Bridge. En general es recomendable el uso de H-Bridge integrados como son los casos del L293 (ver figura 3 bis).







Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno (ver figura 2). Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. En la figura 4 podemos apreciar un ejemplo de conexionado para controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el cual es una array de 8 transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas de hasta 500mA. Las entradas de activación (Activa A, B , C y D) pueden ser directamente activadas por un microcontrolador.





Secuencias para manejar motores paso a paso Bipolares

Como se dijo anteriormente, estos motores necesitan la inversión de la corriente que circula en sus bobinas en una secuencia determinada. Cada inversión de la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso, cuyo sentido de giro está determinado por la secuencia seguida.

A continuación se puede ver la tabla con la secuencia necesaria para controlar motores paso a paso del tipo Bipolares:
PASO TERMINALES
A B C D
1 +V -V +V -V
2 +V -V -V +V
3 -V +V -V +V
4 -V +V +V -V





Secuencias para manejar motores paso a paso Unipolares

Existen tres secuencias posibles para este tipo de motores, las cuales se detallan a continuación. Todas las secuencias comienzan nuevamente por el paso 1 una vez alcanzado el paso final (4 u 8). Para revertir el sentido de giro, simplemente se deben ejecutar las secuencias en modo inverso.



Secuencia Normal: Esta es la secuencia más usada y la que generalmente recomienda el fabricante. Con esta secuencia el motor avanza un paso por vez y debido a que siempre hay al menos dos bobinas activadas, se obtiene un alto torque de paso y de retención.
PASO Bobina A Bobina B Bobina C Bobina D
1 ON ON OFF OFF b.1
2 OFF ON ON OFF b.2
3 OFF OFF ON ON b.3
4 ON OFF OFF ON b.4

A continuación se puede apreciar la secuencia animada en modo normal:



Secuencia del tipo wave drive: En esta secuencia se activa solo una bobina a la vez. En algunos motores esto brinda un funcionamiento mas suave. La contrapartida es que al estar solo una bobina activada, el torque de paso y retención es menor.
PASO Bobina A Bobina B Bobina C Bobina D
1 ON OFF OFF OFF a.1
2 OFF ON OFF OFF a.2
3 OFF OFF ON OFF a.3
4 OFF OFF OFF ON a.4

A continuación se puede apreciar la secuencia animada en modo wave drive:



Secuencia del tipo medio paso: En esta secuencia se activan las bobinas de tal forma de brindar un movimiento igual a la mitad del paso real. Para ello se activan primero 2 bobinas y luego solo 1 y así sucesivamente. Como vemos en la tabla la secuencia completa consta de 8 movimientos en lugar de 4.
PASO Bobina A Bobina B Bobina C Bobina D
1 ON OFF OFF OFF a.1
2 ON ON OFF OFF b.1
3 OFF ON OFF OFF a.2
4 OFF ON ON OFF b.2
5 OFF OFF ON OFF a.3
6 OFF OFF ON ON b.3
7 OFF OFF OFF ON a.4
8 ON OFF OFF ON b.4

A continuación se puede apreciar la secuencia animada en modo medio paso:





Como comentario final, cabe destacar que debido a que los motores paso a paso son dispositivos mecánicos y como tal deben vencer ciertas inercias, el tiempo de duración y la frecuencia de los pulsos aplicados es un punto muy importante a tener en cuenta. En tal sentido el motor debe alcanzar el paso antes que la próxima secuencia de pulsos comience. Si la frecuencia de pulsos es muy elevada, el motor puede reaccionar en alguna de las siguientes formas:

Puede que no realice ningún movimiento en absoluto.
Puede comenzar a vibrar pero sin llegar a girar.
Puede girar erráticamente.
O puede llegar a girar en sentido opuesto.

Para obtener un arranque suave y preciso, es recomendable comenzar con una frecuencia de pulso baja y gradualmente ir aumentándola hasta la velocidad deseada sin superar la máxima tolerada. El giro en reversa debería también ser realizado previamente bajando la velocidad de giro y luego cambiar el sentido de rotación.



Una referencia importante:

Cuando se trabaja con motores P-P usados o bien nuevos, pero de los cuales no tenemos hojas de datos. Es posible averiguar la distribución de los cables a los bobinados y el cable común en un motor de paso unipolar de 5 o 6 cables siguiendo las instrucciones que se detallan a continuación:





1. Aislando el cable(s) común que va a la fuente de alimentación: Como se aprecia en las figuras anteriores, en el caso de motores con 6 cables, estos poseen dos cables comunes, pero generalmente poseen el mismo color, por lo que lo mejor es unirlos antes de comenzar las pruebas.

Usando un tester para chequear la resistencia entre pares de cables, el cable común será el único que tenga la mitad del valor de la resistencia entre ella y el resto de los cables.

Esto es debido a que el cable común tiene una bobina entre ella y cualquier otro cable, mientras que cada uno de los otros cables tienen dos bobinas entre ellos. De ahí la mitad de la resistencia medida en el cable común.

2.Identificando los cables de las bobinas (A, B, C y D): aplicar un voltaje al cable común (generalmente 12 volts, pero puede ser más o menos) y manteniendo uno de los otros cables a masa (GND) mientras vamos poniendo a masa cada uno de los demás cables de forma alternada y observando los resultados.

El proceso se puede apreciar en el siguiente cuadro:

Seleccionar un cable y conectarlo a masa. Ese será llamado cable A.




Manteniendo el cable A conectado a masa, probar cuál de los tres cables restantes provoca un paso en sentido antihorario al ser conectado también a masa. Ese será el cable B.




Manteniendo el cable A conectado a masa, probar cuál de los dos cables restantes provoca un paso en sentido horario al ser conectado a masa. Ese será el cable D.




El último cable debería ser el cable C. Para comprobarlo, basta con conectarlo a masa, lo que no debería generar movimiento alguno debido a que es la bobina opuesta a la A.




Nota: La nomenclatura de los cables (A, B, C, D) es totalmente arbitraria.



Identificando los cables en Motores P-P Bipolares:

Para el caso de motores paso a paso bipolares (generalmente de 4 cables de salida), la identificación es más sencilla. Simplemente tomando un tester en modo ohmetro (para medir resistencias), podemos hallar los pares de cables que corresponden a cada bobina, debido a que entre ellos deberá haber continuidad (en realidad una resistencia muy baja). Luego solo deberemos averiguar la polaridad de la misma, la cual se obtiene fácilmente probando. Es decir, si conectado de una manera no funciona, simplemente damos vuelta los cables de una de las bobinas y entonces ya debería funcionar correctamente. Si el sentido de giro es inverso a lo esperado, simplemente se deben invertir las conexiones de ambas bobinas y el H-Bridge.



Para recordar

Un motor de paso con 5 cables es casi seguro de 4 fases y unipolar.
Un motor de paso con 6 cables también puede ser de 4 fases y unipolar, pero con 2 cables comunes para alimentación. pueden ser del mismo color.
Un motor de pasos con solo 4 cables es comúnmente bipolar.









.

 

[josechu]

toooooomaaaaa yaaaaaa.

Maese Araola, me vas a quitar el puesto.
bueno tan faltao las fotos, pero te nombro ayudante jefe 1º
para otros poryectos, jejeje.

 

[carptroya]

Amigo germa de disculpas NADA , aquí estamos para ayudarnos unos a otros.

Hola albertobasulto, yo solo se buscar información de lo que me interesa en cada proyecto.

http://www.todorobot.com.ar/informacion/tutorial%20stepper/stepper-tutorial.htm" onclick="window.open(this.href);return false;

El amigo araola ya lo expuso anteriormente si sigues los pasos veras como tu motor unipolar lo podrás utilizar en modo bipolar (si ves los videos y fotos a lo largo de este hilo te darás cuenta que los motores de su cnc son de seis hilos como los tuyos).

Animo, con un poco de perseverancia se puede realizar.


PD………….aguelooooooooooo este araolaaaaaaaa quiere montarse una academiaaaaa


Saludos

 

[albertobasulto]

Hola maestro araola te agradezco al alma el trabajo que te has tomado explicando lo que es un motor a pasos, créeme que así es, pero mi pregunta va mas allá, se trata de usar el driver de motores bidireccionales para controlar motores unidireccionales, en el manual cita que es posible hacerlo con motores de 8 lineas pero esto no es problema pues tienes todos los hilos a la vista y los puedes configurar serie o paralelo para convertirlos en bidireccionales, pe...eero solo tengo 6 lineas, que si quiero se pueden juntar las alimentaciones y convertirlo en 5 esto esta claro, pero sigue siendo unidireccional; no veo como lograrlo, creo que lo mas sencillo seria diseñar un driver a Doc. con puentes "H" tengo este conocimiento pero temo conflictos a la hora de conectar el interface y correr el programa, y no quería romperme la cabeza, por eso acudí a vos en en busca de un croquis a detalle de como hacerlo.
-De todos modos ahí queda la información que pusisteis que es correcta y te aseguro le servirá a muchos y de mucho.
Saludos.

 

[araola]

Dime que hilos tienen y que colores ????
Aguelooooooooo no le hagas caso al pescaorrrrrrrrr que solo es una academia de clases particulares, pero nada oficial.

 

[albertobasulto]

-Bueno Maese Araola os diré que tengo 19 motores iguales y que ninguno tiene el mismo juego de colores en los cables, no os preocupéis que tengo una idea que creo es mejor re-descubrir el agua tibia y el hilo negro, dadme un chance.
-Por cierto felicidades por su asenso, ya me enteré que vos fuisteis nombrado "Ayudante jefe primero", no se que tanta relevancia tenga el cargo pero eso si, suena rimbombante .


Maestro:
Carptroya de la ultima información que me mandasteis agarre un par de datos que bueno me dieron buenas ideas, a ver como salgo con ellas, gracias.

Saludos.

 

[araola]

Alberto, tanto el aguelooooooo como el pescaorrrrrrr como lo de maese, son bromas como te puedes suponer ya dice la mujer de alguno que estamos locos.
Pero en nuestra locura, procuramos ayudar en todo lo que podemos, entra en el grupo y seras uno mas. Eso si loco tambien.

 

[albertobasulto]

Alberto, tanto el aguelooooooo como el pescaorrrrrrr como lo de maese, son bromas como te puedes suponer ya dice la mujer de alguno que estamos locos.
Pero en nuestra locura, procuramos ayudar en todo lo que podemos, entra en el grupo y seras uno mas. Eso si loco tambien.

-Gracias a los tres por la invitación de entrar al "manicomio" eeeste quiero decir al grupo .
-Pero quiero hacer una precisión, que ahí no entra uno voluntariamente, lo meten a la fuerza. je...je..... si sabre yo

 

[araola]

Alberto.
Mis motores también son de 6 hilos, Verde, blanco, verdiblanco y los otros tres son Azul, negro, azulblanco.
Si mido la resistencia entre verde y blanco me da 7 ohm. Entre verdeblanco y blanco también 7 ohm. Entre verde y blancoverde me da 15 ohm. Conclusión, el blanco y el negro son los neutros, los que desechamos.
Ya sé como embornar los hilos en los drives, Verde A+, Verdiblanco A-, Azul B+ y Azulblanco B-.
En principio podemos embornar así, después cuando configuremos el Mach3 es cuando activamos el Low o el Dir o los dos en los enables. Según pongamos los motores en los ejes (de empuje o tracción), tienen que girar en un sentido o en el otro y eso se consigue cambiando los bornes o como ya expuse por configuración del Mach3.

 

[elpadrino]

Hola Araola,

si el manual que digo, tiene esas páginas, el que quiera se lo puede bajar, de http://www.mundotronic.com.ar/" onclick="window.open(this.href);return false;
ahora solo le queda leerlo y estudiarlo

necesito saber o confirmar, dos cosas:
si vamos a trabajar todos con el mach3, y cual va a ser la interface que queremos utilizar, el usb o el puerto de la impresora.

P.D., para ser un buen marido, tu dile siempre que si a la contraria, luego tu haces lo que te de la gana, y si te dice algo, le dices eso de: hay cariño, se me ha olvidado, mañana lo hago. pero nunca dejes de cumplir con los deberes, ya sabes, sobre todo el que pueda, jejeje.

Hola a todos de nuevo, aun sigo muy retrasado con el proyecto pero sigo en el....aunque tarde lo terminare algun dia....entre cambio de pañal y cambio de pañal intento mantenerme informado con vuestros espectaculares aportes y logros, aunque no intervenga os leo todos los dias y voy reuniendo los elempentos necesarios.

Me descargue el tutorial traducido al castellano y el programa....aqui es donde tengo unas duduas:

lo descargue de la pagina indicada aqui, vi que habia varias opciones, para pc de 64 bits y para 32 bits, yo me descargue la version para el mio que es de 32 bits y al descargarlo y ejecutarlo se me descargaraon todas estas modalidades de mach3 que especifico a continuacion:

mach3 loader
mach3 turn
mach3 mill
mach3 plasma

con que version me quedo?

otra cosilla...todas pone version demo...es normal? con la demose puede trabajar sin problema?

mientras sigo con las labores de padre me sigo estudiando el manual entre cambio de pañal y biberon...

Muchas gracias y un gran saludo a todos


javier

 

[carptroya]

mach3 turn
mach3 mill
mach3 plasma

tres en uno.

torno
fresadora
plasma

Con las demos se puede trabajar, solo que admite creo recordar 1000 líneas de código G.

Pd……..Que duro es ser padreeeeeee

Saludos

 

[albertobasulto]

Saludos a todo el foro: Maestro Araola, si, te comento que hace unos 15 años cuando las cabezas reboticas de luces, de las que se ponen en el escenario, todavía no eran conseguibles por estos lugares, diseñamos unas luces roboticas en las que usamos motores a pasos, por eso es que se identificar los hilos de los motores y diseñar los drivers para manejarlos, en ese entonces los operábamos directamente con un micro de Motorola, nunca los llegamos a interfazarlos con el ordenador. Pero en este proyecto yo no quería romperme la cabeza diseñando nada, lo quería realizar tal cual esta: pero los motores bipolares que tengo son mas chicos que los unipolares que me quedaron de hace 15 años que son de mayor toque. Y esa fue la razón de que les preguntara algunos datos, les agradezco toda su gentileza.
Por otra parte la ansiedad no anda en burro, apenas el maestro Josechu me dio los tips del programa lo descargue y localice el manual en español, por cierto gracias por los planos del mecanismo, que las correderas a rodamientos (baleros como les llamamos aquí) están quedando que no necesitan un motor sino una vela eólica de 100 centímetros cuadrados o menos.
Maestro carptroya si, la versión demo del programa solo soporta 500 lineas, mientras que la licencia 10,000 hay que averiguar cuanto vale esta ¿No?
Nos vemos luego.

 

[carptroya]

Amigo Alberto en cuanto al sof esta todo controlado por el equipo de documentación.

Me es grato observar que intentas ayudar en los distintos hilos del foro y eso dice mucho a tu favor, como dijo araola bienvenido al mundo de “LOCOS”.

Entraste en este hilo buscando ayuda para construir la parte electrónica de la cnc , partiendo de unos motores unipolares que tienes.

A tu pregunta te ofrecí un tutorial de motores PAP (espero que lo hayas leído), donde se encuentra todas las respuestas.

Si aun este interesado solo tienes que decirlo y podrás utilizar tus motores unipolares tanto con driver bipolar como unipolar.

Saludos

 

[albertobasulto]

-Si que si, quiere decir que si gran maestro "carptroya" usted siga juntando toda esa información que la vamos a necesitar, solo deme un "chance", de adelantar un poco mas, lo referente al mecanismo, que como decimos aqui en idioma maya, esta quedando "hats'uts" hermoso.
-Y gracias por darme nuevamente ustedes tres, la bienvenida a estos sus dominios, tanta efusividad me ha hecho sentir como D'Artagnan y los tres chiflados, oops esteee... nooo..... que he querido decir los tres mosqueteros. jjjaaaaa....ja ..ja ja.

-Saludos de parte del cuarto mosquetero.

 

[carptroya]

Muy bien Alberto, mientras tu avanzas en el montaje, necesito saber que motores le pondrás.
Hoja de datos de los mismos o modelo de los motores.

Saludos

 

[albertobasulto]

Estimado maestro "carptroya" mientras busco ese dato, me gustaría saber si tiene información de los motores que traen las impresoras nuevas en vez de los pap, que parecen un motor de CD con únicamente 2 cables y dan al micro de la impresora su posición por medio de un encoder externo, estuve jugando con uno, y tiene una fuerza descomunal y unas revoluciones sorprendentemente bajas.
¿Será que tienen electrónica interna, se podrán manejar con pwm. Me llenan la cabeza de incóooo.....gnitas.

Saludos.

 

[carptroya]

Amigo Alberto, para ser sincero NO tengo ni idea, ya que nunca vi ninguno.

Aquí en el foro de electrónica puedes abrir un hilo con ese tema y podemos ver que podemos hacer con esos motores.

Este lo dejamos para la cnc.

Saludos

 

[albertobasulto]

¿Ahhh....! Si por lo mismo lo pregunto; ya que en mi locura se me ha antoja...o, que después de este cartesiano que no he podido resolver, hacer una CNC torno. :? ¿Que os parece?

Saludos.