Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Berätta om dina pågående projekt.
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

Bakgrund:
Jag hade under en längre tid funderat över att bygga en egen CNC-styrd portalfräs. Det projektet påbörjades men tenderade att somna in. För några månader sedan hittade jag en annons där någon ville sälja en Emco PC mill 55 för en rimlig slant. Jag ringde direkt och slog till. Det visade sig att styrdatorn var defekt, men fräsmaskinen hade fungerat fint innan datorn gick sönder, och det var få drifttimmar på maskinen. Eftersom jag redan hade kikat på Mach 3 för styrning av den planerade portalfräsen hade jag redan från början idén om att försöka bygga om Emco:n om jag inte fick igång styrsystemet. Fräsen var från början ombyggd i USA för att kunna fräsa i hybridkretsar och såld ny till ett svenskt företag. All dokumentation om fräsen följde med, inklusive teknisk dokumentation, disketter med program, licensdokumentation, defekt styrdator etc.
Det som inte var original från Emco var anpassat för 110VAC och det följde därför med transformator för 220V drift. Det följde med en SK30 hållare, laser för lägesbestämning, och en tryckluftsdriven höghastighetsspindel för slipning, polering och gravyr samt en Renishaw digitizer.

Första steget för mig var att försöka få igång det befintliga styrsystemet vilket enligt uppgift skulle köras på Windows 95/98. Detta för att testa om själva fräsmaskinen var OK. Det grundläggande styrsystemet är Fanuc 0-MC och Emco WinNC. Det följde också med specialprogramvara för hybridkretsfräsning och ett CAM program. I datorn satt det också ett kort för seriekommunikation som är "special" för Emco. Efter lite sökande hittade jag ett helt moderkort av den generation som passar för Win98 och jag fick igång datorn och hela styrsystemet :D . Efter lite testkörande kunde jag konstatera att det befintliga styrsystemet kändes lite omständligt att använda och att det också känns lite vanskligt att hålla igång ett system som körs på en gammal dator med Win98. Ovanstående har lett till att det är dags att försöka bygga om maskinen för styrning med Mach 3.

Målsättningen är följande:
- Att använda så mycket som möjligt av originaldelarna
- Att med enkelhet kunna återställa till original styrning
- Att kunna styra luftkylning från Mach 3
- Att kunna styra tryckluftsspindeln från Mach 3
- Att kunna använda digitizern (kantavkännaren) med signal till Mach 3

Så här ser maskinen ut före ombyggnad:
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
X-IL
EF Sponsor
Inlägg: 8479
Blev medlem: 3 december 2008, 07:47:20
Ort: Hallstahammar

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av X-IL »

Spännande, kommer att följa detta. Har du kört någonting skarpt? Hur ser luftspindeln ut och hur förses den med luft, finns det inbyggd kompressor eller får du ha den på sidan om?
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

X-IL

Njae skarpt, jag har kört lite i stål, aluminium och POM. Har också testat att fräsa kretskort. Fungerar riktigt bra :)

Bifogar ett par bilder på tryckluftsspindeln. Kör den med separat kompressor (har en central kompressor för verkstad och garage).
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
H.O
Inlägg: 5913
Blev medlem: 19 mars 2007, 10:11:27
Ort: Ronneby

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av H.O »

Det där var mig en riktigt söt liten maskin! Den finns tydlingen med automatisk verktygsväxlare också, det hade varit coolt.
Såg i manualen att det är stegmotorer på den, vet du något om hur signalerna mellan drivstegen och styrningen ser ut?

Om det är steg- och riktning så är det ju en relativt enkel sak att haka på Mach3 där.
Omformaren för spindeln ska inte vara några problem att styra från Mach3 via t.ex en frekvens till spänningsomvandlare (finns kort att köpa).
Luftkylning och luftspindel styr du enkelt via ett par utgångar och halvledarelän eller liknande.
Jag ser att du har Renishaw interface'et (är det MI8?) så det är enkelt att koppla in till Mach3.

Ska du köra med LPT-port eller har du tänkt nån extern motion controller?

En möjlig setup (men det finns många):
Ethernet Smoothstepper $180
PMDX-126 Break-out-baord $126
PMDX-107 Isolated spindle speed control $57
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

Analys av läget...

110V prylarna kasseras. Det verkar vara en styrbox som byggts av firman som har anpassat maskinen för fräsning i hybridkretsar. Det verkar som om digitizern, lasern, magnetventilen till tryckluftsspindeln och dörrbrytaren går via den till en LPT-port i datorn. Belysningen (12V) går också via en 110V trafo.
Bort med det och ställ om maskinen till 220V drift.

Allt i maskinen, utom styrsignalerna till drivkortet för stegmotorerna, verkar köras på 24V.
Motorerna (X,Y,Z) är 3-fas och alla axlarna har en lägesbrytare, trafo för 24V finns, spindelmotorn styrs av en Lenze VFD, magnetventilen körs på 24V.

Jag hittade manual till "Lenze frequency converter" på nätet, liksom till Renishaw digitizer.

Efter studier av den tekniska dokumentationen till fräsen kan jag konstatera att det befintliga styrkortet för motorerna kräver differentiell signal...
Vill helst inte byta styrkort och motorer så det måste lösas...

Återkommer.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

H.O skrev:Det där var mig en riktigt söt liten maskin! Den finns tydlingen med automatisk verktygsväxlare också, det hade varit coolt.
Såg i manualen att det är stegmotorer på den, vet du något om hur signalerna mellan drivstegen och styrningen ser ut?

Om det är steg- och riktning så är det ju en relativt enkel sak att haka på Mach3 där.
Omformaren för spindeln ska inte vara några problem att styra från Mach3 via t.ex en frekvens till spänningsomvandlare (finns kort att köpa).
Luftkylning och luftspindel styr du enkelt via ett par utgångar och halvledarelän eller liknande.
Jag ser att du har Renishaw interface'et (är det MI8?) så det är enkelt att koppla in till Mach3.

Ska du köra med LPT-port eller har du tänkt nån extern motion controller?
Ja den är liten och nätt :)

Visst hade varit coolt med varianten med verktygsväxlare. Det får bli nästa maskin.

Jag såg i manualen att spindelmotorns varvtal skall kunna styras med 0-10V, så det skall inte vara något större problem :) Ja det är ett MI8 och jag hittade manualen på nätet så det ser enkelt ut.

Jag tänkte köra via LPT-port. Har testat datorn som skall användas och det går att köra med högsta "kernel speed" utan några glitchar. Det borde innebära att det i princip går att bibehålla motorhastigheten så att matningen kan köras med originalets max 2000mm/min. Upplösningen på stegmotorerna är 2000 steg/mm.

Jag har "break out board" och reläkort sedan tidigare så det är bara att köra på.
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

Gjorde ett schema på ett kort som borde fungera för omvandling av TTL signalerna från parallellporten till differentiella signaler för X, Y, Z på drivkortet.
Behövs Enable också enligt maskinens schema.

Bygger upp det på Veroboard för test. På med lödkolven.... Får inte ligga på latsidan, måste ju vara klart innan påsken är slut :shock: :lol:
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

Testuppkoppling på "bräda" på gång. Signalomvandlingskortet byggt på ett litet experimentkort.
Breakout board, reläkort 5V (borde räcka med ett, men jag monterar nog ett till så att det finns att ta av vid test) samt ett reläkort 24V för "inkommande signaler" från maskinen.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
X-IL
EF Sponsor
Inlägg: 8479
Blev medlem: 3 december 2008, 07:47:20
Ort: Hallstahammar

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av X-IL »

Här går det undan! Kul
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

Ihopkopplat med maskinen för test.
Motorerna går och låter bra :D. Har hittills bara läst om konverteringar som har inbegripit byte av stegmotorer och drivkort. Vore ju kul att slippa detta.
Nästa steg är att få ordning på signalerna, speciellt lägesbrytarna så att man kan "homa" med säkerhet. Ingen rök så här långt i alla fall. När jag har fått ordning på signalerna, (aktiv hög/aktiv låg etc.), skall motorhastigheter och steg-precisionen mätas. Därefter sannolikt kontroll av hastigheter på spindelmotorn.

Återkommer med resultat.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

Nu känns det som om jag har hyfsad kontroll på saker och ting :D .

Test av säkerhetsfunktionerna. E-stop fungerar från PC-sidan och från brytaren på maskinen. Har också kopplat in ett relä så att jag bryter signaler för spindelstart när jag sätter i kontakten för digitizern. Den har ju sladd, så det vore ju inte så lyckat om spindeln skulle starta av misstag. Det går heller inte att vända riktningen på spindelmotorn utan att den stannar först. Magnetventilen för tryckluften fungerar. Eftersom jag har tänkt mig att köra både luftkylning och den tryckluftsdrivna spindeln på samma "rör" så får jag nog, i steg två av ombyggnadsprojektet, skaffa en magnetventil till. Om inte annat för att kunna säkra upp att spindelmotorn inte kan starta när tryckluftsspindeln är aktiverad. Hmm, får fundera på det.

Stegmotorerna verkar fungera som det var tänkt. Jag måste köra med hög "kernel speed" för att kunna bibehålla max matningshastighet på 2000mm/min, men det fungerar.
Jag har nu mätt med klocka och det blev inställningen 2001 steg/mm som verkar ge högst precision. Jag vet inte riktigt hur precis min klocka är, men upplösningen är 0.01mm och passbitarna är nog tillräckligt bra. Får väl mäta lite mer sedan när jag gör någon lämplig bit :)

Lite pyssligt var det att få till lägesbrytarna. Jag tror att det är rätt OK nu. Blev lite fundersam ett tag när det gäller y-axeln. Det visade sig att den brytaren inte sitter i ena änden, så jag får lov att köra med "software limit" + och -. Får nog kika på detta igen innan jag börjar köra på allvar. Men nu verkar "homing" bli rätt, och repeterbar.

Har, som hastigast, testat spindelvarvtalet med stroboskop. Det verkar inte 100-procentigt linjärt 0-10V. Det skiljer inte så mycket, men det stämmer inte helt och hållet på låga varvtal. Det blir bättre på lite högre varvtal och stämmer bra med 3500 varv vid 10V. Jag får titta lite närmare på detta sedan. Kanske kan det bli någon kontrollsignal i ett eventuellt steg två av projektet.

Det känns som om man kan överge "plankan" och bygga in korten i en låda. Jag tänkte återvinna aluminiumlådan som inhyser 110V grejorna. Skall också montera en 220V/12V transformator till lampan. Blir också något slags lysrör/diodlampa för allmänbelysning.

Keep tuned!
Kare
Inlägg: 18
Blev medlem: 30 december 2012, 09:04:00
Ort: Enköping

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av Kare »

Då är elektroniken monterad i låda och inkopplad.

Allt originalkablage ligger kvar på plats. Skulle jag av någon anledning vilja återställa maskinen för styrning via Fanuc/WinNc är det väl ca 15 minuters jobb att koppla om.
220V/12V transformator för belysning är monterad. Nu skruvar jag dit bakstycket och ställer maskinen på plats igen.

Återkommer kanske med någon liten film på det hela i drift så småningom, om någon har intresse av det.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
X-IL
EF Sponsor
Inlägg: 8479
Blev medlem: 3 december 2008, 07:47:20
Ort: Hallstahammar

Re: Bygga om Emco PC mill 55 för styrning med Mach 3

Inlägg av X-IL »

Givetvis är vi intresserade av filmer och bilder framöver.
Skriv svar