Projets:Perso:2020:CharlyIsel

From Electrolab
Jump to: navigation, search

Retrofit de CNC CharlyRobot génération Isel


La CNC CharlyRobot modèle PM1 30 / 2266 (39x23) le jour de son arrivée, poussière comprise, accueillie par la Proxxon CNC MF70

Pour qui, pourquoi ?

Pour tous ceux qui n'ont pas la patience de plancher sur un hypothétique cahier des charges, lequel de toute manière ne saurait être défini puisque reposant sur le principe de la permanence des choses...

Pour ceux, également, qui ont mis la main sur une de ces nombreuses machines achetées par l'Education Nationale et qui se retrouvent sur le marché des "secondes mains".

Pour ceux, enfin, qui ne possèdent pas le moindre iota de connaissance mécanique et qui sauront supporter les approximations et trahisons de l'auteur.

La logique de contrôle

Ce projet est en fait le résultat d'une confluence : l'arrivée inopinée d'une fraiseuse CNC Proxxon d'occasion vendue à faible prix (et spottée par F4GRX, qu'il soit béni) et la découverte, toujours pour un prix plus qu'attractif, d'un châssis de Charlyrobot motorisation et structure Isel. Les deux projets, chacun à un stade différent, seront menés de front compte tenu de la similitude des opérations à conduire. Une description de modernisation d'un châssis strictement identique se trouve sur le forum Usinages

Une première électronique de pilotage destinée à la fraiseuse Proxxon est en cours de construction, et sert de projet préparatoire avant l'attaque du "gros" chantier Charly.

Electronique de contrôle de la CNC Proxxon réalisée en un peu moins d'une semaine de travail

Sur les conseils de Sebastien, il a été décidé d'éviter dans un premier temps les logiciels de pilotage complexes tel que LinuxCNC, mais plutôt de partir sur une solution simplifiée reposant sur grbl et l'interface/transmetteur de Gcode "bCNC".

C'est, de loin, l'approche la plus économique et surtout la plus rapide, car elle existe déjà quasiment prête à l'emploi grâce à une entreprise Australienne, Protoneer.

Celle-ci commercialise une carte open hardware, open source à base de microcontroleur Atmel (lequel est chargé de supporter grbl) et qui se monte en "piggy back" sur un SoC Raspberry-Pi.

Un Raspi qui fait tourner l'un des logiciels de contrôle sous Linux Raspbian tel que bCNC, ou joue le rôle de serveur d'administration/contrôle à distance via un service Web et une interface html.


Toute la documentation de ce Raspberry Pi CNC Hat estaccessible sur le Wiki de Protoneer.


La carte Protoneer connectée sur un Raspberry-Pi 3B+ (environ 30 euros, via eBay)

Sur cette carte viennent se brancher des drivers genre Pololu. Si l'on envisage de commander des moteurs pas à pas plus puissants, une série de "jumpers" imprimés routent les signaux de commande vers des modules externes, tels que ces DQ542MA pouvant débiter 4 ampères par phase de manière ponctuelle (3A RMS)

La fraiseuse Proxxon, pour plus de simplicité dans le projet, utilise les mêmes pilotes de moteur pas à pas que le chassis CharlyRobot



L'électronique Protoneer supervise :

  • 3 ou 4 pilotes de moteurs pas à pas sur 3 axes (le quatrième moteur se limitant à recopier l'un des 3 axes principaux)
  • L'activation et la direction de la broche si celle-ci n'est pas indépendante
  • 3 circuits pour les interrupteurs fin de course pour chaque axe
  • Le déclenchement d'un circuit de refroidissement -ou d'une microlube-
  • Les commandes manuelles d'urgence Abort, Hold, Resume et Reset/Restart (Hold et Resume étant nécessaire lors de chaque changement d'outil)

La logique de contrôle peut donc se résumer à :

  • Un micro-ordinateur Arduino chargé d'exécuter le logiciel de commande d'usinage et assure l'interface Homme/Machine (UHM)
  • Une carte Protoneer avec son simili-Arduino Nano qui récupère les commandes Gcode et les traduit en commandes d'actuateurs (moteurs pas à pas, électrovannes, relais marche/arrêt, capteurs de fin de course etc)
  • 3 ou 4 drivers de puissance pour moteurs pas à pas
  • Une alimentation 5V 4A destinée à alimenter le Raspberry et sa carte Protoneer
  • Une alimentation de puissance 24 V 10 ou 12 ampères qui fournira l'énergie nécessaire aux moteurs X, Y et Z
  • Un écran HDMI, un clavier, une souris (IHM)

Plus spécifiquement pour le projet CharlyRobot :

  • Une alimentation de puissance consacrée à la broche
  • Une petite pompe à air destinée à la micro-lubrification de l'outil en cours d'utilisation