Controlar CNC con Motores de induccion "Solo es un planteamiento teorico"

[electrotacto]

Hola a todos mis compañeros foreros antes que todo permitanme establecer una definición importante para lo que quiero exponer:

Eficacia es la capacidad de lograr un efecto deseado o esperado, en cambio, eficiencia es la capacidad de lograr el efecto en cuestión con el mínimo de recursos posibles

Ejemplo: matar una mosca de un cañonazo es eficaz (o efectivo: conseguimos el objetivo) pero poco eficiente (se gastan recursos desmesurados para la meta buscada). Pero acabar con su vida con un matamoscas, aparte de ser eficaz es eficiente.

tomado de esta pagina

Funcional: Funcional se ha derivado de la palabra "Funciona" que a su vez quiere decir "Trabaja o sirve". Puede ser aplicado a todo aquello que trabaja correctamente para lo que fue realizado o construido de tal manera que ya puede ser utilizado. Funcional también puede ser distintamente estricto según sea el caso. Pueden llamar "funcional" a algo que ya trabaja (no necesariamente correcto, pero ya funciona), o pueden llamar "funcional" también a algo que solamente funcione "totalmente bien" es decir "sin errores".

tomado de esta pagina

Traigo estas deficiniones a colacion porque desde hace un tiempo me estoy interesado en el funcionamiento de estas maquinas con el fin de querer construir alguna; pero cuando empieso a leer sobre su contruccion no dejo de pensar en los costos  y en el tipo de motores paso paso que de seguro son importados, agregando de que no cuento con las herramientas necesarias para su contruccion que lo mas seguro es que tenga que subcontratar los sevicios de un taller metalmecanico. Al final de todo este recorrido que me espera y del dinero y el tiempo invertido tendria una maquina eficaz, eficiente y funcional?.

Volviendome loco con mis pensamientos al respecto    hay una la luz que quiero plantear; manifestando de primera mano, mi respeto a los compañeros foreros que estan metido de lleno con el asunto de las CNC; me he atrevido a postear un tipo de control aplicando motores de induccion. Del mismo, ignoro si será mayor o menormente eficaz y eficiente con respecto a los motores paso paso. Tambienn ignoro si hay algún antecedente. Pero de lo que estoy convencido es que puede ser funcional partiendo del hecho que las partes involucradas en el sistema son mas faciles de adquirir para mi.

por ultimo es recordar que lo que adjunto solo es una idea teorica que bajo mi apresiacion es totalmente funcional. y bueno que vengan los comentarios.

saludos

[Renatox_]

Hola electrotacto, siguiendo las definiciones que has puesto controlar una máquina cnc con motores de inducción sería eficaz pero no eficiente. Las máquinas cnc de hoy usan motores ac pero del tipo síncrocno del tipo PMSM (Permanent Magnetic Synchronous Motor) son un poco más caros que los de induccion pero más baratos que los dc.

Los motores PSMS son más fáciles de controlar que los de inducción puesto que el campo del rotor es fijo y no variable como este último. Tanto los síncronos como los asícronos se necesitan linealizar para controlarlos, una ves linealizados se le mete un control clásico y responden tan bien como un motor dc.

saludos,,

[electrotacto]

Renatox como estas gracias por responder, sabras de alguna pagina donde se hable del funcionamiento del motor que mensionas, porque hasta donde se para que un motor sea sincronico necesariamente debe ser trifasico y no viene en potencia fraccionaria por ejemplo de 1/2 hp y otra cosa los motores sincronicos deben arrancar como asincronicos antes de entrar en sincronismo. y por cierto vistes el esquema que planteo?

la diferencia entre un motor sincronico y uno asincronico es presisamente el deslizamiento presente en el motor asincronico la cual seria la (velocidad de la red en Hz menos la velocidad del motor en RPS), el deslizamiento es directamente proporcional a la carga acoplada al motor y aunque la presencia del deslizamiento del motor asincronico es necesaria para su funcionamiento osea que no puede trabajar en sincronismo (deslizamiento = 0) esta puede ser bastante pequeña y quizas de alguna manera ser compensada en la programacion del controlador.

mi nueva pregunta seria si teniendo motres de 1HP o 1/2HP por suponer algun valor la presion mecanica de una CNC aportaria un deslizamiento considerable o si este de alguna manera siria compensable en la programacion y cuanto se puede deviar la fresadora teniendo en cuenta el deslizamiento de un motor de este tipo.

de momento lo que estoy investigando es que si conectando un variador de frecuencia el deslizamiento es menor para frecuencias menores de 50Hz y si tambien el deslizamiento es un valor de magnitud o porcentual.

creo que voy a tener que pasearme por la universidad aver si logro que me permitan utilizar su laboratorio de maquinas electricas

cualquier aporte a mi investigacion sera bienvenido; saludos

[ESTECA55]

Muy interesante electrotacto lo que planteas, pero me surgen varias dudas respecto a su funcionamiento que creo no puede ser muy funcional.

Primero que nada el tema del cambio de sentido de giro, vos planteas que vas a tener el motor girando y cuando tenes que mover el eje accionas el acople magnetico hasta que con el encoder censas que se consigue dicho desplazamiento, pero se va a complicar al momento del cambio de giro, en esos motores el cambio de giro es lento, no se lo puede hacer bruscamente, con lo cual tendrias que ir desacelerando el motor, invertir el giro y comenzar a acelerar nuevamente para luego accionar el acople magnético, con un prog de CNC común eso no va a funcionar, no te va a dar ese tiempo.

Otra cosa es que mientras no estas moviendo el eje vos tenes el tornillos o al trasmisión libre, no esta frenada, con un servo o un paso a paso cuando esta parado no solo esta parado sino frenado en ese lugar, por ejmplo cuando fresas en una sola dirección el motor del otro eje que esta "parado" esta manteniendo al eje en ese lugar, puede parecer que no sea necesario, pero con las vibraciones de la máquina se puede desplazar y si usas correas dentadas mas todavía.

Otra cosa es el tema del encoder, un encoder si lo vas a compar te va a salir mas caro que un motor paso a paso, y si lo haces hay que ver hasta que resolución se puede lograr.

De todas formas son cosas que se podrían solucionar, adelante con el proyecto!!

Saludos

[electrotacto]

hola esteban gracias por responder

Primero que nada el tema del cambio de sentido de giro, vos planteas que vas a tener el motor girando y cuando tenes que mover el eje accionas el acople magnetico hasta que con el encoder censas que se consigue dicho desplazamiento, pero se va a complicar al momento del cambio de giro, en esos motores el cambio de giro es lento, no se lo puede hacer bruscamente, con lo cual tendrias que ir desacelerando el motor, invertir el giro y comenzar a acelerar nuevamente para luego accionar el acople magnético, con un prog de CNC común eso no va a funcionar, no te va a dar ese tiempo.

bueno para compensar eso estoy suponiendo un variador de frecuencia comercial, he logrado tiempos de parada y marcha con un variador mitsubishi de 0,1 segundo osea que en 0,2 segundo puedo cambiar de giro un motor.

Otra cosa es que mientras no estas moviendo el eje vos tenes el tornillos o al trasmisión libre, no esta frenada, con un servo o un paso a paso cuando esta parado no solo esta parado sino frenado en ese lugar, por ejmplo cuando fresas en una sola dirección el motor del otro eje que esta "parado" esta manteniendo al eje en ese lugar, puede parecer que no sea necesario, pero con las vibraciones de la máquina se puede desplazar y si usas correas dentadas mas todavía.

ups  , eso no lo tenia contemplado pero supongo que se puede agregar gracias por el dato

Otra cosa es el tema del encoder, un encoder si lo vas a compar te va a salir mas caro que un motor paso a paso, y si lo haces hay que ver hasta que resolución se puede lograr.

si te refieres a lo que yo llamo "mariposa perforada" mmm tenia en mente robarsela a una impresora he visto que tienen algo asi para ubicar el cabesal de alli me surgio la idea

[Renatox_]

Te paso esta página donde encontrarás características de motores síncronos PMSM
Cuál es la ventaja de usar un acople magnético en tu sistema, que sepa los acoples más seguros es por medio de faja y engranaje, entiendo que cuando acoplas el tornillo empieza a girar, pero como paras el tornillo,,? parando el motor o desacoplandolo magneticamente.

Aun si el motor estuviese apagado seria muy dificil mover el carro movil, este solo se mueve cuando gira el tornillo, fuerzas transversales y axiales al carro no mueven el tornillo, estas fuerzas se hacen sentir cuando el tornillo gira y entra como perturbación en el driver que debe corregir el error de posición ocacionado por estas fuerzas.

El sistema que planteas podría servir para un sistema punto a punto, no creo que con un variador puedas seguir trayectorias tendrías que emplear un control dinámico como el vectorial. Este control puede aplicarse a motores de inducción como síncronos, pero en los últimos se hacen menos cálculos porque el campo del rotor es fijo.

saludos,,

[electrotacto]

hola Renatox saludos desde Venezuela

con respecto a esto:

como paras el tornillo,,? parando el motor o desacoplandolo magneticamente.

te adjunto un diagrama de tiempo de como veo que pudiera ser el accionamiento del motor junto con los acoples magnéticos, tanto para cambiar del eje X a Y como para invertir el giro del motor en el mismo eje, aunque se establese el mismo principio la idea es aprovechar el momento en que el motor esta en velocidad y torque constante establesidos estos ultimos por el variador

Aun si el motor estuviese apagado seria muy dificil mover el carro movil, este solo se mueve cuando gira el tornillo, fuerzas transversales y axiales al carro no mueven el tornillo

Otra cosa es que mientras no estas moviendo el eje vos tenes el tornillos o al trasmisión libre, no esta frenada, con un servo o un paso a paso cuando esta parado no solo esta parado sino frenado en ese lugar, por ejmplo cuando fresas en una sola dirección el motor del otro eje que esta "parado" esta manteniendo al eje en ese lugar, puede parecer que no sea necesario, pero con las vibraciones de la máquina se puede desplazar y si usas correas dentadas mas todavía.

jejeje creo que me deben una aclaratoria 

hay una cosa que se me ha olvidado, y es comentarle sobre la aplicacion concreta que estoy tratando de resolver suponiendo que mi CNC se materialice, primero que nada tratar de hacer algo de este tipo seria un logro y un reto a nivel profesional; segundo para ayudar a mi esposa en sus labores de manualista ella trabaja pintando caricaturas en tablas de madera MDF estas varian de espesor desde 3 hasta 12 mm y seria para cortar los contornos de las figuras. saludos

[Renatox_]

hola electrotacto, el carro movil no se queda totalmente quieto este tiene un juego cuando lo intentas mover de un lado a otro que se llama backlash. Por ejm hay tornillos de bolas de SKF que tienen un backlash de 0.05mm, esto te lo podría explicar con mucho más detalle IvanCarlos, escríbele en su hilo.

saludos,,

[electrotacto]

hola he hablado con el jefe del departamento de electrotecnia de la universidad me van a permitir hacer las pruebas, estoy diseñando como seria la practica de laboratorio y la subire aver que tal si surge alguna idea adicional saludos

[josb86]

hola he hablado con el jefe del departamento de electrotecnia de la universidad me van a permitir hacer las pruebas, estoy diseñando como seria la practica de laboratorio y la subire aver que tal si surge alguna idea adicional saludos

te puedo pregunta que tal te fue con estas pruebas estaba pesando en algo parecido osea utilizar motores de ca que son mas baratos y tienen mayor torque y me encontré con tu post