mercoledì 19 aprile 2017

Raptor 5 upgrade - Taglio al plasma (senza THC)

E' da molto tempo che ho in mente il taglio al plasma montato su una cnc e ogni volta mi frena l'idea di fare un acquisto sbagliato e il solito buco nell'acqua.

Mi decido a superare le paure e di affrontare la questione di petto una votla per tutte.




Ho trascorso 2 settimane a documentarmi sulle torce al plasma in commercio, sul loro funzionamento e sulle caratteristiche che ne determinano l'affidabilità ed il prezzo.

Sapevo (o meglio tanti dicono nei vari forum) che per montare una torcia al plasma su una cnc è necessario un componente chiamato THC (torch height control) che serve principalmente a regolare in modo automatico la distanza tra la torcia ed il pezzo soprattutto nelle situazioni in cui la lamiera che si sta tagliando presenta delle deformazioni. oltre a compensare le deformazioni della lamiera credo serva anche per l'innesco del plasma. La maggior parte delle torce al plasma in commercio hanno un innesco a contatto e fino a che la punta della torcia non sfiora il pezzo il plasma non esce e qui entra in gioco il THC, l'azze Z si abbassa fino a che la torcia non tocca il materiale poi una volta partito il getto di plasma il THC entra in azione alzando la torca fino alla distanza ottimale che viene stabilita in base alla tensione ma non mi sbilancio perchè non sono un esperto di THC.

Concordo pienamente con quelli che sostengono che il THC sia obbligatorio, ritengo però che se si accetta il compromesso di tagliare lamiere non deformate non sia necessario installarlo.
Attenzione però se non si vuole installare il THC è necessario che l'innesco della torcia avvenga senza il contatto con il pezzo.
Questo è il vero problema in cui mi sono imbattuto perchè essendo un novellino su questo argomento non sapevo come muovermi e cosa cercare realmente.

Scopro che esistono due tipi di innesco per le torce al plasma, quello a contatto e quello non a contatto con arco pilota e questa è stata la chiave di tutto.
In pratica l'arco pilota assomiglia ad una specie di fiammella elettrica lunga circa 15mm che esce dalla punta della torcia quando si preme il pulsante per azionarla e questo consente di innescare il flusso di plasma a distanza.

Questa caratteristica fa lievitare leggermente il costo dell'apparecchio ma credo sia fondamentale per l'utilizzo su una cnc senza il THC.

L'unica taglierina al plasma ad una cifra relativamente bassa (400 euro) con la funzione arco pilota l'ho trovata su ebay in Francia dal venditore bc-elec, il modello in particolare è CUT-50 arc pilot, ma attenzione di cut-50 ce ne sono diversi modelli a prezzi anche più bassi ma non tutti hanno l'arco pilota.

Questo è il modello che ho comprato io


Il modello giallo qui sotto ad esempio è sempre un CUT-50 ma senza arco pilota e per capire velocemente se la taglierina è dotata di questa funzionalità basta guardare i connettori posti in basso, nella maggioranza dei casi sono 3 (torcia, massa e interruttore) mentre quelle che hanno l'arco pilota ne hanno 4 come si può vedere nel modello di colore verde, il morsetto rosso è per l'arco pilota.


Peccato che mi è stato spedito un modello difettoso che ha funzionato per 15 min poi si è bruciato così l'ho dovuto rispedire e attendere 20 giorni per riaverlo funzionante. Se lo avessi preso da un venditore in Cina avrei avuto sicuramente molti più problemi nella gestione del reso oltre ai tempi biblici.

Vediamo ora come la parte più importante di tutto questo aspetto: il collegamento con Mach3.
Per quanto pare complicato è più semplice farlo che spiegarlo.

Come primissima cosa è necessario creare un nuovo profilo macchina per non andare ad intaccare quello attuale e funzionante.

Nella cartella di Mach3 ho copiato il file .xml della configurazione funzionante (Raptor.xml) e l'ho rinominato in RaptorPlasma.xml.


Ora all'avvio di mach3 mi viene chiesto il profilo da caricare


Selezionando il profilo RaptorPlasma tutte le nuove impostazioni saranno relative a questo nuovo profilo.
Nel mio caso il primo profilo (Raptor) lavorerà con il controllo del mandrino via RS485 mentre il secondo lavorerà solo con il relè.

Come per le classiche fresatrici tipo il Kress il Dremel, ecc anche il plasma ha solo due stati ON/OFF (acceso / spento) e quindi quello che dobbiamo fare è aggiungere un semplice relè pilotato dalla scheda di controllo.
Nella mia Raptor 5 ad esempio non avevo ancora un relè perchè il mandrino lo piloto tramite porta seriale con il protocollo RS485 così ho dovuto aggiungere alla breackout board il collegamento con il relè.

Ho comprato su Ebay a pochi euro un relè identico a questo

Il relè l'ho alimentato a 5 Volt prendendoli direttamente dall'alimentazione della scheda breakout board:  VCC +5V e GND alla massa, il conenttore IN indica il segnale in ingresso che farà scattare il relè.

Sulla scheda breakout board DB25-1205 ho individuato un pin libero (il PIN 17) ed l'ho collegato al segnale IN del relè.

Indicativamente lo schema di colelgamento è questo



Lato Mach3 sono andato nella configurazione Port and Pins ed ho attivato il n.17 relativo al segnale Output #1 (chiedo perdono per la foto sfocata)


Accertarsi che nella sezione "Spindle Setup" le parti evidenziate siano impostate come sotto.


Dopo aver applicato le modifiche se cliccate su avvio mandrino o digitate a mano il comando M3 e M5 dovreste sentire il relè scattare.

Fatto questo basta collegare ai contatti del relè uno spinotto a due poli che dovrà essere collegato alla CUT-50, un filo lo collegate al comune del relè e l'altro al contatto NA (normalmente aperto) in questo modo digitando M3 il relè scatta e metterà in contatto il comune con NA e la vostra torcia inizierà a sputare plasma.

In un negozio di elettronica ho comprato uno spinotto a 2 poli che potesse collegarsi all'attacco della torcia al plasma e in maniera molto grezza l'ho fatto uscire dal box dell'elettronica della Raptor.




Lato CCN ho predisposto un attacco vicino al mandrino rimovibile per alloggiare la torcia.
Sono partito da un pezzo di tubo che ho tagliato, tornito, forato, filettato e saldato ad una piattina.










La piattina è dotata di due fori per essere fissata al telatio dell'asse Z e quando non dovrò usare il plasma mi basta svitare due viti e rimuovere la torcia.

Non è finita qui purtroppo...

Se generate un qualsiasi percorso utensile con il CAM lui sarà programmato per lavorare con una fresa e quindi affondare nel pezzo e tagliare ma il plasma, come il laser, non può lavorare in questo modo per cui è necessario istruire il CAM a generare un Gcode idoneo allo scopo.
Come molti ormai sapranno io lavoro solo ed esclusivamente con Vectri Aspire così ho riscritto un nuovo post-processor per quest'ultimo.

Per poterlo usare ho fatto in modo che quando si deve fare lo zero pezzo la torcia dovrà sfiorare il pezzo, poi appena parte la lavorazione si alzerà di 1.5 mm e manterrà quella distanza ogni volta che la torcia è accesa.

Il post processor che ho riscritto è scaricabile da qui:

Nel video qui sotto potete vedere (spiegato con delle note) il comportamento del post-processor.




Qui sotto invece una lavorazione a torcia accesa.





Quello che mi rimane da fare è evitare che mi vada a fuoco la falegnameria mentre taglio con il plasma e per farlo salderò una scatola in ferro (tipo un padellone) che appoggerò sul piano di lavoro per contenere le scintille.

Questo weekend mi sono un pò divertito a tagliare delle sagome da una lamiera sp. 3 mm e visto che cade il giorno di compleanno di mio figlio gli ho voluto rendere onore con dei i numeri per la torta e un batarang da lanciare...









Grazie per la lettura

alla prossima!

venerdì 14 aprile 2017

Realizzazione insegna per La Riserva del Grande

Andrea, un amico di Rimini art Director presso l'agenzia Noroof (www.noroof.it) tempo fa mi chiese se potevo realizzare un'insegna in legno per un locale a cui stava curando l'immagine e potevo dire di no? quale migliore occasione per mettere alla prova la mia Raptor?

La Riserva del Grande è un nuovo locale di tendenza che si trova a Brescia, consiglio a chi si trova nei paraggi di farci una visita e provare uno dei tanti cocktail o come a loro piace definirli: spiritose invenzioni... seguiteli Facebook:  La Riserva del Grande

Dopo aver ricevuto da Andrea il logo vettoriale che aveva progettato ho impostato il programma su Aspire e definito tutte le lavorazioni necessarie.


Per creare i vari livelli e i più piccoli particolari ho definito 16 lavorazioni utilizzando 2 tipi di frese a testa piatta, una da 3 mm ed una da 6 mm a 2 taglienti.

La fresa da 6 mm l'ho utilizzata prevalentemente per sgrossare e svuotare tutte le tasche poi con quella da 3 mm ho definito tutti i particolari più piccoli.






Dato che le misure dell'insegna sono abbastanza grandi (1200x500 mm) prima di far partire una lavorazione così lunga ho voluto fare un test su scala ridotta per rendermi conto se la simulazione era fedele alla realtà in termini di risultato finale.

Il test su scala ridotta l'ho inciso con una cnc laser da 40 Watt (così ho messo alla prova anche lei)



La simulazione software mi aveva stimato un qualcosa come 8 ore di lavorazione ad una velocità di circa 4 mt/min così ho dovuto suddividere il lavoro in due sessioni.

Il motivo delle 8 ore è dato più che altro al fatto che essendoci particolari molto piccoli non mi sono azzardato a fare una svuotatura di 12 mm con 2 passate da 6 mm per cui ne ho volute fare 4 da 3 mm ciascuna.

Metto in macchina un foglio di multistrato marino di betulla da 18 mm e inizio con la prima sessione di svuotatura/sgrossatura con la fresa da 6 mm.










La seconda sessione prevedeva la rifinitura di tutti quei particolari non realizzabili con la fresa da 6 mm. L'indomani riprendo il lavoro riposizionando la cnc nel punto 0 iniziale, monto la fresa da 3 mm e parto con la lavorazione.









Il mio lavoro è terminato!!

Il decoratore completerà l'opera con i colori del logo originale (nero e oro).