quelques rappels sur les fonctions de calibrage.

De Bertrand 04/01/2010.

- VITESSE MAXI. Là, c'est facile, il suffit d'envoyer un moteur à la vitesse demandée et voir s'il l'atteint sans décrocher.
On utilise des rampes lentes pour être sûr que ce n'est pas l'accélération mais bien la vitesse qui l'a fait décrocher. C'est d'ailleurs la première chose à régler, parce que la suite en découle. Lorsque ça décroche, baissez la valeur de vitesse maxi de 25% pour garder de la marge. Attention, ne faites pas ça sur un moteur posé sur le bureau mais sur la machine. Il faut que le moteur soit en charge en conditions normales.

- FREQUENCE START/STOP. Lorsqu'il est immobile, c'est la vitesse instantanée que le moteur peut encaisser sans décrocher. En calibrage, Galaad règle la fréquence start/stop sur la même valeur que la vitesse et commande un déplacement à cette vitesse. Donc le moteur passe de l'immobilité à cette vitesse de rotation sans accélération intermédiaire. Dès que ça bloque, on divise la valeur utilisée par 2.
C'est un paramètre important mais son réglage n'a pas besoin d'une grande précision. L'unité est le Hz et non une valeur de vitesse, parce que la vitesse d'arrachement est propre au moteur et quasiment indépendante de l'axe lui-même, de sa démultiplication et de son inertie. Donc on raisonne en nombre de micropas/seconde.

- ACCELERATION. C'est la pente de montée progressive en régime entre la fréquence start/stop (vitesse de départ) et la vitesse-cible du mouvement. C'est aussi, à l'autre bout, la pente de freinage progressif entre la vitesse de mouvement et la fréquence start/stop qui précède l'arrêt, puisqu'on considère que les capacités d'accélération et de freinage d'un axe sont identiques (dans le monde réel, ce n'est pas tout à fait exact à cause des frottements, la capacité de freinage est plus
importante que la capacité d'accélération, mais la différence est généralement négligeable en regard de l'inertie et du couple). Les fréquences start/stop aussi sont identiques à chaque extrémité d'un mouvement. Comme dirait presque Raffarin, plus la pente est forte, plus la montée en régime est brève et donc l'accélération violente. Pour calibrer, c'est simple, Galaad commande un mouvement qui va de la
fréquence start/stop à la vitesse maxi, avec une pente d'accélération de plus en plus forte. Quand ça décroche, on réduit l'accélération d'un bon 30% (je me souviens plus la valeur exacte). L'accélération aussi est indiquée en micropas/seconde² (ou Hz/s) bien qu'elle ne soit pas liée au moteur seul. La charge de l'axe influe beaucoup sur ce paramètre.

Nota : fréquence start/stop et accélération doivent être paramétrée selon l'axe le plus critique. Le premier moteur qui décroche ou cogne indique qu'on a dépassé la valeur. L'axe le plus critique dépend de la courbe de couple dynamique de son moteur, de sa démultiplication tour/mm, et enfin de la charge inertielle des masses qu'il mobilise. Et pour l'axe Z, le poids qui fait que l'axe est plus performant en
descente qu'en remontée, ne négligez surtout pas ce détail.

Nota bis : la fréquence start/stop et l'accélération ne s'appliquent que pour les mouvements qui partent d'une vitesse nulle et se terminent à une vitesse nulle (tous les mouvements en pilotage manuel, tous les mouvements hors usinage, tous les mouvements de plongée vers la matière et dans la matière, tous les mouvement de remontée hors matière). Si vous avez des pertes de pas ou des erreurs de poursuite en pilotage manuel ou hors matière, ce sont les trois paramètres ci-dessus qui
doivent être revus. Ces mouvements avec rampes d'accélération intégrées sont aussi utilisés en usinage dans les cas où la configuration du tracé fait en sorte qu'un vecteur est isolé entre deux points de passage à vitesse nulle, souvent entre deux angles vifs. Par exemple si l'on usine un rectangle, il n'y aura que des mouvements avec rampes puisqu'il n'y a pas d'enchaînement possible des vecteurs, ceux-ci n'étant pas alignés ou presqu'alignés.

Inversement, les deux paramètres ci-dessous s'appliquent donc uniquement à l'usinage actif, en général dans les courbes ou en usinage 3D.

- VITESSE DE SAUT. C'est le pendant de la fréquence start/stop en ce qu'elle représente le saut maximum qu'un moteur peut faire pour passer d'une vitesse à l'autre sans accélération intermédiaire. Dans un monde parfait, elle serait égale à la fréquence start/stop, mais les moteurs pas-à-pas perdent du couple avec la vitesse, donc le saut est moindre. Plus on usine vite, plus il faut le réduire, c'est à dire accompagner les changements de vitesse, ce qui est une des fonctions du calcul cinématique. La vitesse de saut est donnée en unités de vitesse en non pas en unités de fréquence, parce que les axes peuvent avoir des démultiplications différentes que le calcul globalise. Là encore, c'est l'axe le plus critique qui sert d'étalon. Si c'est l'axe Z, c'est à vous de voir si vous faites des usinages 3D tourmentés ou plutôt des usinages 2D½ (fraisage horizontal, axe Z immobile une fois dans la matière).

- PENTE GLOBALE. C'est l'accélération à l'intérieur d'une courbe, c'est à dire l'étendue de l'influence d'un saut de vitesse. Plus la valeur est forte, moins le saut sera dilué dans la courbe. Pour prendre un exemple automobile, la pente globale représente la capacité d'un véhicule de freiner avant un virage et d'accélérer en sortant, considérant qu'il n'y a pas de problème d'adhérence et que accélération et freinages sont identiques. Plus le véhicule a un moteur puissant (et les freins ad hoc) ou plus il est léger, plus son freinage sera court et se fera au dernier
moment. Idem pour réaccélérer en sortie. Peu importe si le virage est serré, très serré ou quasi-angulaire, ce qui compte ici, c'est à quelle distance on commence à freiner, selon la vitesse de la ligne droite qui précède, bien entendu.

Commencez par régler les trois paramètres du haut avec la fonction de calibrage, et ensuite en vérifiant en pilotage manuel que le mouvement est ferme mais doux, sans cogner. Si ça cogne ou décroche, recalibrez pour voir qui, de la fréquence start/stop ou de l'accélération, est trop élevée. Si a contrario ça vous semble mou, augmentez.

Ensuite, pour les paramètres du calcul cinématique, dessinez un grand rectangle à coins arrondis et usinez-le à la vitesse maxi de la machine.
Si ça passe bien dans les arrondis, sans cogner, réduisez votre rectangle (par exemple divisez sa taille par 2). Gardez toujours la même vitesse maxi. Et ainsi de suite jusqu'à vous rendre compte que ça cogne ou que tout va bien. Le cognement est plus difficile à discerner lors d'un enchaînement rapide de vecteurs, mais tendez l'oreille et posez la main sur la machine pour ressentir la différence entre une accélération violente et un choc avec perte de pas. Il n'y a pas de solution miracle
pour automatiser la tâche, d'autant plus que des paramètres bons à une vitesse très élevée pourront sembler mous à vitesse faible. Donc c'est à vous de régler cette vitesse maxi du rectangle arrondi selon vos vitesses d'usinage habituelles, avec évidemment une marge de sécurité.

Pas de solution miracle, mais une astuce non officielle dans Galaad : sur les cartes pour lesquelles la course de référence est gérée à bas niveau par le logiciel (AxeMotion, RM, TechLF), on peut en profiter pour mesurer l'écart entre le déclic réel des contacts de fin de course et le zéro machine théorique (i.e. le précédent). S'il y a un écart, c'est qu'il y a eu une dérive, donc une perte de pas. Pour ça, il faut taper directement dans le fichier GALAAD.CNC et changer les paramètres suivants :
[Controller]
...
HomeEnd=Yes
(ceci va induire une course de recalage à la fin de chaque cycle outil)
...
[Low-level]
EndSwitchTest=0.01
(un message s'affichera si, sur un axe, l'écart entre positions théorique et réelle du zéro machine est supérieur ou égal à 0.01 mm.
Attention, dans les fichiers INI, le séparateur décimal est le point, pas la virgule. Ne mettez pas "EndSwitchTest=0,01").
Si les écarts affichés sont de quelques centièmes, mettez plutôt ça sur le compte de la machine et de la précision des switches plutôt que sur le dos des paramètres cinématiques. Une perte de pas due à de mauvais paramètres, c'est plutôt des millimètres.

Les paramètres annexes non calibrables :
- La réduction dynamique de l'accélération avec la vitesse sert à compenser la perte de couple des moteurs pas-à-pas lorsqu'ils tournent vite. Si l'option est activée, les paramètres de calcul sont alors considérés comme valides pour une vitesse d'usinage inférieure ou égale à 25 mm/s, et ils décroissent au-delà jusqu'à être divisés par 3 à la vitesse maxi, si ma mémoire est bonne. Décroissance linéaire, parce qu'on ne va pas entrer point par point la courbe de couple du moteur. On n'est pas chez Fanuc ici.

- Le plafond de vitesse en courbes sert à mettre une vitesse maxi plus basse en usinage en dehors des vecteurs à rampes. Personnellement, je ne l'utilise jamais, mais c'était censé servir pour une démo sur un salon en Allemagne, démo jamais effectuée. Les commerciaux m'ont demandé de la laisser et il m'arrive d'être un garçon obéissant.

- L'optimisation anti-bourrage, si elle est active, cherche à réduire le nombre de vecteurs transmis pour gagner de la bande passante et éviter que le mouvement n'aille plus vite que la transmission, ce qui induit des cognements et pertes de pas qui n'ont rien à voir avec les paramètres cinématiques. Si vous avez une courbe avec des milliers de micro-vecteurs (les fichiers DXF sont souvent pleins de ce genre
d'horreur), on peut sûrement en ignorer un grand nombre, ce qui ne changera pas le résultat. Galaad ne sautera jamais un vecteur qui, avec son prédécesseur, forme un angle conique 3D de plus de 5°. Et si l'angle fait moins de 5°, il ne peut être éliminé que si sa longueur est faible et la vitesse d'usinage élevée, selon une formule qu'il n'est pas utile de développer ici, d'autant qu'elle fait intervenir les autres paramètres cinématiques.

Je crois que j'ai tout dit et espère que ça pourra vous aider.