logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Jak mierzyć odległość z dokładnością 0,01 mm w frezarce CNC? Laser?

servgsm 12 Cze 2012 10:31 7834 18
REKLAMA
  • #1 10992965
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    Witam,

    Ostatnio wziąłem się za konstruowanie w pełni automatycznej, niezależnej od komputera PC frezarki numerycznej i natknąłem się na pewien problem.

    Na osi X, Y i Z muszę mierzyć odległości np. suwnica osi X znajduje się od samego początku osi X - nazwijmy to wyliczaniem jej współrzędnej.

    No i tak, zakładając dokładność 0,01mm, liczenie kroków odpada. Silniki sterujące są podłączone do przekładni lub pasów i dopiero napęd z elementów pośrednich idzie na śrubę napędową. Mechanice nie ufam - zawsze coś może się zsunąć, obsunąć, może nie przeskoczyć krok...
    Na myśl przyszedł mi pomiar laserowy.
    Nie jestem pewien, czy moja idea jest zgodna z powszechnie stosowanymi, ale myślałem o zamontowaniu diody laserowej na obudowie osi X i odbiornika fal laserowych na ramie elementu ruchomego osi X.

    Dalej już w programie wysyłać co jakiś czas sygnał o określonej częstotliwości (żeby system nie głupiał od zwykłej żarówki), szybko zliczyć czas od wysłania do odbioru wiązki, następnie przekształcić go na odległość i wysłać do "komputera" sterującego napędem.

    Zastanawiam się jeszcze nad ultradźwiękami, ale szczerze mówiąc za dużo o nich nie wiem. Choć jak ktoś ma takową wiedzę, chętnie czegoś się dowiem :)

    Liczę na opinie kolegów w tym temacie.

    Pozdrawiam!
  • REKLAMA
  • #3 10993071
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    Pole robocze maszyny to 100x100 cm + 5cm marginesów, więc suwmiarka raczej nie wchodzi w grę.

    A enkoder... Zastanawiałem się na nim, ale czy można mu wierzyć przy dokładności 0,01mm i posuwie maksymalnym 30mm/s?
  • REKLAMA
  • #4 10993080
    krzysztofh
    Poziom 29  
    Posty: 1557
    Pomógł: 101
    Ocena: 937
    A stosując śruby kulowe i sterowniki silników z mikrokrokiem nie jesteś w stanie uzyskać zamierzonego efektu?
  • REKLAMA
  • #5 10993221
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    Śruby kulowe będą zastosowane. Taki już miałem zamysł, silniki krokowe będą miały krok co 1,8°, ale szukam czegoś czym będę mógł w razie czego korygować mechanizm zliczający.

    Mechanika w końcu się zużywa, komputer policzy 1000 kroków, gdzie powinno być 10mm, a wyjdzie 12... Przy stole 1000x1000mm jest to duży problem, bo zamiast wyliczonych 80cm mogę uzyskać w rzeczywistości 100, a 20cm uchybu przy dokładności 0,01mm raczej w grę nie wchodzi ;)

    Po prostu Panowie nie wierzę mechanice, bo nie raz mnie zawiodła.
    Jednak dalej uprę się przy pomiarze optycznym bądź ultradźwiękowym.

    Z resztą, dodatkowy system pomiaru będzie dodatkowym atutem, kiedy przedstawię urządzenie na pracy inżynierskiej :)
  • Pomocny post
    #6 10993294
    krzyjak
    Poziom 29  
    Posty: 1074
    Pomógł: 110
    Ocena: 137
    servgsm napisał:
    Witam,

    Ostatnio wziąłem się za konstruowanie w pełni automatycznej, niezależnej od komputera PC frezarki numerycznej i natknąłem się na pewien problem.

    Na osi X, Y i Z muszę mierzyć odległości np. suwnica osi X znajduje się od samego początku osi X - nazwijmy to wyliczaniem jej współrzędnej.

    No i tak, zakładając dokładność 0,01mm, liczenie kroków odpada. Silniki sterujące są podłączone do przekładni lub pasów i dopiero napęd z elementów pośrednich idzie na śrubę napędową. Mechanice nie ufam - zawsze coś może się zsunąć, obsunąć, może nie przeskoczyć krok...




    Mylisz dokladność pomiaru z rozdzielczością, a to dwie różne rzeczy. Napisz o co ci chodzi. Jaki błąd jest wymagany w przypadku tych pomiarów?

    servgsm napisał:

    Na myśl przyszedł mi pomiar laserowy.
    Nie jestem pewien, czy moja idea jest zgodna z powszechnie stosowanymi, ale myślałem o zamontowaniu diody laserowej na obudowie osi X i odbiornika fal laserowych na ramie elementu ruchomego osi X.
    Dalej już w programie wysyłać co jakiś czas sygnał o określonej częstotliwości (żeby system nie głupiał od zwykłej żarówki), szybko zliczyć czas od wysłania do odbioru wiązki, następnie przekształcić go na odległość i wysłać do "komputera" sterującego napędem.


    Tylko weź pod uwagę że światło może okrążyć równą długości równika ok. 7 razy w ciągu sekundy. Czas jaki światło przebywa parę metrów nie jest do zarejestrowania nawet przez najszybszy procesor. Oczywiście wykonuje sie pomiary za pomocą wiązki laserowej, ale przy tych odległościach na pewno nie przez pomiar czasu.


    servgsm napisał:

    Zastanawiam się jeszcze nad ultradźwiękami, ale szczerze mówiąc za dużo o nich nie wiem. Choć jak ktoś ma takową wiedzę, chętnie czegoś się dowiem :)


    Z ultradźwiękami były problem z odbiciem fali od konkretnego przedmiotu. Problem z ukierunkowaniem fali dźwiękowej.
  • Pomocny post
    #7 10993355
    pukury
    Poziom 35  
    Posty: 2719
    Pomógł: 244
    Ocena: 193
    Witam.
    Oczywiście bierzesz pod uwagę rozszerzalność cieplną konstrukcji ?
    Aby uzyskać taką - rzeczywistą - dokładność i powtarzalność( przy takim polu pracy ) to chyba urządzenie musi stać w pomieszczeniu z klimatyzacją.
    Zastosuj liniały pomiarowe - optyczne lub magnetyczne.
    Tylko obawiam się o Twoje zdrowie jak dowiesz się jakie są ceny - tak długich.
    Pozdrawiam.
  • Pomocny post
    #8 10993393
    krzysztofh
    Poziom 29  
    Posty: 1557
    Pomógł: 101
    Ocena: 937
    Coś z tym uchybem 20cm przesadziłeś.
    Biorąc pod uwagę silnik 200 kroków/obrót napędzający w uproszczeniu bezpośrednio śrubę kulową ze skokiem 10mm/obrót oraz sterownik (aby nie przesadzać z mikrokrokiem) powiedzmy 32 masz rozdzielczość ok 6,4 mikrokroku na 0,01mm. Dokładność to inna kwestia. Można stosować enkodery, z których sygnał służy do sterowania sinikiem. W zasadzie tylko wtedy nie jest potrzebny silnik krokowy.
  • #9 10993406
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    No tak, rozszerzalność... O tym nie pomyślałem.
    No to chyba trzeba będzie trochę przyciąć na dokładności...
    W tym przypadku enkoder będzie rozwiązaniem jak najbardziej na miejscu.

    A powiedzcie mi jeszcze Panowie taką sprawę... Różne metale mają różne rozszerzalności. Stal ma rozszerzalność α = 12·10-6/K, a aluminium α = 24·10-6/K.
    Przyznam, że w tym momencie nie wiem, czy lepiej jak jest mniej, czy więcej. Co będzie mniej pracowało?
  • Pomocny post
    #10 10993538
    krzysztofh
    Poziom 29  
    Posty: 1557
    Pomógł: 101
    Ocena: 937
    Zdecydowanie stal, na aluminium będą duuuże różnice.
  • Pomocny post
    #11 10998316
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #12 10998977
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    krzysztofh napisał:
    Można stosować enkodery, z których sygnał służy do sterowania sinikiem. W zasadzie tylko wtedy nie jest potrzebny silnik krokowy.


    Mam rozumieć, że mogę wykorzystać zwykły silnik, powiedzmy 2-fazowy? To na pewno uprościłoby sprawę sterowania przynajmniej osiami X i Y.
    Jeśli dobrze rozumuję, to pojawi się tu pewien problem - bezwładność tego silnika podczas pracy wrzeciona niemalże w miejscu (przy bardzo precyzyjnych projektach). Stosuje się do tego jakieś dodatkowe hamulce, ślizgi lub coś podobnego?
  • #13 10998992
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #14 10999140
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    No ok, to pozostaniemy przy silniku krokowym i enkoderze...
    Przed chwilką przeglądałem enkodery i niektóre mają naprawdę spore ceny.
    Wiem, że będę potrzebował jeden na każdą oś, czyli 3. Śrubę wezmę ze skokiem co 10mm. Posuw najwyżej ograniczę do 20mm/s, żeby pracowało to spokojnie, ale z precyzją.
    Co polecacie? Szukam po polsku, czyli ma być dobre i tanie w miarę rozsądku :)
  • #15 10999427
    krzysztofh
    Poziom 29  
    Posty: 1557
    Pomógł: 101
    Ocena: 937
    servgsm napisał:
    krzysztofh napisał:
    Można stosować enkodery, z których sygnał służy do sterowania sinikiem. W zasadzie tylko wtedy nie jest potrzebny silnik krokowy.


    Mam rozumieć, że mogę wykorzystać zwykły silnik, powiedzmy 2-fazowy? To na pewno uprościłoby sprawę sterowania przynajmniej osiami X i Y.
    Jeśli dobrze rozumuję, to pojawi się tu pewien problem - bezwładność tego silnika podczas pracy wrzeciona niemalże w miejscu (przy bardzo precyzyjnych projektach). Stosuje się do tego jakieś dodatkowe hamulce, ślizgi lub coś podobnego?


    Sterowanie z wykorzystanie enkoderów zdecydowanie nie upraszcza sterowania tylko je komplikuje. Rośnie też cena sterowników. Do napędu w takich przypadkach stosuje się serwomotory. Zalety do dużo większa dynamika. W dużych maszynach silniki krokowe nie mają racji bytu. Są stosowane do mniejszych rozwiązań i bardziej ekonomicznych.
    Nie wiem co to ma być za maszyna, ale chyba powinieneś się skupić na silnikach krokowych.
    A zanim zaczniesz wydawać kasę może poczytaj forum www.cnc.info.pl
  • #16 10999544
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • REKLAMA
  • #17 10999879
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    krzysztofh napisał:

    Sterowanie z wykorzystanie enkoderów zdecydowanie nie upraszcza sterowania tylko je komplikuje. Rośnie też cena sterowników.


    To oczywiste, że dodatkowy czujnik nie upraszcza sterowanie, ale na pewno rozwiązuje problem dokładności.
    Z resztą sterowniki będę robił sam, także jedna atmega więcej, czy mniej nie zrobi mi większej różnicy.


    opaluch napisał:
    Weźmiesz śrubę o skoku 10mm i ograniczysz prędkość posuwu. Trochę mija się to z celem śruba ze skokiem 10 zwiększa Ci prędkość posuwu


    Zawsze mogę zwiększyć prędkość, jeżeli uznam, że konstrukcja to wytrzyma :)

    Ok Panowie, póki co dziękuję za cenną wiedzę i biorę się za wykańczanie projektów.

    Pozdrawiam.
  • #18 11000306
    pukury
    Poziom 35  
    Posty: 2719
    Pomógł: 244
    Ocena: 193
    Witam.
    Robienie sterowników od zera jest " przeciw skuteczne " .Szkoda czasu - lepiej Kupić gotowe - a skupić się na mechanice.
    Ameryki nie odkryjesz a czas poświęcony na szarpaninę z rampami,mikro krokiem, itp. lepiej poświęcić na konstrukcję.
    Lepiej nie spawaj - obciążenie w tym wypadku są małe więc lepiej poskręcać.
    Poczytaj na cnc.info - są tam dziesiątki przykładów - warto.
    Pozdrawiam.
  • #19 11000388
    servgsm
    Poziom 23  
    Posty: 789
    Pomógł: 17
    Ocena: 73
    pukury napisał:
    Witam.
    Robienie sterowników od zera jest " przeciw skuteczne " .Szkoda czasu - lepiej Kupić gotowe


    Frezarka ma być m.in. na pracę inżynierską, więc im więcej elementów będzie zrobionych od zera, tym lepiej.

Podsumowanie tematu

✨ W dyskusji poruszono problem pomiaru odległości z dokładnością 0,01 mm w frezarce CNC, która ma być niezależna od komputera. Użytkownik rozważał zastosowanie pomiaru laserowego, jednak obawiał się o dokładność i niezawodność mechaniki. Zasugerowano użycie enkoderów oraz śrub kulowych, które mogą poprawić precyzję. Wskazano na różnice w rozszerzalności cieplnej różnych materiałów, co również wpływa na dokładność pomiarów. Użytkownik planuje zastosować silniki krokowe oraz enkodery, a także rozważa ograniczenie prędkości posuwu dla zwiększenia precyzji. Wskazano na konieczność uwzględnienia kosztów oraz złożoności systemu sterowania.
Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
REKLAMA