CNC Feed-rate չափման գործիք ՝ պատրաստված ջարդոնից. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Որևէ մեկը երբևէ ցանկացե՞լ է չափել CNC մեքենայի իրական հոսքը: Հավանաբար, ոչ, քանի դեռ CNC- ի աշխատանքից հետո ֆրեզերային բիթերն անձեռնմխելի չեն … բայց երբ դրանք կանոնավոր կերպով սկսում են կոտրվել, գուցե ժամանակն է ուսումնասիրել: Այս հրահանգում դուք կարող եք հետևել մի որոնման ՝ որոշելու CNC մեքենայի իրական հոսքի արագությունը: Այն կներառի տպիչի հակա-ինժեներական մասը, arduino- ի որոնվածը, համակարգչային ծրագրակազմը և իմ գործընկերների օգնությամբ ստացված արդյունքները և աղբը, որը վերածվեց գանձի:

Քայլ 1: Նյութեր, գործիքներ, սարքեր, որոնք օգտագործվում են նախագիծը գործարկելու համար

Երբ սկսեցի աշխատել դրա վրա, ես մտածեցի այն ամենի կարճ ցանկը, որը մեզ պետք կգա.

• ապամոնտաժված տպիչի փոխադրման մեխանիզմ
• ձեռքի գործիքներ ՝ դա շտկելու համար
• եռակցման երկաթ, զոդ, լարեր
• բազմաչափ
• օսլիլոսկոպ կամ տրամաբանական անալիզատոր - դա բացարձակապես անհրաժեշտ չէ
• էլեկտրամատակարարում
• մանրադիտակ
• Arduino nano + pinout
• Համակարգիչ Arduino IDE- ով, Visual Studio 2008 Express + MS Charting գործիքները տեղադրված են
• (MPU6050 - ես ավարտեցի չօգտագործել սա)
• պատրաստ է թերթել այն ամենը, ինչ դուք չգիտեք, թե ինչպես անել

Սկզբում ես մտածեցի, որ MPU6050 տախտակը թույլ կտա միանգամից չափել սնուցման արագությունը բոլոր երեք առանցքների վրա: Ներսում ունենալով արագացուցիչը, ես վստահ էի, որ արագացուցիչի տվյալների ամփոփումը կտա ինձ ցանկալի արժեքը `յուրաքանչյուր առանցքի արագությունը: Arduino- ի հատվածը ներբեռնելուց և փոփոխելուց հետո, որը սերիական մոնիտորի վրա ցուցադրում էր չմշակված տվյալներ, Visual Studio- ում ես գրեցի մի փոքր համակարգչային ծրագիր, որը մշակում էր տվյալները և այն դնում գծապատկերում `ավելի հեշտ մեկնաբանման համար: Ես ստիպված էի ներբեռնել Visual Studio C# Express 2008 -ը և դրա գծապատկերման գործիքները:

Որոշ ժամանակ կոդավորելուց և սերիական հաղորդակցության համար անհրաժեշտ բոլոր իրերը փնտրելուց հետո ես վերջացրեցի գծագրված արժեքներով, բայց անկախ նրանից, թե ինչ էի անում, այն օգտագործելի չէր: Փոքր, բայց հանկարծակի շարժումները կհանգեցնեն հսկայական աճերի, մինչդեռ ավելի երկար ճանապարհորդությունները նույնիսկ չեն հայտնվի գծապատկերներում: MPU6050- ի երկօրյա հարվածներից հետո ես վերջապես հանձնվեցի և դիմեցի մեկ այլ բանի `տպիչի ապամոնտաժված դիրքորոշման հետադարձ մեխանիզմին:

Քայլ 2: Սարքավորումներ, որոնք անհրաժեշտ էին կատարել

Հակադարձ ճարտարագիտություն

Իհարկե, տպիչի մեխանիզմը չուներ մասի համար, որը կարող էի օգտագործել դրա ճշգրիտ հատկությունները որոշելու համար, անհրաժեշտ էր մի փոքր հակադարձ տեխնիկա ՝ մեր ուզածին հասնելու համար: Մեխանիզմը և էլեկտրոնիկան մանրազնին ուսումնասիրելուց հետո ես որոշեցի, որ առաջինը պետք է լինի օպտիկական սենսորային կապերի նույնականացումը: Դա պետք է արվեր, որպեսզի ամբողջը միացներ Arduino- ին: Ես ապամոնտաժեցի սև պլաստիկ մասը, հանեցի PCB- ն և ուսումնասիրեցի սենսորը. Դրա վրա գրված էր ROHM RPI-2150: Դա ինձ ուրախացրեց, հույսը մեծ էր, որ ես կգտնեմ տվյալների թերթիկ: Unfortunatelyավոք, սա կամ հին է, կամ հատուկ մաս. Համացանցում որևէ տեղ չի գտնվել տվյալների թերթ: Սա նշանակում էր, որ ես պետք է ամեն ինչ իր ձեռքը վերցնեմ. Իմանալով, որ այս սենսորների մեջ սովորաբար կա ինֆրակարմիր LED և երկու ֆոտո-տրանզիստորներ, ես բռնեցի մի մուլտիմետր, այն դրի դիոդային չափման ռեժիմի և սկսեցի չափել կապում:

Սնուցման սարքերը սովորաբար հեշտությամբ կարելի է գտնել. Դրանք ունեն կոնդենսատորներ դրանց միջով, և դրանք սովորաբար կապված են PCB- երի լայն հետքերով: Աղմուկի ավելի լավ մերժման համար գետնի հետքերը հաճախ կապված են բազմաթիվ բարձիկների հետ:

Այնուամենայնիվ, մուտքային և ելքային կապումներն այնքան էլ անլուրջ չեն: Դիոդով չափելիս հաշվիչը մի ուղղությամբ ցույց կտա իր առաջային լարումը, իսկ մյուսում `գերբեռնվածությունը (անսահման): Ես կարողացա չորս դիոդ նույնականացնել կապանքների միջև, ես եզրակացրեցի, որ չորրորդ դիոդը պետք է լինի ինչ -որ զեներ կամ TVS դիոդ, քանի որ այն գտնվում էր հենց բաղադրիչի հոսանքի պիների միջև: Ինֆրակարմիր ճառագայթիչի տեղադրումը հեշտ էր, դրա հետ մեկտեղ 89R դիմադրություն կար: Մնաց երկու կապում մնաց երկու դիոդային չափումներ, դրանք պետք է լինեին երկու ընդունիչները:

Նշում. Այս տվիչներն ունեն երկու ընդունիչ, որպեսզի կարողանան որոշել շարժման ուղղությունը ՝ ի լրումն իմպուլսների հաշվարկով դիրքը որոշելուց: Այս երկու ելքային ալիքի ձևերը 90 ° -ից դուրս են փուլից, այն օգտագործվում է հաշվիչ կամ հետադարձ զարկերակ արտադրելու համար: Այս իմպուլսների քանակին հետևելով ՝ կարելի է որոշել տպագրական գլխի ճշգրիտ դիրքը:

Երբ արտանետողը և երկու ընդունիչ սարքերը տեղակայված էին, ես լարերը կպցրեցի նրանց կապում, այնպես որ կարող եմ սենսորը միացնել Arduino- ի հետ: Մինչև դա անելը, ես տվիչին մատակարարեցի 3.3 Վ լարման միջոցով, մի քանի անգամ քաշեցի սենսորի միջև եղած ժապավենը և դիտեցի քառակուսի ալիքը ելքերի վրա: Քառակուսի ալիքի հաճախականությունը տատանվում էր շարժման արագության հետ, և ես եզրակացրեցի, որ չափման համակարգը այժմ պատրաստ է միացվել Arduino- ին:

Arduino- ի միացում

Այս նոր «սենսորին» միացնելը շատ հեշտ է: Պարզապես միացրեք տվիչի ելքերը D2 և D3 (ընդհատման ունակությամբ կապում) և էլեկտրամատակարարման գծերը և կոդավորումը կարող են սկսվել:

Քայլ 3: Arduino կոդավորում

Arduino ծածկագիրը բավականին պարզ է: Ես հանձնարարեցի մի գործառույթ, որը կատարում է ամեն անգամ, երբ D2- ը տեսնում է աճող եզր, սա այն կցորդի Arduino ծածկագրից ստացվող գործառույթն է: Եթե նայեք քառակուսի ծածկագրիչի ազդանշաններին, ապա կտեսնեք սա.

• մեկ ուղղությամբ A փուլը տրամաբանորեն բարձր է յուրաքանչյուր B փուլի բարձրացման եզրին
• մյուս ուղղությամբ A փուլը տրամաբանական ցածր է յուրաքանչյուր B փուլի բարձրացման եզրին

Սա այն կոդավորողի սեփականությունն էր, որն ես օգտվեցի. Քանի որ առաձգական գործառույթը կատարվում է ամեն անգամ, երբ D2- ը բարձրանում է եզր, ես պարզապես գրել եմ, եթե դա մեծացնում է հաշվիչը, երբ D3- ը բարձր է, և նվազեցնում այն, երբ D3- ը ցածր է: Սա աշխատեց առաջին փորձի ժամանակ, ես հակաչափ արժեքը ուղարկեցի սերիական մոնիտոր և դիտեցի, թե ինչպես է այն մեծանում/նվազում, երբ տպիչի գլուխը լիսեռի վրա եմ տեղափոխում:

Կարճ ասած, որոնվածը հանգույցի գործառույթում կատարում է հետևյալը.

1. ստուգում է սերիական ստացման բուֆերը ցանկացած մուտքային տվյալների համար
2. եթե մուտքային տվյալներ կան, ստուգեք `դա« 1 »է, թե ոչ
3. եթե դա «1» է, նշանակում է, որ համակարգչի ծրագրակազմը պահանջում է հակաչափ արժեքը
4. սերիայի միջոցով հաշվիչին ուղարկեք համակարգչին
5. սկսել 1 -ից

Սրանով գնդակն այժմ համակարգչի ծրագրաշարի դաշտում է: Եկեք մտնենք դրա մեջ:

Քայլ 4: Visual Studio C# Software

VS C# ծրագրի նպատակն էր հաշվողական բեռը Arduino- ից համակարգչի վրա տեղափոխել: Այս ծրագրաշարը ստանում է Arduino- ի տրամադրած տվյալները, հաշվարկում և ցուցադրում արագությունը գրաֆիկի տեսքով:

Այն, ինչ ես առաջին անգամ արեցի, Google- ում էր, թե ինչպես կարելի է սերիական հաղորդակցություն կատարել C# - ում: Ես գտա շատ լավ տեղեկություններ MSDN.com- ում ՝ լավ օրինակի հետ միասին, այնուհետև ես դուրս գցեցի այն, ինչ ինձ պետք չէր ՝ հիմնականում ամեն ինչ, բացի ընթերցանության մասից: Ես ստեղծեցի COM նավահանգիստը և արագությունը, որը կհամապատասխանի Arduino- ի արագությանը, այնուհետև մի քանի փորձ արեցի և ամեն ինչ, ինչ գալիս էր սերիական նավահանգստում, թափեցի բազմաշերտ տեքստային տուփի մեջ:

Արժեքները կարդալուց հետո ես պարզապես կարող էի օգտագործել readto & split գործառույթները ՝ մեկ չափումն իրարից և սահմանազատող նիշերից մեկուսացնելու համար: Դրանք գծագրված էին Chart հսկողության վրա, և արժեքները սկսեցին հայտնվել էկրանին:

Եթե ձեր VS գործիքների տուփում չեք կարող տեսնել Գծապատկերների կառավարումը, կարող եք google- ով գտնել խնդիրը և լուծումը գտնել այստեղ (փնտրեք պատասխան թիվ 1): հղում

Չափման սկզբունքը

Հաշվարկների քանակի և գլխի անցած հեռավորության միջև կապը գտնելու համար մենք զրոյացրեցինք հաշվիչի արժեքը, ձեռքով տեղափոխեցինք տպիչի գլուխը և դիտեցինք հաշվարկների փոփոխությունը: Մենք վերջապես եկանք հետևյալ համամասնությամբ ՝ 1 հաշվարկ = 0.17094 մմ:

Քանի որ մենք կարող ենք հարցնել հեռավորությունը և կարող ենք չափել նմուշների միջև ընկած ժամանակը, մենք կարող ենք հաշվարկել դիրքի տեղաշարժի արագությունը. Մենք կարող ենք հաշվարկել արագությունը:

TMR0- ի շնորհիվ կա 50ms կոպիտ ծրագրային ժամանակ, սակայն մենք նկատեցինք, որ այդ ժամկետները այնքան էլ ճշգրիտ չէին: Իրականում, որոշ ծրագրային արագության չափումներից հետո մենք պարզեցինք, որ ժամանակաչափի 50ms- ը ընդհանրապես 50ms չէ: Սա նշանակում էր, որ նմուշները չեն վերցվել ֆիքսված ընդմիջումով, ուստի արագության հաշվարկը նույնպես չի կարող օգտագործել ֆիքսված ժամանակային բազա: Երբ մենք գտանք այս խնդիրը, հեշտ էր առաջ գնալ. Մենք վերցրեցինք հեռավորության և ժամանակի տարբերությունը և արագությունը հաշվարկեցինք որպես D_distance/D_time (D- հեռավորության փոխարեն/50ms):

Բացի այդ, քանի որ մեր հավասարումը արագություն կվերադարձնի մմ/50 մս միավորներով, մենք պետք է այն բազմապատկենք 1200 -ով, որպեսզի գլուխը մեկ րոպեում [մմ/րոպե] հասնի:

Նշում. Mach 3 CNC գործարանի վերահսկման ծրագրակազմը սահմանում է սնուցման արագությունը [մմ/րոպե] միավորներով

Ֆիլտրում

Այս պահից սկսած, չափումները կարծես բավականին ճշգրիտ էին, բայց չափված ազդանշանի վրա որոշակի աղմուկ կար: Մենք կասկածում էինք, որ դա պայմանավորված է լիսեռի մեխանիկական անհամապատասխանությամբ, լիսեռի կցորդիչով և այլն, ուստի որոշեցինք այն զտել, ստանալ չափվածի գեղեցիկ միջին արժեքը:

Fրագրակազմի լավ ճշգրտումներ

Գործողության ընթացքում նմուշի արագությունը և զտիչի արագությունը փոխելու համար ավելացվել են ոլորման տողեր `յուրաքանչյուրի համար մեկական: Նաև ներդրվեց հողամասերը թաքցնելու ունակությունը:

Քայլ 5: Արդյունքներ

Ապարատային և ծրագրային մասերի պատրաստ լինելուց հետո մենք կատարեցինք չափումների երեք հավաքածու mach 3 + իմ ծրագրակազմով, արդյունքները կարող եք տեսնել կից նկարներում: Հետագա փորձերը ցույց տվեցին ավելի լավ ճշգրտություն ՝ և՛ ֆիլտրի, և՛ ընտրանքի դրույքաչափերը բարձրացան: Սյուժեները ցույց են տալիս չափված արագությունը պինդ կարմիրով, իսկ միջինը ՝ գծանշված կապույտով:

Ասածս այն է, որ կարծես Mach 3 -ը բավականին ճշգրիտ է վարում այս արագության կարգավորումները, բայց հիմա մենք հաստատ գիտենք:)

Հուսով եմ, որ ձեզ դուր եկավ այս հակիրճ ճարտարագիտության և ջուրը գինու վերածելու այս կարճ ուսանելի հրահանգը:

Ողջույն