Lựa chọn giá rẻ để đo khoảng cách chính xác cao?


8

Tôi đã xây dựng một bộ định tuyến CNC 3 trục khá rẻ (~ € 100) cho xưởng của tôi để cắt gỗ và nhôm theo đủ mọi cách. Nó hoạt động tuyệt vời cho hầu hết mọi thứ nhưng đối với những thứ đòi hỏi độ chính xác cao, nó luôn luôn có một chút.

Ví dụ: nếu tôi thực hiện 2 lần cắt giống hệt nhau, lần này đến lần khác, sự khác biệt ở bất kỳ trục nào có thể lên tới 1mm. Không quá tệ đối với gỗ, xem xét tổng diện tích làm việc là 800x800x400mm và kích thước của những thứ tôi làm nhưng loại vấn đề đối với các miếng nhôm phải khớp với nhau.

Nó có thể tồi tệ hơn nếu lượng thời gian / công việc đáng kể nằm giữa 2 lần cắt. Tôi đã có những vết cắt giống hệt nhau cách nhau vài ngày cho các bộ phận thay thế khác nhau tới ~ 2,5mm trên những miếng lớn.

Bây giờ tôi đã hình dung mình có thể có được đường ray tốt hơn, vòng bi tốt hơn, động cơ, bất cứ điều gì để thử và làm cho nó phù hợp hơn nhưng tôi nghĩ lợi ích lớn nhất có thể có được là nhờ khả năng hiệu chỉnh và kiểm tra nó trong phần mềm.

TLDR: Vậy mọi người sử dụng gì để đo khoảng cách lên tới 1000mm với độ chính xác 0,1mm?

Tôi nhìn quanh các cửa hàng Trung Quốc nhưng tất cả những gì tôi tìm thấy là cảm biến laser cho khoảng cách lớn, như 100m với độ chính xác + - 0,2m và cảm biến tiệm cận siêu âm cho khoảng cách ngắn hơn nhưng độ chính xác khá khủng khiếp.

Chúng khá rẻ mặc dù (<€ 10) mang lại cho tôi hy vọng. Tôi cũng có lợi thế là có toàn quyền kiểm soát vật lý đối với cả hai điểm mà tôi muốn đo khoảng cách giữa thay vì chỉ một điểm.


1
nếu bạn đang sử dụng động cơ bước, thì bạn có thể đếm các bước .... mỗi bước biểu thị một khoảng cách cụ thể
jsotola

Có vẻ như lỗi của bạn là không thể lặp lại nên việc phát hiện rất dễ dàng, việc sửa lỗi sẽ không xảy ra nếu bạn có sự tuân thủ và sự chú ý ở bất cứ đâu trong giàn. Mô-men xoắn bước thay đổi đáng kể với vi bước mà dưới tải gây ra lỗi vị trí. Hiểu đầu tiên những gì gây ra lỗi. Độ phân giải vị trí tương đối của bạn cho một bước đầy đủ và microstep là gì? Trên giàn 1x1m của tôi, tôi có độ phân giải đầy đủ 0,4mm và có thể chọn bất kỳ độ phân giải microstep nhưng điều này làm ảnh hưởng đến mô-men xoắn. Vậy bạn có gì và cần gì?
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
@jsotola Yea Tôi đang sử dụng các bước nhưng tôi đã đếm các bước, số bước để di chuyển đai ốc từ đầu này sang đầu kia luôn giống nhau nhưng ở giữa, vị trí tôi nhận được trên mỗi bước x không phải là tương tự.
dùng81993

@ TonyStewart.EEsince'75 Tôi thậm chí còn chưa bước vào giai đoạn vi mô (tự viết phần mềm). Chuyển động cho 1 bước đầy đủ phải là 0,31mm. Tôi sẽ hoàn toàn hài lòng với độ chính xác 0,31mm nếu nó thực sự đạt được điều đó.
dùng81993

Ok sau đó cơ học của bạn là vấn đề. Đừng viết mã, hãy sử dụng Gerber Panel Rev mới nhất
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 22/03/18

Câu trả lời:


6

Tôi nghĩ bạn nên tìm hiểu sâu về nguyên nhân gây ra lỗi của mình. Hoặc bạn đang thiếu các bước hoặc thiết lập cơ học của bạn quá linh hoạt hoặc có phản ứng ngược trong các đai ốc / vòng bi. Công tắc homing của bạn cũng có thể có độ lặp lại kém nếu bạn không sử dụng công cụ tìm cạnh để định vị chính xác công cụ. Hoặc có lẽ đó là một sự kết hợp.

Những thứ như phản ứng dữ dội và tính linh hoạt rất khó bù đắp bằng phần mềm. Ví dụ, tùy thuộc vào hướng cắt, bạn có thể bắt đầu với công cụ ở đúng vị trí nhưng ngay khi nó cắn vào kerchunk và bạn đã lao vào công việc khi máy cắt tự kéo vào. Hoặc bạn có thể thực hiện thao tác trèo lên và máy cắt chạy tốt bên ngoài đường dẫn mong muốn nếu cổng và máng trượt quá linh hoạt.

Dù sao, cân thủy tinh là một loại giá trung bình để đo một vài micron xuống độ phân giải 1um. Độ chính xác trên quy mô đầy đủ có thể là 10-15um trên 1m cho một giá rẻ. Chúng thường có đầu ra kỹ thuật số bậc hai 5V (tăng dần), một số có thể có tín hiệu hình sin bậc hai. Nhưng mỗi trục có thể sẽ có giá khoảng bằng bạn đã đưa vào cho đến nay, và không có gì đảm bảo bạn sẽ có thể làm tốt hơn nhiều về độ chính xác một phần. Ảnh từ trang này

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Nếu bạn trúng xổ số, bạn có thể xem xét các bộ mã hóa Renishaw và Heidenhain, có thể đạt được các độ phân giải có độ lớn nhỏ hơn một bước sóng ánh sáng và thực hiện nó với phép đo tuyệt đối.


Bộ mã hóa Renishaw và Heidenhain không chính xác như bạn tuyên bố. Chúng có độ lặp lại xung quanh phạm vi micron trên mỗi mét: renishaw.com/en/tonic-encoder-series--37824 . Đầu đọc có thể có độ phân giải cao, nhưng điều này không trùng với vị trí vật lý của hệ thống.
110971

@ user110971 Tôi không nói gì về độ chính xác, chỉ có độ phân giải. Những cái quay mà chúng ta đang sử dụng có độ phân giải tuyến tính trong bước sóng và độ chính xác được cài đặt được yêu cầu +/- 1 cung giây, độ chính xác phụ ppm, tương tự như những gì bạn nói. Nghị quyết cũng rất quan trọng để kiểm soát.
Spehro Pefhany

Tôi hiểu ý bạn là gì. Nhưng bạn có thể nhận được bất kỳ độ phân giải nào bạn muốn bằng cách tự thực hiện phép nội suy. Bạn có thể đặt phép nội suy bộ mã hóa thành một và sau đó bộ đếm màu xám xuất ra các dấu tham chiếu.
110971

@ user110971 Những cái tôi đang sử dụng hiện tại có đầu ra kỹ thuật số 27 bit (IIRC), tất cả các phép tính được thực hiện trong nội bộ.
Spehro Pefhany

3

Hãy xem các cảm biến dây rút hoặc "bộ mã hóa yo-yo".

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Hình 1. Một cảm biến dây rút. Nguồn: Kỹ thuật môi trường .

Tôi không thể tìm thấy hình ảnh của một màn hình tích hợp nhưng ai đó phải tạo ra chúng.


2π

1
Tôi đã tự hỏi điều tương tự. Tôi đã sử dụng chúng nhưng chưa bao giờ mở ra. Một khả năng là tiến tới trống dây trên vít dẫn 0,8 mm để căn chỉnh phần trống của trống với lỗ vào. Họ làm việc!
Transitor

Điều này thật tuyệt, nhưng tôi thực sự nghi ngờ rằng nó sẽ có khả năng chính xác ở cấp độ CNC.
Drew

Độ chính xác cấp độ CNC là gì? Siko , ví dụ, trích dẫn ± 0,15 mm cho phần mở rộng ≤30 m với tốc độ ≤800 mm / giây cho bộ mã hóa của họ.
Transitor

3

Làm thế nào về băng mã hóa tuyến tính từ ? Bạn thường có thể tìm thấy nó và các cảm biến liên quan trên eBay. Băng được mã hóa với các nam châm cực đối diện tại một khoảng cách cố định giữa các cực. Một đầu từ riêng biệt cảm nhận các vị trí cực và nội suy giữa chúng cho độ chính xác cao hơn. Khoảng cách cực tiêu chuẩn trên băng là 1mm và nội suy 10, 25 và 50 bước giữa các cực có sẵn. Các thiết bị điện tử điều khiển đo chuyển động của cảm biến so với băng từ.

nhập mô tả hình ảnh ở đây


3

Tôi ghét phải là người mang tin xấu, nhưng bạn đã vấp phải một trong những vấn đề chính trong gia công: độ lặp lại. Nó không phải là dễ dàng để sửa chữa một cách hiệu quả chi phí.

mã hoá20μmbộ mã hóa

23μmcmm

Tôi đã cố gắng ngắn gọn và chỉ nêu những vấn đề chính. Tôi đã tránh những thứ như vòng bi, hiệu chuẩn, hao mòn dụng cụ, vv Hy vọng điều này có thể chỉ cho bạn đi đúng hướng. Tất cả trong tất cả, để giải quyết những vấn đề này, bạn cần phải chi rất nhiều tiền. Bộ mã hóa một mình đắt hơn máy CNC của bạn.


1
Đừng nói với tôi ý tưởng có lỗ bu lông lớn hơn bu lông được cấp bằng sáng chế ...
user253751 23/03/18

@immibis bằng sáng chế đã hết hạn. Nó từng là loại CMM mà họ đã được cấp bằng sáng chế. Bây giờ mọi người đều có thể sử dụng nó.
110971

2

Nếu bạn tìm các bài đọc kỹ thuật số giá rẻ (DRO), bạn sẽ tìm thấy các bài đọc có cổng dữ liệu. Họ sẽ không chỉ cung cấp dữ liệu qua cổng, mà trên màn hình LCD với các tùy chọn để xóa trục:

https://www.amazon.com/gp/product/B01G5SUZEG/

Chúng có thể được sử dụng làm cảm biến một khi được gắn vào máy của bạn và nếu bạn đọc chúng, bạn sẽ nhận được phản hồi vòng kín cho hệ thống điều khiển của mình, điều này sẽ giải quyết các lỗi lặp lại với độ phân giải lớn hơn nhiều so với mục tiêu 0,1mm của bạn.


1

Khoảng cách lớn này thường được đo (để hiệu chuẩn) bằng cách sử dụng chỉ báo so với thanh tham chiếu. Bạn có thể có được các chỉ số quay số chính xác đến 0,01mm với mức giá hợp lý và bạn sẽ có thể khiến ai đó gia công thanh thép hoặc thanh SS đến 1000mm khá rẻ (hoặc bạn có thể trả 2K + cho thanh tham chiếu đo lường "thực") . Lưu ý rằng thanh sẽ chỉ là 1000mm ở nhiệt độ cụ thể.

(gắn chỉ báo quay số vào trục chính)

Google "đo lường" và bạn sẽ tìm thấy vô số tài liệu về kỹ thuật và sản phẩm.

Bạn cũng có thể thêm các cảm biến cảm ứng vào các đường ray chuyển động ở một khoảng cách cụ thể và xác minh khoảng cách là một phần của quy trình hiệu chuẩn mỗi khi bạn nghiền một thứ gì đó.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.