Хаягдалаар хийсэн CNC тэжээлийн хурд хэмжих хэрэгсэл: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

CNC машин дээрх тэжээлийн бодит хэмжээг хэмжихийг хүссэн хүн байсан уу? CNC -ийн ажил дууссаны дараа тээрэмдэх хэсэг нь бүрэн бүтэн байх хүртэл үгүй ч байж магадгүй … гэхдээ тэд байнга эвдэрч эхлэх үед үүнийг судлах цаг болжээ. Энэхүү зааварчилгаанд та CNC машины бодит тэжээлийн хэмжээг тодорхойлох даалгаврыг дагаж болно. Энэ нь хэвлэгчийн урвуу инженерийн хэсэг, arduino програм хангамж, PC програм хангамж, хамт ажиллагсдынхаа тусламжтайгаар олж авсан үр дүн, хогийг эрдэнэс болгон хувиргах болно.

Алхам 1: Төслийг ажиллуулахад ашигласан материал, багаж хэрэгсэл, төхөөрөмж

Би үүн дээр ажиллаж эхлэхдээ бидэнд хэрэгтэй зүйлсийн товч жагсаалтыг гаргасан.

• принтерийг тээвэрлэх механизмыг задалсан
• Үүнийг засах гар багаж
• гагнуурын төмөр, гагнуур, утас
• мултиметр
• осциллограф эсвэл логик анализатор - энэ нь огт шаардлагагүй юм
• цахилгаан хангамж
• микроскоп
• Arduino nano + pinout
• Arduino IDE, Visual Studio 2008 Express + MS Charting хэрэгслүүд суулгасан компьютер
• (MPU6050 - Би үүнийг ашиглахгүй болсон)
• яаж хийхээ мэдэхгүй байгаа бүх зүйлээ хайж олоход бэлэн байна

Эхэндээ би MPU6050 самбар нь гурван тэнхлэг дээрх тэжээлийн хэмжээг нэг дор хэмжих боломжийг олгоно гэж бодож байсан. Дотор нь акселерометр байгаа тул акселерометрийн өгөгдлийг нэгтгэх нь надад хүссэн утга болох тэнхлэг бүрийн хурдыг өгөх болно гэдэгт би итгэлтэй байсан. Цуваа монитор дээр түүхий өгөгдлийг харуулсан Arduino хэсгийг татаж аваад өөрчилсний дараа би Visual Studio дээр өгөгдлийг боловсруулдаг жижиг компьютерийн програм бичиж, илүү хялбар тайлбарлахын тулд хүснэгтэд зурсан. Би Visual Studio C# Express 2008 болон диаграмын хэрэгслүүдийг хоёуланг нь татаж авах шаардлагатай болсон.

Хэсэг хугацааны дараа код бичиж, сериал харилцаанд хэрэгтэй бүх зүйлийг хайж олсны дараа би тооцоолсон утгыг олж авсан боловч юу хийсэн ч ашиглах боломжгүй байсан. Жижиг боловч гэнэтийн хөдөлгөөнүүд асар их огцом өсөлтийг бий болгодог бол урт удаан аялал нь чартад харагдахгүй байв. MPU6050 -ийг хоёр өдрийн турш цохиж дууссаны дараа би эцэст нь бууж өгч, өөр зүйл рүү хандлаа.

Алхам 2: Хийх шаардлагатай техник хангамжийн зүйлс

Урвуу инженерчлэл

Мэдээжийн хэрэг, хэвлэгчийн механизмд түүний шинж чанарыг тодорхойлоход ашиглаж болох эд ангиудын дугаар байхгүй байсан тул хүссэн газартаа хүрэхийн тулд жаахан урвуу инженерчлэл хийх шаардлагатай байв. Механизм ба электроникийг сайтар судалж үзээд хамгийн түрүүнд оптик мэдрэгчийн тээглүүрийг тодорхойлох ёстой гэж би шийдсэн. Үүнийг бүхэлд нь Arduino руу холбохын тулд үүнийг хийх ёстой байв. Би хар хуванцар хэсгийг задалж, ПХБ-ийг гаргаж аваад мэдрэгчийг шалгаж үзэхэд дээр нь ROHM RPI-2150 бичигдсэн байв. Энэ нь намайг аз жаргалтай болгосон, мэдээллийн хуудас олох болно гэсэн найдвар өндөр байсан. Харамсалтай нь энэ бол хуучин эсвэл өөрчлөн тохируулсан хэсэг юм - вэб хуудаснаас хаана ч олж мэдэх мэдээллийн хуудас байгаагүй. Энэ нь би асуудлыг өөрийн гараар авах ёстой гэсэн үг юм: эдгээр мэдрэгч нь ихэвчлэн хэт улаан туяаны LED, дотор нь хоёр гэрэл транзистортой байдаг гэдгийг мэдээд би мултиметрийг авч диод хэмжих горимд оруулаад зүү хооронд хэмжиж эхлэв.

Цахилгаан тээглүүрийг ихэвчлэн олоход хялбар байдаг - тэдгээр нь конденсатортой байх бөгөөд ихэвчлэн ПХБ -ийн өргөн ул мөртэй холбогддог. Газрын ул мөрийг ихэвчлэн дуу чимээ гаргахаас зайлсхийхийн тулд олон дэвсгэрт холбодог.

Гэсэн хэдий ч оролт, гаралтын тээглүүр нь тийм ч энгийн зүйл биш юм. Диодоор хэмжихдээ тоолуур нь урагшаа хүчдэлээ нэг чиглэлд харуулах бөгөөд нөгөө талдаа хэт ачаалал (хязгааргүй) харуулна. Би тээглүүр хоорондын дөрвөн диодыг ялгаж чадсан бөгөөд дөрөв дэх диод нь бүрэлдэхүүн хэсгийн тэжээлийн зүүний хооронд яг байсан шиг ямар нэгэн төрлийн zener эсвэл TVS диод байх ёстой гэж би дүгнэсэн. Хэт улаан туяаны ялгаруулагчийг олоход хялбар байсан бөгөөд түүнтэй хамт 89R резистор байсан. Үлдсэн хоёр тээглүүр дээр хоёр диод хэмжүүр үлдээсэн бөгөөд эдгээр нь хоёр хүлээн авагч байх ёстой.

Анхаарна уу: Эдгээр мэдрэгч нь импульсийг тоолох замаар байрлалыг тодорхойлохын зэрэгцээ хөдөлгөөний чиглэлийг тодорхойлох чадвартай байдаг. Эдгээр хоёр гаралтын долгионы хэлбэр нь фазаас 90 ° зайтай байдаг бөгөөд үүнийг тоолох эсвэл тоолох импульс үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Эдгээр импульсийн тоог дагаж хэвлэх толгойн яг байрлалыг тодорхойлж болно.

Ялгаруулагч ба хоёр хүлээн авагчийг байрлуулахад би утсыг нь зүүгээр нь гагнасан тул мэдрэгчийг Arduino -той холбох боломжтой болсон. Үүнийг хийхийн өмнө би мэдрэгчийг 3.3 В хүчдэлээр хангаж, мэдрэгчийн хоорондох зурвасыг хэд хэдэн удаа татаж, гаралт дээрх дөрвөлжин долгионыг ажиглав. Дөрвөлжин долгионы давтамж нь хөдөлгөөний хурднаас хамаарч өөр өөр байдаг бөгөөд хэмжилтийн систем нь одоо Arduino -той холбогдоход бэлэн болсон гэж би дүгнэсэн.

Arduino -ийг холбож байна

Энэхүү шинэ "мэдрэгч" -ийг холбох нь маш хялбар юм. Мэдрэгчийн гаралтыг D2 ба D3 (таслах чадвартай тээглүүр!) Руу холбож, тэжээлийн шугам, кодчилол эхэлж болно.

Алхам 3: Arduino кодчилол

Arduino код нь маш энгийн. Би D2 -ийн өсөн нэмэгдэж буй ирмэгийг харах бүрт гүйцэтгэх функцийг хуваарилсан бөгөөд энэ нь миний хавсаргасан Arduino кодоос гарсан функц юм. Хэрэв та квадрат кодлогч дохиог харвал дараахь зүйлийг харах болно.

• нэг чиглэлд A үе шат нь B үе шат бүрт логик өндөр байдаг
• нөгөө чиглэлд A үе шат нь B үе шат бүрт логик бага байна

Энэ бол миний ашигласан кодлогчийн өмч байсан: өнгөрсөн хугацаа нь D2 -ийг өсөх ирмэг бүрт гүйцэтгэх функцийг гүйцэтгэдэг тул би D3 -ийг өндөр байхад тоологчийг нэмэгдүүлж, D3 -ийг бууруулахад үүнийг бууруулдаг. Энэ нь анхны оролдлогод үр дүнтэй байсан тул би тоолуурын утгыг цуваа дэлгэц рүү илгээсэн бөгөөд принтерийн толгойг босоо аманд зөөхөд энэ нь буурч байгааг ажиглав.

Урт түүхийн товчхондоо, firmware нь давталтын функцэд дараах зүйлийг хийдэг.

1. цуваа хүлээн авах буферийг ирж буй өгөгдлийг шалгадаг
2. Хэрэв ирж буй өгөгдөл байгаа бол '1' эсэхийг шалгаарай
3. Хэрэв энэ нь '1' бол энэ нь компьютерийн програм хангамж тоолуурын утгыг шаардаж байна гэсэн үг юм
4. тоолуурын утгыг цуваагаар компьютерт илгээх
5. 1 -ээс дахин эхлүүлэх.

Үүний тусламжтайгаар бөмбөг одоо PC програм хангамжийн талбайд байна. Үүнд орцгооё!

Алхам 4: Visual Studio C# програм хангамж

VS C# програмын зорилго нь тооцооллын ачааллыг Arduino -аас компьютерт шилжүүлэх явдал байв. Энэхүү програм хангамж нь Arduino -ийн өгч буй өгөгдлийг хүлээн авч, тооцоолж, хурдыг график хэлбэрээр харуулдаг.

Миний хамгийн түрүүнд хийсэн зүйл бол C#дээр цуваа холбоог хэрхэн яаж хийхийг google хийх явдал байв. Би MSDN.com дээрээс маш сайн мэдээллийг олж авч, сайн үлгэр дууриалал авч, дараа нь зүгээр л унших хэсгээс бусад бүх зүйлийг би хаясан. Би COM порт болон хурдыг Arduino-тэй тохируулахаар тохируулаад хэдхэн оролдлого хийгээд цуваа порт дээр ирсэн бүх зүйлийг олон мөрт текст хайрцагт хаясан.

Утга уншсаны дараа би readto & split функцийг ашиглан нэг хэмжилтийг бие биенээсээ болон тусгаарлагч тэмдэгтээс тусгаарлаж болно. Эдгээрийг Диаграмын удирдлага дээр зурсан бөгөөд утгууд дэлгэц дээр гарч эхлэв.

Хэрэв та өөрийн VS хэрэгслийн хайрцганд Chart хяналтыг харж чадахгүй байгаа бол асуудлыг google -ээс хайж шийдлийг эндээс хайж олох боломжтой (хариултын дугаар 1 -ийг хайна уу): холбоос

Хэмжилтийн зарчим

Тооллогын тоо ба толгойны явах зай хоорондын холбоог олохын тулд бид тоолох утгыг тэглэж, хэвлэгчийн толгойг 100 мм гараар хөдөлгөж, тооллогын өөрчлөлтийг ажиглав. Эцэст нь бид дараах харьцааг гаргаж ирэв: 1 тоо = 0.17094 мм.

Бид зайг асууж, дээжүүдийн хоорондох хугацааг хэмжиж чаддаг тул байрлалын өөрчлөлтийн хурдыг тооцоолж, хурдыг тооцоолж болно!

TMR0 -ийн ачаар програм хангамжийн хугацаа 50 мс байдаг боловч эдгээр цаг хугацаа тийм ч нарийвчлалтай биш байгааг бид ажигласан. Үнэн хэрэгтээ, програм хангамжийн хурдыг хэмжсэний дараа бид 50ms нь 50ms биш гэдгийг олж мэдсэн. Энэ нь дээжийг тогтсон интервалд аваагүй гэсэн үг бөгөөд хурдны тооцоо нь мөн тодорхой хугацааны суурийг ашиглах боломжгүй байв. Энэ асуудлыг олж мэдсэний дараа үргэлжлүүлэхэд хялбар байсан: бид зайны зөрүү, цагийн зөрүүг авч, хурдыг D_distance/D_time (D-зай/50ms-ийн оронд) гэж тооцоолсон.

Түүнчлэн, бидний тэгшитгэл нь хурдыг мм/50см -ээр буцааж өгдөг тул толгойг нэг минутын дотор [мм/минут] тутамд хүрэх зайг олж авахын тулд үүнийг 1200 -аар үржүүлэх шаардлагатай болдог.

Тэмдэглэл: Mach 3 CNC тээрмийн хяналтын програм хангамж нь тэжээлийн хурдыг [мм/минут] нэгжээр тодорхойлдог.

Шүүлт хийж байна

Энэ үеэс эхлэн хэмжилтүүд нэлээд нарийвчлалтай болсон мэт боловч хэмжсэн дохион дээр чимээ гарав. Энэ нь босоо ам, босоо амны холболт гэх мэт механик зөрчлөөс үүдэлтэй гэж бид сэжиглэж байсан тул хэмжиж буй зүйлийнхээ сайн дундаж утгыг авахын тулд үүнийг шүүхээр шийдсэн.

Програм хангамжийн нарийн тохируулга

Ажиллах явцад түүвэрлэлтийн хурд болон шүүлтүүрийн хурдыг өөрчлөхийн тулд гүйлгэх зурвасуудыг нэмж оруулав. Мөн газар нутгийг нуух чадварыг танилцуулсан.

Алхам 5: Үр дүн

Тоног төхөөрөмж, програм хангамжийн хэсгүүдийг бэлэн болгосны дараа бид mach 3 + my програм хангамжийн тусламжтайгаар гурван багц хэмжилт хийсэн бөгөөд үр дүнг хавсаргасан зурган дээрээс харж болно. Хожим нь хийсэн туршилтууд нь илүү нарийвчлалтай, шүүлтүүр болон дээжийн хэмжээ нэмэгдсэн. Хэсгүүд нь хэмжсэн хурдыг хатуу улаанаар, дунджыг тасархай цэнхэр өнгөөр харуулав.

Mach 3 нь эдгээр хурдны тохиргоог маш нарийвчлалтай хийдэг юм шиг байна, гэхдээ одоо бид тодорхой мэдэж байна:)

Урвуу инженерчлэл, усыг дарс болгон хувиргах тухай энэхүү богино заавар танд таалагдсан гэж найдаж байна!

Баяртай!