Намоточный станок на шаговиках

[a139st]

Приветствую Всех!
Есть желание сделать намоточный станок для трансформаторов, дросселей. Думаю буден полезен для многих форумчан.
Видел описание подобной конструкции: http://www.radiokot.ru/lab/hardwork/12/
Там привод механический.
А что если для такой конструкции приспособить шаговики, и управление сделать на микроконтроллере или программой с компьютера.
Один шаговик крутит катушку, а второй перемешает каретку, укладывает провод.
Идея ещё такая для шаговика который крутит катушку чтобы можно было указать какое количесто оборотов сделать, а двигателю укладчику указать какой диаметр провода, чтобы обмотка получилось виток к витку.
И конечно же считать количество витков.
Может у кого есть идеи или какие ни будь наработки?
С механикой я разобрался бы вот только с микроконтроллерами знаком только на уровне повторения готовой схемы.

[Кислый]

Самое сложное тут - это механика. У самого были мысли сделать такой.

[Brigadir]

Для привода приемной катушки шаговик просто глупо использовать, а вот для укладки витков - полезно. И шаг подачи можно решить чисто программно(для того он и шаговый).

[a139st]

Наверное можно для привода приспособить колекторный двигатель, тогда для него нужно и нужно обеспечить подсчёт количества оборотов и связать его с шаговиком укладчиком и регулировка скорости вращения. Я думаю добиться равномерного натяжения при укладке с шаговиком на приводе будет проще. Плавно разогнать шаговик легче.

У кого ещё есть мыслы?

По поводу механики вот пример:

[Murav]

Я делал примерно такой станок.
Привод катушки у меня - вручную, а определение угла поворота(для управления шаговиком направляющей и подсчёта числа витков) - на основе инкрементального энкодера.

Если интересно, выложу схему и прошивку для контроллера.

Один шаговик крутит катушку

Крутить катушку лучше либо вручную либо электромотором с редуктором(со стабилиацией оборотов энкодером). Шаговик не сможет обеспечить ни нужное усилие ни равномерность этого усилия.

Я думаю добиться равномерного натяжения при укладке с шаговиком на приводе будет проще.

Равномерность натяжения зависит в первую очередь от конструкции механизма натяжения проволоки.

Плавно разогнать шаговик легче.

Быстро вращать катушку не получится - жёсткости конструкции не хватает, чтобы под большим усилием направляющий проволоку механизм не уходил сильно вбок(как результат - витки ложаться не рядом, а друг на друга). А на малой скорости плавный разгон особенно не нужен.

[a139st]

Если интересно, выложу схему и прошивку для контроллера.

Конечно интересно. Если не трудно выложи пожалуйста.
Какой шаговик использовали, и какой винт на укладчике? Как подбирается диаметр проволки?
Было бы неплохо увидеть фото станка.

[Murav]

Конечно интересно. Если не трудно выложи пожалуйста.

Вот.
Там два основных экрана - экран движения каретки(кнопка 0 - поиск нулевого положения, её нужно нажать после включения, 1,2,4,5,7,8 движение влево-вправо по 0,1мм, 1мм и 1см) и экран намотки(1,2,3 - управление направлением движение каретки - влево, на месте, вправо, 4 и 5 - уменьшение/увеличение числа витко на один шаг и движение каретки, 6 - пауза намотки, 7-экран изменения диаметра проволоки, 9-экран изменения числа витков). Переключение между ними кнопкой *. Кнопкой # - вход в основное меню. Там 4-установка числа импульсов энкодера на оборот, 7 - экран поворота ШД, 8 - два экрана изменения калибровки ШД(шагов на мм и число шагов люфта), 9 - индикация работы энкодера(там же задаётся положительное направление).
Выход из этих экранов - *(в том числе из главного меню), сохранение изменений и выход - #.

Какой шаговик использовали

Шаговик - MOTS1, первый попавшийся(он с редуктором). Мощности у него правда хватает ели-ели.
Прошивка сделана под униполярный шаговик, а последовательность следования обмоток можно поменять(кнопка 3 на экране поворота шаговика).

, и какой винт на укладчике?

Каретка у меня ходит на двух направляющих(оси диаметром четыре-пять миллиметров от чего-то), а двигается ниткой, с одной стороны перекинутой через колесо на ШД(при этом она скорее порвётся, чем проскользнёт), а с другой колесо - натянуто винтом.

Было бы неплохо увидеть фото станка.

К сожалению, сделать фото нечем.

[a139st]

Murav Спасибо !

[a139st]

Ещё у кого есть подобная конструкция?

[Robinkzn]

Стройю подобный станок. На укладчике биполярный шаговый двигатель от принтера hp. Драйвер у меня на рассыпухе.

s640x480.jpeg

(60.58 КБ) 1656 скачиваний

Все параметры импульсов задаются МК. Ребята подскажите как лучше сделать, какую последовательность импульсов использовать, чтобы получить максимально мелкий шаг. Также незнаю временные параметры. Сейчас длительность импульса 4мс, последовательность следующая управления:
а1 + - - -
b1 - - + -
a2 - + - -
b2 - - - +
При добавлении паузы между шагами уменьшилось число импульсов на оборот, чем объяснить?

По поводу привода, там двигатель постоянного тока с редуктором. Скорость регулируется изменением напряжения. Для этого к МК подключен дешифратор из кода 1248, который включает соответствующие резисторы в стабилизатор напряжения. Всего получается 10ть скоростей. Счетчик витков на оптических парах из старой мыши с шариком. Привод возможно буду реверсировать, собственно по той же схеме можно сделать что и драйвер на биполярник.

[Murav]

Для управления ШД у меня используется микрошаговый режим. На обмотки подаётся ШИМ с требуемым коэффициентом заполнения, который расчитывается(по табилице синусов размером 64байт) на основе требуемого положения. Работают всегда две соседние обмотки.
Соответсвенно при движении на обмотки подаются положительные полуволны синусоид(сейчас частота этих синусоид - 61,03515625 Гц). Положение ШД у меня храниться в виде 32-битного числа.
Последовательность переключения обмоток у меня переключается(всего вариантов - 6) - это было нужно, чтобы выяснить расположение обмоток. Для биполярного ШД такое переключение тоже желательно сделать - там вариантов всего два.

Линейное положение каретки(в 1/100 мм) переводится в положение ШД умножением на число шагов на миллиметр(которое выясняется при калибровке). Так же учитывается люфт ШД, чтобы можно было двигать каретку в обратную сторону, не теряя положение.

Драйвер у меня на рассыпухе.

Не знаю уж что там делать на рассыпухе - микросхем для моста вполне достаточно. Например L293 и L298.

При добавлении паузы между шагами уменьшилось число импульсов на оборот, чем объяснить?

Скорее всего ШД не успевал повернуться. В нормальном режиме работы такого быть не должно.

По поводу привода, там двигатель постоянного тока с редуктором. Скорость регулируется изменением напряжения. Для этого к МК подключен дешифратор из кода 1248, который включает соответствующие резисторы в стабилизатор напряжения. Всего получается 10ть скоростей.

Гораздо проще управлять ШИМ-ом с контроллера - при этом можно обеспечить более плавную регулировку. А обратную связь по скорости взять с энкодера, который считает витки.
Если не использовать реверс, то хватит одного транзистора, а если использовать, то можно использовать L298(оба канала при этом запараллелить).

Счетчик витков на оптических парах из старой мыши с шариком.

Лучше взять готовый механический энкодер - энкодер мыши при неточностях консктрукции очень любит уходить в сторону и как результат витки не считаются.

[Robinkzn]

Линейное положение каретки(в 1/100 мм) переводится в положение ШД умножением на число шагов на миллиметр(которое выясняется при калибровке). Так же учитывается люфт ШД, чтобы можно было двигать каретку в обратную сторону, не теряя положение.

В этом плане мне проще, у меня шаговик вращает резьбовой вал с шагом 1 мм. Люфт будем учитывать.

Не знаю уж что там делать на рассыпухе - микросхем для моста вполне достаточно. Например L293 и L298

Действительно, но у нас их нет в продаже, только под заказ. Я решил не ждать, а собрать на том что есть. По функционалу тоже, только нет обратной связи с ШД.

Гораздо проще управлять ШИМ-ом с контроллера - при этом можно обеспечить более плавную регулировку. А обратную связь по скорости взять с энкодера, который считает витки.
Если не использовать реверс, то хватит одного транзистора, а если использовать, то можно использовать L298(оба канала при этом запараллелить).

По поводу привода, у меня индикаторы семисегментные, на одном будет отображаться скорость привода. Так что больше 10ти скоросте мне не надо в принципе. И импонирует, что буду задавать вручную ступени, подстроечниками.

Лучше взять готовый механический энкодер - энкодер мыши при неточностях консктрукции очень любит уходить в сторону и как результат витки не считаются.

с оптопарами от мыши бед я не жду так как будет использоваться только один фотодиод из каждой оптопары. оптопар задействую три. Скорость привода контролировать особого смысла не вижу.
Сейчас вот потыкались есче. Вроде нет ошибки. 12 шагов на оборот. Попробовали половинный шаг, не прошло, где то ошиблись видимо. Печально. Видимо тоже надо будет делать с ШИМ. Исходя из частоты которую Вы указали, на один шаг, у Вас по времени 12мс?

[Murav]

Так что больше 10ти скоросте мне не надо в принципе.

Если делать просто ограничение мощности, то скорее всего возникнут проблемы со стабильностью оборотов и натяжения проволоки. Хотя редуктор вполне возможно решит эту проблему.
Высокую скорость намотки получить вряд ли получится - максимум 1-2 витка в секунду. Если станок не достаточно точный(в первую очередь механизм натяжения проволоки), то нужно следить, чтобы витки не ложились не туда, а это быстро делать не получается.

И ещё одна проблема, которая возникнет с натяжением - при намотке нескольких слоёв витки очень любят провалиться в предыдущие слои или, если сделать натяжение меньше, ложиться друг на друга. Особенно это проявляется на больших прямоугольных каркасах, где за раз ложится целая сторона прямоугольника и уже намотанные витки не помогают направить проволоку куда надо.

Так что больше 10ти скоросте мне не надо в принципе.

Те же 10 скоростей вполне можно сделать и на ШИМ - достаточно задать в прошивке эти десять уровней и переключаться между ними.

И импонирует, что буду задавать вручную ступени, подстроечниками.

А то что придётся много паять не мешает?

с оптопарами от мыши бед я не жду так как будет использоваться только один фотодиод из каждой оптопары. оптопар задействую три.

Главное, что глубина щелей небольшая и при отклонении оси колеса счётчик перестаёт считать импульсы(как результат - сильно снижается точность подсчёта числа витков). И счётчик обязательно нужно делать на двух датчиках, дающих квадратурный сигнал(и соответственно считать не просто число фронтов, а запоминать предыдущее состояние датчика). Так же нужно обязательно делать счёт назад(это нужно как для того чтобы отсекать помехи, так и для того чтобы можно было при необходимости отмотать катушку обратно).
Если нет готового энкодера, то можно сделать механический энкодер самому из текстолита и трёх контактов.

Исходя из частоты которую Вы указали, на один шаг, у Вас по времени 12мс?

Частоту я подбирал эксперементально. При движении с большей скоростью уже возникали пропуски шагов при начале движения(ШД у меня достаточно маломощный).
При намотке у меня при каждом импульсе происходит сдвиг каретки рывком с максимально возможной скоростью(всего импульсов на оборот у меня 16, так что линейный шаг очень мал). Так же необходимо обязательно учитывать, что шаг получается не целым и раз в несколько шагов нужно делать шаг на единицу длиннее.

[Robinkzn]

(всего импульсов на оборот у меня 16, так что линейный шаг очень мал). Так же необходимо обязательно учитывать, что шаг получается не целым и раз в несколько шагов нужно делать шаг на единицу длиннее.

Вот принципиальный момент. У меня импульсов линейных на оборот 12. Вчера взял шаговик на рынке от дисковода отечественного. Он униполярный. И число шагов на оборот больше. Попробую его.

[Murav]

Импульсы я имел в виду от энкодера, а не для ШД. Сам шаговый дивгатель у меня с редуктором, поэтому полный оборот у него на сколько я помню - 512 шагов. А на 1мм у меня приходится 3690 микрошагов(один микрошаг = 1/64 обычного шага) и при этом люфт - 1834 микрошага.

[kris95]

У мужика, VRI-CNC, который в нете очень известен, была на сайте сатья и БЕСПЛАТНАЯ программа. Там использовали шаговики.
Вам надо только найти программу и всё.

[kris95]

Для привода приемной катушки шаговик просто глупо использовать, а вот для укладки витков - полезно. И шаг подачи можно решить чисто программно(для того он и шаговый).

Ну это вы наврали, батюшка. У шаговика в этом плане много плюсов:
-на низких оборотах и без редуктора хороший момент
-не надо городить энкодеры и обратную связь.
- в интернете есть готовая программа для такого станка и рассчитана она под шаговик.

[Robinkzn]

Импульсы я имел в виду от энкодера, а не для ШД. Сам шаговый дивгатель у меня с редуктором, поэтому полный оборот у него на сколько я помню - 512 шагов. А на 1мм у меня приходится 3690 микрошагов(один микрошаг = 1/64 обычного шага) и при этом люфт - 1834 микрошага.

Супер. У меня роль редуктора будет выполнять резьбовой вал. Мне бы хотя бы больше 50ти шагов на оборот С ШИМ заморачиваться жутко не охото.

[Brigadir]

Для привода приемной катушки шаговик просто глупо использовать, а вот для укладки витков - полезно. И шаг подачи можно решить чисто программно(для того он и шаговый).

Ну это вы наврали, батюшка. У шаговика в этом плане много плюсов:
-на низких оборотах и без редуктора хороший момент
-не надо городить энкодеры и обратную связь.
- в интернете есть готовая программа для такого станка и рассчитана она под шаговик.

Зачем энкодеры, зачем обратная связь? Если задача состоит в простом вращении приемной катушки с подсчетом оборотов(здесь простые 2 контакта справятся). Но вращать катушку - нужна сила и без редуктора не обойдешься. Ну если модно ставить для этой цели шаговый = да ради Бога, только он требует сложной схемы привода в отличии от ДПТ(на который достаточно подать постоянное напряжение нужной полярности).

[Robinkzn]

Зачем энкодеры, зачем обратная связь? Если задача состоит в простом вращении приемной катушки с подсчетом оборотов(здесь простые 2 контакта справятся). Но вращать катушку - нужна сила и без редуктора не обойдешься. Ну если модно ставить для этой цели шаговый = да ради Бога, только он требует сложной схемы привода в отличии от ДПТ(на который достаточно подать постоянное напряжение нужной полярности).

Да, тут все верно, проще в плане коммутаци использовать двигатель постоянного тока и редуктор, но есть и минусы у данного решения. У меня двигатель плюс редуктор, так вот редуктор шумит и довольно хорошо шумит . Мне интересно, справится ли шаговик с приводом без редуктора. Если так то лучше его поставить.