Щуп для станка чпу.

[Prolog]

Здравствуйте. Подкиньте идею как сделать щуп для сканирования поверхности детали. Щуп должен быть очень чувствительным, срабатывать от малейшего прикосновения, при этом надо "прощупывать" деталь из непроводящего материала. Мне пришло в голову только пьезоэлемент с припаянной иглой или головка от проигрывателя. Может вы что-нибудь посоветуете?

[igor-x]

http://www.thingiverse.com/thing:721620

[Brigadir]

Здравствуйте. Подкиньте идею как сделать щуп для сканирования поверхности детали. Щуп должен быть очень чувствительным, срабатывать от малейшего прикосновения, при этом надо "прощупывать" деталь из непроводящего материала. Мне пришло в голову только пьезоэлемент с припаянной иглой или головка от проигрывателя. Может вы что-нибудь посоветуете?

Данных маловато: а диапазон глубин поверхностей, кои надо прощупать?
Я Вас понимаю: Вам надо просканировать довольно сложную неровность, чтобы автоматически заложить программу для изготовления копии этой детали. Весьма сложная задача, требующая сканирования в 3 плоскостях (деталь обьемная).
Я представляю это так (механика) - щуп подводит к поверхности привод с шаговым двигателем до момента контакта = в память программы записывается 0 - начальная точка. далее начинается подьем(счет шагов двигателя в минус) и передвижение в плоскости и повторное опускание, но уже считает шаги двигателя по момента соприкосновения(плюс N шагов). Создана вторая точка и так долго долго, пока не будет описана кривая по горизонтали Но это всего одна линия....а надо прощупать полметра квадратных в двух направлениях: Х и Y - записывая в память Z
А можно поступить намного проще: (лень искать в Инете станок копировальный). Где без всякого электронного сканирования чисто механически рычаг - сканер, управляет положение рабочего резца/фрезы.
А теперь про контакт острия сканера с поверхностью: есть предложение наклеить на острие сканера тонкую проводящую пленку с минимальным зазором на два контакта - прижимаем = замкнулось. Пленку можно взять (с проводящими дорожками) от пленочной клавиатуры. (дорожки посеребренные - надолго хватит)
.

[arkhnchul]

Я Вас понимаю: Вам надо просканировать довольно сложную неровность, чтобы автоматически заложить программу для изготовления копии этой детали.

ааатнюдь необязательно, даже скорее нет, чем да. Щупы в ЧПУ обычно используются как центро/краеискатели, а так же для сканирования поверхности и построения корректирующей карты высот.

Я представляю это так ...

неправильно)

есть предложение наклеить на острие сканера тонкую проводящую пленку с минимальным зазором на два контакта - прижимаем = замкнулось

пробовали это дело. Низкое разрешение и работает только по одной оси.


По теме: большинство щупов (и именитые renishaw в том числе) устроены примерно так же, как штуковина по ссылке от igor-x - качающаяся площадка с тремя замыкающими контактами, лежащими на попарно расположенных ответных контактах (обычно шариках или полусферах), к которой прикручен собственно щуп. Группы ответных контактов соединены последовательно. В нормальном положении цепь замкнута, при отклонении щупа в любом из направлений размыкается.

[Brigadir]

arkhnchul,Пусть Автор ответит: что надо щупать?

[arkhnchul]

если нужно получить модель детали, то тыкать ее щупом - довольно фиговое решение. Сейчас вагон оптических методов, в том числе с использованием достаточно легко колхозабельных установок.

[Prolog]

Я представляю это так (механика) - щуп подводит к поверхности привод с шаговым двигателем до момента контакта = в память программы записывается 0 - начальная точка. далее начинается подьем(счет шагов двигателя в минус) и передвижение в плоскости и повторное опускание, но уже считает шаги двигателя по момента соприкосновения(плюс N шагов). Создана вторая точка и так долго долго, пока не будет описана кривая по горизонтали Но это всего одна линия....

Станок токарный поэтому надо прощупывать по одной оси с шагом 0.1мм и точностью в одну сотку. Программа всё это умеет. Здесь дело в другом. на некоторых участках щуп получается под большим углом по отношению к детали, идет боковая нагрузка, а надо обеспечить четкое срабатывание при малейшем касании.

[arkhnchul]

ну вот обычный шариковый щуп должен сойти для такого.

а что за материал такой не токопроводный, для которого аж в сотку точность нужна?

[Prolog]

Дорогущие декоративные автомобильные диски покрытые толстым слоем керамического материала. Сначала сканируется готовый диск и затем на заготовке в точности повторяется т.е. срезается слой керамики. На выходе должна получаться чуть-ли не зеркальная поверхность без каких либо ступенек, перепадов, полосок и т.д. Обрабатывается алмазом.

[Serj66610]

стальная игла впаянная в латунную "бобышку",которая второй стороной припаяна в пружинке от шариковой ручки,жесткость пружинки(или вес "бобышки") подбираются так,что-бы исключить "прогиб" под тяжестью "рычага"....."бобышка"-внутри пластикового каркаса,вокруг-контурная катушка,она-к генератору.
Второй генератор на точно такой-же оправке и рядом(что-бы исключить температурный "дрейф" частоты)-сигнал с обоих генераторов(выполненных на одном корпусе микры для "синхронизации" и захвата частот)-на "сумматор"....при одинаковой частоте обоих генераторов-на выходе-ноль(ну или инверсный сигнал)....при изменении положения иглы и как следствии геометрии "бобышки" в контурной катушке-просходит "срыв" синхронизации обоих генераторов,в виду значительного ухода частоты одного из них....как следствие-на выходе появляется частота "биений" низкого уровня(единицы-десятки герц)-которая выпрямляется диодом и подается на любое "пороговое устройство"(компаратор,триггер,усилитель и т.д.),сигнал с которого становится логическим нулем или единицей(цифра).....частоту генератора желательно "задрать" до нескольких МГц......ну или "юзать" ферритовую "бобышку"....но с ней точность может быть хуже и давать погрешность при "прорисовке" металлических изделий....особенно если они намагничены.

P.S. гены можно собрать и на транзисторах....как в обычном металлоискателе.....в иннете "гуляет" уже готовая схема...питается от 1,5в батарейке,на выход-микру логики для "оцифровывания" биений....все можно уместить в объем маркера(ну по крайней мере у меня так выходило).

[Prolog]

Таксс, это уже интереснее. Бобышка закрывает обе катушки? И как синхронизируются выходы генераторов? Можете нарисовать примерную схему?

[Serj66610]

http://radioskot.ru/forum/14-2610-1 делал по этой схеме....очень понравилась чувствительность....единственный ньюанс-это катушки должны быть высокодобротными.
Аналогичные схемы имеются и на МС....но в них зона "захвата"-шире....чувствительность может оказаться недостаточной.

нет,бобышка(со щупом) находится только в одной катушке....вторая катушка-абсолютна идентична первой....с такой-же бобышкой(но с возможностью регулировки)....находится рядом(но без взаимного влияния!)...синхронизируется два генератора за счет наводок по проводам питания и ЭМ волнам....синхронизация-небольшая(на частотах в 400кГц "зона захвата"-порядка нескольких герц(до 10).
Выходной сигнал-полноценный! можно ставить лог. элемент и "оцифровывать"....единственное-нужно смотреть быстродействие(скорость считывания)-если она низка-то ставить "тормоз" входного сигнала(полевик(параллельно выходу гена) +RC цепочку в затвор,на время "тормоза-миллисекунды/микросекунды)........ну,или одновибратор по выходу(что-бы комп не прорисовывал прямую там,где всего-лишь точка).

[arkhnchul]

а можно примерную картинку механизма? довольно любопытное описание. Повторяемость как достигается?

[сэм53]

Рычаг с пружиной . С одного конца игла измерительная. Второй конец упирается в кварц. пластину. Кварц работает в генераторе. Перемещение (давление) изменяет частоту кварц. генератора. Далее на измеритель.

[Virtue]

Такая схема используется в датчиках-измерителях давления, как преобразователь перемещения оно не подходит, хотя можно извратиться с ленточными актюаторами.

МРБ №375 Емкостные и индуктивные датчики
И Библиотека автоматики Индуктивные преобразователи перемещений с распределенными параметрами http://mirknig.su/knigi/apparatura/9377 ... trami.html

там подробно описывается расчет индуктивных преобразователей линейных перемещений.

[Brigadir]

В начале 90 годом помог инженерам решить подобную проблему: настроить точную высоту ножей электрорубанка с точностью до несколько микронов. Рассматривали и индуктивный и емкостный датчики измерения небольших расстояний. Я предложил оптический: для Вашей проблемы это подвижной шток (щуп) описывающий поверхность исследуемой детали. Противоположный конец щупа перекрывает частично направленный световой поток проецируя на приемной панельке ПЗК (фотокамера) границу света и тени. Перемещение в 1 микрон можно увеличить и в 10 и 100 раз (фотоувеличитель).
А безконтактным способом с помощью луча можно измерять и микронные биения внешнего края вращающегося колеса.
Впрочем этого и добились, измеряя вибрацию вращающегося вала с ножами электрорубанка и без нагрузки и при строгании различных материалов (различной твердости).

[igor-x]

ну вы намудрили... катушки ,,, кварцы... фотоувеличители, фотоумножители ... - причем все это имеет свою определенную неточность.
А задача все то навсего - определить есть касание или нет. Так вот треугольник как раз и работает в режиме Да-Нет и на скошенных поверхностях тоже. макет собрать и проверить как он сотки ловит(использовать микрометр) -
это проект выходного дня

[Prolog]

Я собираю все варианты, какой окажется точнее тот и оставлю. Если есть ещё идеи - говорите, не стесняйтесь

[abc]

Полезно иногда на специализированные форумы сходить, а не колхозить что-то, да еще и под "дорогие диски с керамическим покрытием".
Все уже давно разжевано и выплюнуто, вот более "продвинутая" версия того, что давал igor-x : http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=41&t=7139

[Prolog]

Во первых это центроискатель (работает в основном на боковые нагрузки). Во вторых для работы нужен специальный софт, который хрен знает как сопрягать со станком. Просто два провода не выведешь. В третьих штука ну очень не дешевая.