Suoraveto seurantaan ?

Aloittaja Timo Kantola, 03.12.2008, 17:15:06

« edellinen - seuraava »

Timo Kantola

Kun nuo ASAn Direct Drive jalustat on niin kalliita (ja speksien mukaan hyviä!):
http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=3153.0

Ja toisaalta stepperivetoiset vaatii kaikenlaista härpäkettä, niin tulin ajatelleksi voisko harrastelija saada aikaan toimivan suoraveto seurannan - tekniikka kuulostaa ihan huomispäivän tuotteelta!:

http://machinedesign.com/ContentItem/62955/Torquemotorsdothetrick.aspx
Timo Kantola

awallin

hieman samanlaisia moottoreita kutsutaan lennokkipiireissä 'outrunner' nimellä. Niissä kelat ovat keskellä staattorissa, ja ympärillä on roottori jossa kestomagneetteja. Niitä rakennellaan ihan itse (no sorvi/cnc-jyrsin jne, on hyvä olla  :cool: ), joten googlaamalla löytyy tästä varmasti lisää.

ongelmallisempi on takaisinkytkennän anturi. jos kulma-resoluutio pitää olla kaari-sekunnin luokkaa, niin niitä olisi 60s/min * 60 min/deg * 360 = 1.3 miljoonaa kierroksella. Normaaleja optisia kvadratuuri enkoodereita ei taida olla tällä pulssimäärällä/kierros. Meillä cnc-koneessa on esim 2000 pulssia/kierros.

Eli pitää käyttää lineaarienkooderia joka kiertää moottorin ulkokehää. Jos vaikka enkooderin resoluutio on 10um eli 0,01mm, niin 1.3 milj. pulssia tulisi jos kehän pituus on 13 metriä! huh, ei taida toimia. (korjatkaa jos laskut ovat väärin!). seurantanopeus on 15 kaari-sekuntia/sekunti joten varmaan 1 kaari-sekunti tai alle olisi enkooderin resoluutio oltava.

Jos joku tietää mitä enkoodereita kaupallisissa jalustoissa käytetään niin kertokaa!

servo-ohjaus ei ole ongelma, esim cnc-koneisiin käytetään EMC2 nimistä real-time linuxin päällä toimivaa softaa. Kun takaisinkytkentäsignaali on olemassa ja löytyy tehoaste joka osaa ajaa moottoria niin EMC2:lla saisi pienellä askartelulla PID-loopilla takaisinkytketyn ohjauksen.  www.linuxcnc.org


Kaizu

Tuo n.13m tarkoittaisi 4m:n halkaisijaa. Enkooderiin voi tehdä kitkavälityksen, vaikkapa 1:10, jolloin kehän halkaisija tulisi jo järkevämmän kokoiseksi.
Artjärven Astrofoxissa enkooderi rullaa n. metrin halkaisijaisen pyörän pinnalla. Vielä ei tosin ole päästy seurantatarkkuutta testaamaan mutta ehkä jo lähitulevaisuudessa.

Kaizu
Kai Forssen

J.Tuukkanen

Tuolta sais noita ASA:n käyttämiä encodereita http://www.renishaw.com/en/6434.aspx
Jari Tuukkanen

awallin

Lainaus käyttäjältä: J.Tuukkanen - 04.12.2008, 08:11:13
Tuolta sais noita ASA:n käyttämiä encodereita http://www.renishaw.com/en/6434.aspx
spekseissä ilmoittavat että renkaaseen on merkitty 20um välillä oleva 'viivoitin'. En oikein ymmärrä miten tuolla päästään kuitenkin kaarisekunti resoluutioon. Onkohan lukupäässä useampi sensori, tai kamera/useampi fotodiodi, joka kuvaa 20um välillä tulevien viivojen paikkaa tarkemmin kuin 20um resoluutiolla.

itse rakentamista ajatellen tuo enkooderi pitäisi varmasti rakentaa itse myös, en olisi yllättynyt jos renishaw:n listahinta on 3 tai 5 keur.

yksinkertaisista ratkaisuista lähinnä tulee mieleen 'optical lever' periaate jota käytetään esim AFM:ssä, eli lasersäde heijastetaan peilistä 2-osaiseen fotodiodiin. näin saadaan suht helposti tarvittava resoluutio, mutta vain pienellä mittausalueella, eli 360-astetta pyörivää mittaria näin ei ihan helpolla rakenna.

joku ehdotti välitystä: tästä tulee varmasti periodista virhettä, enkooderin on oltava suoraan akselilla jotta PECi häviää (?)

Timo Kantola

Mainoksessa puhutaan kaarisekunnin murto-osien tarkkuuksista.. +/- 0.03" nopeuden seurannassa ?
http://www.renishaw.com/media/pdf/en/1160028da0ca4b56979ab79da3ca926b.pdf
Timo Kantola

Kaizu

Ei PE häviä mihinkään sillä että enkooderi kiinnitetään suoraan akselille, jakson pituus vain muuttuu akselin pyörimisnopeutta vastaavaksi. Suoraan tuntiakselilla olevan enkooderin yksi jakso on 24h, yksinkertaisimmillaan seuranta jätättää puoli vuorokautta ja edistää toisen puolen. Työstötarkkuuksista riippuu, kuinka paljon.
Linkissä mainitulla anturilla renkaan riittävän tarkka kiinnitys akselille on haasteellista. Jos metrin rinkulalla keskitys on 0.01mm pielessä, aiheuttaa se maksimissaan 1" virheen kolmessa minuutissa vastaavasti 0.1mm keskeisyysvirheesta tulee 3" minuutissa. Mittauksen jälkeen virheen voi tietysti korjata PEC:llä, jakso vain on 24h.
Paperikoneen teloilla normaali sallittu staattinen heitto on 0.05mm ja niitä pidetään melko tarkkaan työstettyinä kappaleina.
Sileillä, pyöreillä kitkapinnoilla päästään parempaan tarkkuuteen kuin hammaspyörillä. Suuria voimia niillä ei siirretä. Useammat liikkuvat osat tuovat mukanaan lisää virhelähteitä, vastaavasti osien koot pienenevät.

Kaizu
Kai Forssen

Mikko Päivinen

Taitaa olla mulle hieman liian tekninen topicci ja idealleni saa kyllä nauraakkin  :cheesy:
Miksei akselin seuranta nopeutta voisi yksinkertaisesti seurata niin, että laitetaan akseliin vaikkapa 25cm halkaisijaltaan oleva huolella sorvattu teräskiekko jonka pyörintänopeutta seuraisi vaikkapa logitechin laserihiiren tunnistin.

niitähän saa halvalla ja eikös parhaimmissa ala jo tarkkuuskin olemaan melkoinen?

Mikko
Kaukoputki: NexStar 11" GPS.
Kamera: SBIG ST-2000XM
Seuranta: SBIG AO-7
Filtterit: L=Baader IR/UVcut RGB suotimet standardit SBIG.
Filtteripyörä: SBIG CFW-8A

MikkoM

Lainaus käyttäjältä: Kaizu - 04.12.2008, 12:07:44
Linkissä mainitulla anturilla renkaan riittävän tarkka kiinnitys akselille on haasteellista. Jos metrin rinkulalla keskitys on 0.01mm pielessä, aiheuttaa se maksimissaan 1" virheen kolmessa minuutissa vastaavasti 0.1mm keskeisyysvirheesta tulee 3" minuutissa. Mittauksen jälkeen virheen voi tietysti korjata PEC:llä, jakso vain on 24h.

Tuossa tarkimmassa mallissa on 2 anturia vastakkaisilla puolilla joiden tarkoituksena on käsittääkseni eliminoida asemoinnin virheitä.

Kaizu

Lainaus käyttäjältä: Mikko Päivinen - 04.12.2008, 13:16:51
Taitaa olla mulle hieman liian tekninen topicci ja idealleni saa kyllä nauraakkin  :cheesy:
Miksei akselin seuranta nopeutta voisi yksinkertaisesti seurata niin, että laitetaan akseliin vaikkapa 25cm halkaisijaltaan oleva huolella sorvattu teräskiekko jonka pyörintänopeutta seuraisi vaikkapa logitechin laserihiiren tunnistin.

niitähän saa halvalla ja eikös parhaimmissa ala jo tarkkuuskin olemaan melkoinen?

Mikko

IBM:n optinen hiiri reagoi 0.05mm:n liikkeeseen (juuri kokeilin), eli ajatus voisi toimia. Saattaisi vaatia vähän isomman kiekon muttaperiaatteessa kuitenkin.

Kaizu
Kai Forssen

GaryP

Tai sitten vaan yksi lisäkiekko kitkavetoisesti jolla saadaan lisää liikettä aikaiseksi.

Kari
Kari Pulkkinen
Espoo, Finland

Harrastus uudelleen lämpiämässä...

jaava

#11
LainaaTuossa tarkimmassa mallissa on 2 anturia vastakkaisilla puolilla joiden tarkoituksena on käsittääkseni eliminoida asemoinnin virheitä.
Siinä on 2 optohaarukkaa/vapausaste (ovat vaihesiirrossa) sen vuoksi, että voidaan erottaa kumpaan suuntaan pallo pyörii.

Tein iänikuisen vanhalla sarjahiirelläni kokeita lukea matoruuvin akselilta, kuinka tarkasti opto havaitsee haarukkansa väliin tulevan maskin. Siis kuinka toistettava mittauslukema on. "Mittauslukemana" pidin stepperin ohjauspulssien määrää SYNSCAN:ssa. Jo olemattomalla kuormalla kiihdytyksen pitää olla hyvin varovainen jos meinaa selvitä stepperin "luistelematta", mitä ne sitten luistaa kun jalustassa on jarrut kiinni ja putki päällä. Ongelmia kuitenkin tulee, jos jompi kumpi haarukka jää "värisemään" - maski on optojen välissä osittain, mikä tapahtui ainakin tämän hiiren elektroniikalla. Se ei siis sovellu kovin tarkkaan maskin reunan havaitsemiseen.

Laskeskelin, että käyttämäni hiiri pystyisi seuraamaan moottoria (jättämättä pulsseja väliin. Sarjaliikenteen nopeus on 1200b/s), kun se pyörii täydellä nopeudella (moottoriakselilla 2 reunainen maski). Testit on vielä tekemättä, kun tuli muita juttuja väliin. Tarkoitus on katsoa josko siitä saisi paikan mittauksen EQMOD systeemiin.
Eihän tuo ole teknisesti parasta mitä voi saada (inkrementaali, eikä vielä sisällä edes menetelmää löytää jokin tahdistuspaikka, ja tietää moottorin asennon 180 asteen tarkkuudella), mutta taloudellisesti ja DIY-näkökulmasta ihan mahdollinen.

JV
If no Higgs particle exists, we have a revolution in our hands.

awallin

Lainaus käyttäjältä: GaryP - 04.12.2008, 20:26:14
Tai sitten vaan yksi lisäkiekko kitkavetoisesti jolla saadaan lisää liikettä aikaiseksi.

1 kaari-sekunnin resoluution jos haluaa 0,05mm resoluution enkooderilla niin matka on 65 metriä. 1:10 välityksellä 6,5 metriä, eli halkaisija 2 metriä. ei vielä ihan mobiili jalusta...

tosin 0,05mm on samaa luokkaa kuin renishaw:n 20um enkooderi, joten mietin miten saavat aikaan alle kaari-sekunnin seurannan kun 20um vaikka 20cm kehällä tarkoittaa 41 kaari sekuntia...
seurantanopeus on 15"/sekunti, joten 1" resoluutio on ihan sopiva (countteja tulee 15 Hz:llä kun seuranta on päällä)

Timo Kantola

#13
Lainaus käyttäjältä: awallin - 04.12.2008, 22:16:54
tosin 0,05mm on samaa luokkaa kuin renishaw:n 20um enkooderi, joten mietin miten saavat aikaan alle kaari-sekunnin seurannan kun 20um vaikka 20cm kehällä tarkoittaa 41 kaari sekuntia...
seurantanopeus on 15"/sekunti, joten 1" resoluutio on ihan sopiva (countteja tulee 15 Hz:llä kun seuranta on päällä)

Tarkemmin tuntematta mitta-anturin toimintaperiaatetta, mutta voisi arvailla kyseessä olevan nooniusasteikon tapainen järjestely, siinäkin työntömitasta pystyy lukemaan 1/10mm lukemat vaikka mitta-asteikko on vain 1mm välein!
http://fi.wikipedia.org/wiki/Ty%C3%B6nt%C3%B6mitta

Reinshaw ilmoittaa  20 µm mitta-asteikolla saavutettavan - vaatimattoman 5nm lukematarkkuuden - älä kysy miten se onnistuu, pitää kääntyä varmaan insinöörien puoleen.
http://www.renishaw.com/en/6454.aspx

EDIT: Jos tollasta dekooderia rupeaa asentamaan, niin RA laakeroinnissa pitää olla toleranssit kohallaan - lukupään etäisyys mittarenkaasta  0.8 ±0.08 mm.. ei saa olla paljoon klappia laakereissa.  Toisaalta helppoa tehä, kun asennuskuvat on valmiina:
http://www.renishaw.com/media/pdf/en/0780f5b33d544d82aa60fc96de3300eb.pdf

Kukahan kielitaitoinen kysyis mitä tollanen dekooderi kustantais?
Timo Kantola

jaava

Kuukkelilla nopeasti tarkistin litograafisten menetelmien tarkkuuden:
LainaaPentium 4 -prosessorit valmistetaan uudella 90 nanometrin viivanleveyteen yltävällä prosessilla. Tämä on melkoinen saavutus, kun muistetaan, että prosessissa käytetyn laservalon aallonpituus on 193 nanometriä eli yli kaksinkertainen.

Jos mittauskiekon ulkokehään saadaan 90nm merkkejä, niin kamera joka pystyy lukemaan tuota mitta-asteikkoa voi laskennallisesti päätyä alle 90nm tarkkuuksiin. Tiedä sitten millaista mikroskooppilinsistöä ja millaista valonlähdettä se vaatii.

Mutta nopea se ei ole. Nopeutta voi tosin kasvattaa vähentämällä mitta-asteikon tarkkuutta (kasvattamalla mittaviivojen väliä).

JV
If no Higgs particle exists, we have a revolution in our hands.