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
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
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
Tuolta sais noita ASA:n käyttämiä encodereita http://www.renishaw.com/en/6434.aspx (http://www.renishaw.com/en/6434.aspx)
Lainaus käyttäjältä: J.Tuukkanen - 04.12.2008, 08:11:13
Tuolta sais noita ASA:n käyttämiä encodereita http://www.renishaw.com/en/6434.aspx (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 (?)
Mainoksessa puhutaan kaarisekunnin murto-osien tarkkuuksista.. +/- 0.03" nopeuden seurannassa ?
http://www.renishaw.com/media/pdf/en/1160028da0ca4b56979ab79da3ca926b.pdf
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
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
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.
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
Tai sitten vaan yksi lisäkiekko kitkavetoisesti jolla saadaan lisää liikettä aikaiseksi.
Kari
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
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)
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?
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
Lainaus käyttäjältä: jaava - 04.12.2008, 22:46:37
Mutta nopea se ei ole. Nopeutta voi tosin kasvattaa vähentämällä mitta-asteikon tarkkuutta (kasvattamalla mittaviivojen väliä).
Speksien mukaan 5nm tarkkuudella 40Mhz kellotaajuudella nopeus max on 0.135 m/s , eli hidashan se on, mutta 200mm akselin sietää kääntää 4,654 sekunnissa (?) jotta voidaan lukea 5nm tarkkuudella. Ja hittaalla 1Mhz kellolla joutuu ajelemaan 157sek..
Mulle riittäis toi hitaampikin nopeus.
Lainaus käyttäjältä: jaava - 04.12.2008, 22:07:48
Siinä on 2 optohaarukkaa/vapausaste (ovat vaihesiirrossa) sen vuoksi, että voidaan erottaa kumpaan suuntaan pallo pyörii.
"Located in 180° opposition, the two readheads cancel out odd error harmonics, including eccentricity, and compensate for the effect of bearing wander", explained Goggin. "By combining the incremental signals from the two SiGNUM™ readheads and using Renishaw's patented reference mark processing, the DSi appears to the controller as a single, very high accuracy encoder".
Tuosta ymmärsin että parantaisi mekaanisia epätarkkuuksia.
Tässä toinen huippujalusta, jossa suoravetomoottorit. Näin tällaisen livenä viime vuonna Chilessä. Kääntyy tarvittaessa 100 astetta sekunnissa kaarisekunnin tarkkuudella! Ei tarvitse etsintä eikä guideria. Huippunopeutta pitää rajoittaa yleensä siksi että kaukoputki ei kestä moista rääkkiä eikä havaitsijankaan kannata olla kovin lähellä kun jalusta kääntyy täydellä nopeudella. Eräs tämän planeetan parhaista tähtikuvaajista, Stéphane Guisard (http://www.astrosurf.com/sguisard/), ylisti jalustaa kuvauskäytössä.
http://www.astelco.com/products/ntm/ntm.htm
Hintaa jalustalla oli noin 50 kiloeuroa. Sillä saisi jo vähän paremman autonkin.
arto
Lainaus käyttäjältä: oksanen - 05.12.2008, 14:48:15
Hintaa jalustalla oli noin 50 kiloeuroa. Sillä saisi jo vähän paremman autonkin.
Tuo jalusta tekisi vaikutuksen jos sen hinta olisi 2500e !
Ääääh! Tässä haetaan nyt (tai pohdiskellaa onko ylipäätään mahdollisuuksien rajoissa)
Köyhänmiehen
Älllistyttävään
Tarkkuuteen
Kykenevää
Tukevaa
Jalustaa - - jonka vaatimuksena on:
1. Seuranta tarkkuus - alle kaarisekunnin / 10min valotus
2. kantokykyä 50kg...
3. Hinta - pari kiloo... max. 5 kiloo (euroo) silläkin hinnalla saa monta (2-3?) autoa. - ei muuten ole mitään käsitystä mitä nuo suoravedon komponentit maksaa..
Gotoo ja databasee - ei tartte (tähtäimellä pärjää)
Kullattuu liitintä ja Titaani nupikoita - ei tartte
Koko homman perusta on että sais yhden jämäkän (RA) akselin tollasella suoraveto systeemillä pyörähtämään kierroksen 86 164.09 sekunnissa.
Jos akseli on tukeva, niin siihen tekee vaikka puusta haarukan.
Kävis DS kuvaus törkeen helpoks (kiinteällä jalustalla)
Jos näitä foorumin kuvaajien juttuja lueskelee, niin aika monella on juuri seurannan kanssa eniten huolia (säätä ei lasketa) , ja pitkillä - yli 1500mm polttoväleillä harva kuvaa DS kohteita, yksinkertaisesti siksi että laitteiston seurantakyky ei kertakaikkiaan riitä.
Lainaus käyttäjältä: Timppa - 05.12.2008, 17:59:03
1. Seuranta tarkkuus - alle kaarisekunnin / 10min valotus
jos enkooderi ongelmaa helpotetaan niin ettei jalustan tarvitse pyöriä koko ympyrää voisi ehkä 'optical lever' periaatetta käyttää.
(http://www.cellmigration.org/resource/imaging/res_resources_images/afmfig1.png)
paikallaan olevasta laserista säde osoittaa peiliin joka pyörii, liikkuva säde mitataan paikallaan olevalla lateral-effekt fotodiodilla
(www.sitek.se).
1D fotodiodeja näyttää löytyvän 60mm pitkiä, eli jos säteen halkaisija diodilla on vaikka 2mm niin sen paikkaa voisi mitata ~55mm matkalla.
En nyt löydä resoluutio-testejä, mutta luokkaa 1um tarkkudella säteen paikan voi mitata, ehkä hieman paremmin.
jos laser ja diodi ovat paikoillaan ja peili pyörii niin kulma vielä kaksinkertaistuu, ja riittäisi että diodi olisi 10cm peilistä niin saataisiin 1um liike kennolla vastaamaan 1".
miinuspuoli on tietysti että mittausalue rajautuu 55mm:iin kehällä. se on 55000 um, eli 55000" joka pitää jakaa kahdella niin jalusta voisi pyöriä 27500". seurantanopeudella 15"/s tämä vastaisi 1833 sekuntia, eli 30 minuuttia.
eli arvaan että 10minuuttia 1" tarkkuudella seuraavan systeemin saa melko helpolla rakennettua, 30minuuttia ehkä. useita tunteja tai 24h on vaikeampi...
tätä ideaa kun saisi jotenkin jatkettua niin ettei 30min ole raja, ja 'ylimeno' ekasta 30min jaksosta seuraavaan toimisi, niin voisi olla yksi ratkaisu
1D fotodiodi ei pitäisi olla hirmu kallis, tiedän että sitek 2D diodi 10mm x 10mm vahvistinpiirein on noin 600eur.
AW
Blu-ray levyä+lukupäätä voisi ehkä käyttää? 10cm halkaisijalla olevia bittejä jotka ovat 150nm pitkiä mahtuisi kehälle 2 miljoonaa.
http://electronics.howstuffworks.com/blu-ray.htm/printable
kyselin huvikseni normaalin optisen enkooderin hintaa jossa olisi 1 250 000 pulssia kierroksella. Tarkoittaa että jos detektoidaan reunoja saadaan nelinkertainen määrä 4*1250k = 5 milj. mittapistettä kierroksella.
http://www.opticalencoder.com/products.html
esim heidän tuote CP-950-HHC-1250k-D: maksaa $850.-/kpl (yksittäin)
dolllari on halpaa, ja noita jos ostaa läjän niin hinta hieman tippuu, eli kahdelle akselille enkooderit vois olla 1000eur yhteensä.
vielä kun jollain olisi tarkka cnc-sorvi seisomassa ilman töitä jossain niin alle 4-5keur varmaan pysyy materiaalikystannukset. se on sitten toinen asia mihin hintaan tällaista joku firma lähtisi myymään...
tuosta lähtis halvalla yhdelle akselille enkooderi:
http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=110462725615
150mm halkaisija ja ilman interpolointia 23600 askelta kierroksella, interpoloinnilla 1000x enemmän.
mitäköhän nämä maksaa uutena?