Автоматический намоточный станок

[goldmen8]

Тема плавно перетекла от намоточного станка в 3D принтеры...
... раз возникла темка про часы на ИНках

Потому что ... интересы оказались одинаковые.
"... ходит песенка по кругу
Потому что круглая Земля"

А моталку свою тоже собираюсь усовершенствовать. Надо для "сматывателя" следящую систему сделать, и регулятор натяжения что бы притормаживал. Когда тонюсеньким проводом мотал, чуть не уследишь, рвет на... То витки "закусятся" на катушке (сползут и затянутся) а станочек продолжает мотать, то "от пустится" (ослабнет) и на каркасе ложится без натяга.

[Wladimir_TS]

Для намотки многовитковых катушек на привод вращения лучше ставить коллекторный двигатель с ОС по скорости. (Лучше конечно по моменту - но это жирно). Второе - это стабилизатор натяжения дающий постоянное натяжение проволоки вне зависимости от скорости вращения.

[Ян]

Согласен, может и дорого для кого то. Поверьте, даже в Москве найти такое место трудно, мне повезло. Комплект ШВП с рельсами на 3 оси обошелся примерно в 16 тыс. это с опорами. Правда те ШВП оказались полное дерьмо, шейки били до 0,2 десятки. Купил в Москве, сам переточил. Буду ставить шаговый, и с ними прекрасно работает.
У меня нет бизнеса по производству часов, это просто хобби пенсионера.

[Wladimir_TS]

Это разве ШВП, с такими биениями. Потому они и стоят столько что прецизионные. А китайские небось еще и не каленые и не потому что их не калили, а потому что сталь - говно. Тут на заводе когда-то в прошлой жизни и другом государстве, делали кое какие прецизионные приводы для кое-чего немирного с микронной точностью двигавшие. Так там использовалась металлическая лента шириной миллиметров 20 и толщиной 5 "соток". Увы ныне технология утрачена, оборудование сдано в металлолом, документация про....а.

[Ян]

Вы не поняли, била проточенная шейка под подшипник. Относительно самого ШВП. Я проточил новые, биение максимум сотка, это нормально. ШВП имеют поверхностную закалку, замучился протачивать. Так что не стоит уж совсем хаять китайцев, не из гвоздевой стали сделано. Для домашнего станка нормально.

[*Trigger*]

al1955 писал(а):

Понятно, что станок делался для разового использования и маленьких катушек.
Есть вопрос к автору.
Будет все таки версия с энкодером на валу двигателя ?
Думаю в этом случае можно будет применить двигатель с редуктором и увеличить диаметр наматываемого провода.

Может, и будет, но точно не скоро. В случае использования энкодера требуется полностью изменить алгоритм расчёта перемещения укладчика. Тот алгоритм, который реализован сейчас (разновидность алгоритма Брезенхема), корректно работает только в том случае, если скорость вращения двигателя перемещения укладчика не превышает скорость вращения двигателя намотки, то есть на каждый шаг двигателя намотки приходится не более одного шага двигателя укладчика.

В случае с энкодером похожий алгоритм будет работать только в том случае, если на один импульс с энкодера приходится не более одного шага двигателя укладчика. Если применить энкодер с большим числом импульсов (например, от струйного принтера), то можно сравнительно легко адаптировать алгоритм. А вот если использовать энкодер с несколькими десятками импульсов, то нужно придумать что-то новое. У меня есть некоторые идеи, но это всё нужно хорошенько обдумать.

Вообще, этот станок предназначен в первую очередь для намотки катушек с большим числом витков тонким проводом. Если провод толстый, то обычно и витков не так уж и много, можно и руками намотать.

А на данный момент, кстати, тоже можно использовать редуктор вместе с шаговиком. Скорее всего, при этом понадобится уменьшить дробление шага на драйвере ШД намотки, чтобы выполнялось условие на число шагов. Единственный недостаток такого решения - люфты в редукторе, но для намоточного станка они особой проблемы не представляют.

P.S. Действительно, что-то тема плавно переросла в обсуждение 3D-принтеров, станков с ЧПУ и ШВП с направляющими.

[Ivanoff-iv]

коэффициент умножения/деления легко задать весом импульса энкодера:

Код:

const x,y;
signed int T=0;
interrupt (enc1) {
if (enc1==forvard) T+=x;
if (enc1==revers) T-=x;
}
interrupt (enc2) {
if (enc2==forvard) T-=y;
if (enc2==revers) T+=y;
}
main (void){
while(1){PWMM2=PID(T-0);//ПИД, пытающийся удержать Т близким к 0}
}

Т.е. получим SpeedM2=SpeedM1*x/y
так коэффициент деления/умножения можно менять как в одну, так и в другую сторону.

Добавлено after 7 minutes 16 seconds:
П.С понятно, что это не готовый код, а только описание алгоритма...
по примерно такому алгоритму пока работают мои сервы (как доведу всю конструкцию до собранного состояния - в процессе вылизывания возможно и переиначу - приближу к Ченовской реализации)

[al1955]

Спасибо за ответ. Согласен, если не много витков, то можно и вручную, но на 7 десятке лет уже зрение и руки не те, а хочется еще что то сделать. У меня сейчас китайский DC двигатель с редуктором. вот и хотелось бы к нему приладить пару датчиков используя код Грея для подсчета витков вперед - назад с укладчиком на шпильке с шагом 1 мм. А проект попробую повторить для маленьких трансформаторов.

[*Trigger*]

Ivanoff-iv, Ваше решение, безусловно, интересное, спасибо!

Но в данном случае не будет второго энкодера, и второй двигатель (в Вашей нумерации) останется шаговый. Как в этом случае должен работать ПИД-регулятор? Нужно ведь как-то обеспечить плавное, без рывков, движение укладчика, а также ограничить максимальную частоту импульсов STEP на второй двигатель. Вероятно, выходным сигналом регулятора должна быть скорость ШД, а изменение T на y нужно выполнять по каждому шагу ШД вместо импульсов с энкодера.

Конечно, хотелось бы, по возможности, найти решение без ПИД-регулятора. Возможно, даже ценой снижения мгновенной точности позиционирования. Необходимость настройки коэффициентов регулятора сильно усложнит повторение конструкции. И у меня не будет возможности проверить программу - то, что есть сейчас, можно легко проверить в Протеусе или на реальном МК без механики, а в случае с ПИД так уже не получится, а самого намоточного станка у меня нет.

[Ivanoff-iv]

ну, да так и делать:
if (enc1) Т±=x; //сигнал от енкодера формирует Т
.......
while (1){ //Т толкает мотор...
if (T>=y) {StepM2(F); T-=y;};
if (T<=-y) {StepM2(R); T+=y;};
}

Добавлено after 3 minutes 41 second:
Т не будет успевать сильно вырасти, и поэтому не будет большой частоты работы шаговика... ну... если очень страшно за это, можно ещё делай(t) внутрь цикла поставить, он не даст шаговику крутиться быстро... (но я в нём нужды не вижу)

[*Trigger*]

Так это и есть почти что алгоритм Брезенхема. Сейчас сделано именно так, только x прибавляется или вычитается не по сигналу с энкодера, а на каждом шаге двигателя намотки.

Если x гораздо больше, чем y, то T как раз таки будет сильно расти, и шаги будут выполняться пачками по примерно [x/y] штук. Это именно то, чего я хочу избежать - перемещение укладчика рывками. Задержка тут не спасёт, всё равно будут пачки. Либо её нужно рассчитывать исходя из текущей скорости (частоты импульсов с энкодера). Собственно, это моя изначальная идея. Задержку, судя по всему, тоже надо рассчитывать чем-то вроде Брезенхема, т.к. если просто взять период сигнала с энкодера и умножить на y/x, то получится ошибка из-за целочисленного деления.

[al1955]

Надо наверное попробовать поставить ШД Нема 23 с соответствующими драйверами, а потом будет видно как и что. Правда займет для мена 2-3 месяца на покупку конструкционного профиля и на заказ токарно-фрезерных работ.

[Ivanoff-iv]

*Trigger* писал(а):

Так это и есть почти что алгоритм Брезенхема.

ну вот, уже ничего не придумать... всё уже придумали
какие соотношения х/у планируются?
какие допустимы отклонения?
насколько часты сигналы с энкодера?
(попробую управляющий код накидать)
чтобы не напрягать АЛУ делением, можно оперировать не скоростью, а периодом импульсов (это для ограничения рывков)
и менять этот период (добавлять или убавлять в зависимости от требований) на какую то часть. (например T+=((T>>4)+1);)

Добавлено after 1 hour 17 minutes 10 seconds:
Погоди.... а намотка тоже шаговиком? и от этого же мк?
тогда всё вообще просто становится...
int (timer){
T1+=a;
T2+=a;
};
.....
while(1){
if (T1>=x) {StepM1(F); T1-=x;};
if (T2>=y) {StepM2(F); T2-=y;};
};
один мотор вращается со скоростью a/x, второй - a/y... отношение скоростей вращения моторов будет x/y.

[leks]

А какой крутящий момент нужен на валу? Может проще взять более дорогой шаговик, а не усложнять кинематику и программное обеспечение?
Конечно, есть топик-стартер и это его проект, но может имеет смысл расписать ТЗ?
В процессе обсуждения получится что-то универсальное, пригодное к повторению и востребованное многими.

Если посмотреть на малые промышленные станки, то параметры, усредненно, провод 0,05-0,5мм, длина намотки 100-120мм, диаметр аналогично, около 100мм.
При бОльшей длине уже добавляется задняя бабка, да и мотор помощнее требуется.

P.S. Шаговики Nema23 до 3 Ньютон-метров, а Nema34 уже до 12 Ньютонов.

[Ян]

На мой взгляд нынешней функционал вполне оптимален. Все нужное в электронике есть. Кому нужно мотать большие трансы толстым проводом, могут поставить более мощные шаговики с соответствующими драйверами.

[serg170]

А,какой вал и с каким шагом применен в станке,чтоб не менять конфиг прошивки?

[leks]

serg170 писал(а):

А,какой вал и с каким шагом применен в станке,чтоб не менять конфиг прошивки?

Судя по софту, шаг 1мм.

Кстати, Ян, а если для укладчика применить шарико-винтовую пару с шагом 4мм/оборот? Никаких подводных камней в таком изменении конструкции нет?

[Ян]

У меня и в прошивке шаг 1мм. Но поменять шаг легко

Код:

#define GUIDE_SCREW_PITCH 100 //in 0.01 mm units

[serg170]

Да,а как отредактировать прошивку,с помощью какой программы?Если у меня шаг винта 2 мм?

Добавлено after 46 minutes 33 seconds:
Я так понимаю,что #define GUIDE_SCREW_PITCH 100 нужно поменять на 50?

[*Trigger*]

какие соотношения х/у планируются?
какие допустимы отклонения?
насколько часты сигналы с энкодера?
(попробую управляющий код накидать)
чтобы не напрягать АЛУ делением, можно оперировать не скоростью, а периодом импульсов (это для ограничения рывков)
и менять этот период (добавлять или убавлять в зависимости от требований) на какую то часть. (например T+=((T>>4)+1);)

Эти параметры зависят от механики станка. Отношение скоростей моторов (скорости измеряются в числе импульсов на один оборот, импульсы - это сигнал энкодера или шаги ШД):
SpeedM2 / SpeedM1 = x /y = spacing / screw_pitch * M2_steps / enc_pulses.
spacing - шаг намотки, пусть будет от 0,01 до 1 мм
screw_pitch - шаг винта, от 1 до 4 мм (больше вряд ли надо)
M2_steps - чиcло микрошагов двигателя укладчика на один оборот, от 200 до 200 * 16 = 3200
enc_pulses - число импульсов с энкодера на один оборот катушки, от 20 до 40

Значения "среднестатистические", просто, чтобы прикинуть.

Итого получается x/y от 0,0125 до 40. Весьма широкий диапазон.

Двигатель намотки вращается со скоростью до 5 об/сек. Поэтому частота импульсов с энкодера небольшая, и вполне можно использовать деление. Но нужно как-то обеспечить точность и повторяемость перемещений. Особенно важно, чтобы при смене направления движения укладчика он возвращался точно в исходное положение поле того же числа оборотов катушки.

Погоди.... а намотка тоже шаговиком? и от этого же мк?
тогда всё вообще просто становится...
...
один мотор вращается со скоростью a/x, второй - a/y... отношение скоростей вращения моторов будет x/y.

Намотка шаговиком как раз реализована в той программе, что есть сейчас. Нужно придумать алгоритм для того случая, когда намотка осуществляется коллекторным двигателем, а информацию о положении катушки МК получает с энкодера.

Что-то мне подсказывает, что нормального решения без ПИД-регулятора тут не найти. Может, действительно стоит взять более мощный ШД, и при необходимости добавить ещё и редуктор (например, 1:8, уменьшив при этом микрошаг на драйвере)?