Как сделать универсальный центроискатель

Vers WL

Как сделать универсальный центроискатель

Данное “Руководство пользователя” относится к модели Vers WL v4.1, выпускаемой в настоящее время. Для моделей Vers WL v.3.1 и ниже “Руководство пользователя” находится по этой ссылке.

Назначение.

Беспроводной центроискатель VersWL предназначен для определения точных координат предметов, установленных на фрезерном станке с числовым программным управлением (ЧПУ) контактным способом.

 ЧПУ система формирует эти координаты в момент касания предмета стилусом VersWL и  использует их для привязки программы обработки к расположению заготовки, для  вычисления длин, диаметров, для поиска центров отверстий и т. д. Прибор может использоваться с различными ЧПУ системами: LinuxCNC, Mach3, встроенными системами на промышленных станках и т.п.

Связь прибора осуществляется по воздуху на частоте 2,4 ГГц с приемником и далее проводом с ЧПУ системой . Передатчик встроен внутрь центроискателя. Приёмник поставляется в комплекте, в виде отдельной платы.

Технические характеристики.

Однонаправленная повторяемость< 0.003 mm
Направления поиска±X, ±Y, -Z
Допустимое отклонение щупа в направлениях XYZ±4mm
Усилие на размыкание датчика по XYmin 0.5H max 0.8Н
Усилие на размыкание датчика по Z
Задержка реакции приемника на сигнал срабатывания центроискателя~ 2 ms
Задержка реакции приемника на обрыв связи по радиоканалу< 0.33 s
Питание центроискателяCR2032   3v
Потребление тока центроискателем0,6mAh
Питание приёмника для WL v.4.0+5v…+12v
Питание приёмника для WL v.4.1+5v…+24v
Потребление тока приёмником (для различных Vin)21 mAh (5v)14 mAh (9v)12 mAh (12v)8 mAh (24v)
Радиус действия радиоканала6 m
Частота радиосвязи2,4 GHz

________________

* Все размеры – для справки. Диаметр шарика (наконечника стилуса) указан ориентировочно, фактически может отличаться от указанного в пределах ±0.01мм, сферическая неравномерность < 0.002 mm.

Функционал: 

-возможность подключения приемника к источникам питания в широком диапазоне +5в…+24в на входе и на выходе (начиная с WL v.4.1),

-возможность выбора различных схем подключения к ЧПУ контроллеру: NPN-PNP, NC-NO,

-аппаратно реализованная возможность объединяться с датчиком инструмента на один общий выход и работать независимо, 

-возможность подстройки поддиапазона частот 2.4гГц,

-возможность задавать режимы сна,

-возможность контролировать сбои радиоприема благодаря отдельно выведенному сигналу ошибок.

-сверхнизкое энергопотребление центроискателя (подробнее см. ниже “Особенности радиоканала”) при реализации непрерывной радиосвязи,

-питание центроискателя от батарейки cr2032 3v, при этом организовано увеличение напряжения на контактной группе до +16v для уверенного смыкания контактов.

-светодиодная и звуковая индикация событий.

Особенности радиоканала:

– задержка в радиоканале при передаче сигнала от нажатия стилуса около 2 миллисекунд,

– обеспечивает нормально-замкнутое подключение центроискателя к приемику (непрерывная радиосвязь),

– надежность нормально-замкнутого контура по радиоканалу обеспечивается протоколом с подтверждением приема и дублированием неподтвержденных данных,

– задержка запрограммированной (на трёхкратное отсутствие подтверждения) реакции приемника на обрыв связи по радиоканалу – меннее 0.33 c, что обеспечивает безопасный поиск на скорости, например, 460мм/мин при ускорении 100мм/c2 (перехали при внезапном обрыве связи на 2.5мм, остановились еще через 0.3мм ).

– сверхнизкое потребление, питание центроискателя от одной батарейки CR2032 3 вольта, потребление тока в режиме бодрствования (усредненное) 0.6mAh,

– Спящий режим 1. Когда центроискатель не используется, автоматический переход в спящий режим через выбранный пользователем интервал времени (переключатель “Время до сна” на приемнике, см. ниже). Нажатие стилуса на 5c выводит центроискатель из сна. Потребление тока в спящем режиме 1 – 0,07 мАч.

– Спящий режим 2. Когда приемник выключили (например, вместе с выключением  станка), происходит автоматический переход центроискателя в Cпящий режим 2.

Короткое автоматическое пробуждение для поиска вновь подключенного приемника будет происходить каждые 15 секунд. Потребление тока в Спящем режиме 2 (усредненное) – 0,01 мАч.

Перед выключением приемника убедитесь, что стилус не нажат (на центроискателе не горит красный светодиод), переход  в сон не произойдет при нажатом стилусе. 

Основными причинами ослабления радиосигнала являются окружающие Wi-Fi сети и близость приемника к крупным металлическим предметам. Не рекомендуется размещать приемник внутри металлических электрошкафов, а также ближе 20см от крупных металлических предметов. Для сосуществования с Wi-Fi сетями предусмотрен выбор  из 4-х поддиапазонов 2.4ГГц радиочастот. 

Подключение.

Комплект VersWL состоит из 2-х приборов: центроискателя и платы приёмника (на фото ниже). Для запуска, сначала нужно включить приемник. При выключенном приемнике включенный центроискатель всегда находится в Спящем режиме 2, пробуждение происходит автоматически в течении 15 сек. после включения приемика. 

Функции переключателей и распиновка разъёма приёмника.

(Для Vers WL v.4.0)

 
↑ свернуть

 

«Время до сна» (Time befor sleep) задает интервал бездействия центроискателя, через который центроискатель автоматически перейдет в Спящий режим 1. Выход из такого спящего режима – удержанием стилуса нажатым 5 секунд.

Имеется важное отличие в работе приемника в зависимости от того, установлено “Время до сна” или выключено (в состоянии переключателей 00). Если “Время до сна” не установлено, то выключение центроискателя или обрыв радиосвязи имеют такой же эффект, как и нажатие на стилус – на выходе OUT приемника появляется сигнал сработки центроискателя.

 Если же “Время до сна” установлено, то выключение центроискателя, или переход в сон,  или обрыв радиосвязи не затрагивают выход OUT, но инициируют выход ERR. Это позволяет продолжать использовать второй подключенный датчик TS.

При установленном  “Время до сна” рекомендуется либо перед каждым измерением осуществлять 5-ти секундное нажатие на стилус для пробуждения, либо организовать проверку сигнала ERR и 5-ти секундное нажатие на стилус делать только при наличии сигнала ERR.

«Радиочастота» (Radio frequency) устанавливает частотный поддиапозон канала 2.4ГГц. Наилучший поддиапазон тот, в котором синий светодиод реже зажигается (синий светодиод – визуальная индикация Сигнала ошибки)

Выход “ERR” – Сигнал ошибки, подключается только как npn-nc, это детектор чрезмерных (более 2 миллисекунд) задержек в радиоканале. Предоставляет возможность отменить некорректное измерение в случае возникновения задержки отклика радиоканала.

  Программная проверка Сигнала ошибки ставится сразу после поиска G38 (linuxcnc), G31(mach3), в случае выявления Сигнала ошибки измерение рекомендуется провести заново.  Основной причиной появления Сигнала ошибки являются окружающие WiFi сети. Для минимизации их влияния предоставлена возможность выбора между 4-мя альтернативными поддиапазонами 2.

4 ГГц переключателями «Радиочастота» (Radio frequency).  Наилучший поддиапазон тот, в котором синий светодиод реже зажигается (синий светодиод – визуальная индикация Сигнала ошибки). Также ERR используется для определения необходимости вывести центроискатель из Спящего режима 1.

Тогда программная проверка Сигнала ошибки должна выполняться перед поиском G38 (linuxcnc), G31(mach3), в случае выявления Сигнала ошибки ERR необходимо произвести 5-ти секундное нажатие на стилус для пробуждения.

«Зуммер» (Buzzer) активирует звуковой сигнал нажатия стилуса. 

«NC NO» даёт возможность выбора между нормально-замкнутой (рекомендуется) и нормально-разомкнутой схемой подключения соответственно.

«NPN   PNP» даёт возможность выбора между npn и pnp схемой подключения. 

Вход “TS” – служит для объединения датчика инструмента (Vers TS (TSm) или другого стороннего датчика NPN-NC или NC типа) с приемником Vers WL на один общий выход “OUT” по логической схеме “ИЛИ”, при которой допускается независимое отключение любого из датчиков (например, если WL “ушел в сон”, TS останется в рабочем состоянии). Допустимое напряжение питания Vers TS не более 12 вольт! TS подключается к WL как показано на схеме ниже и использует в данном случае источник питания от WL,  TS также может использовать и собственный источник питания.

(Для Vers WL v.4.0)
Перемычка на плате  устанавливается в случае отсутствия TS и убирается при подключенном TS.

↑ свернуть

 Переключатель на центроискателе служит для включения-выключения прибора

Батарейка CR2032 (3 вольта) устанавливается плюсовым «+» контактом наружу, как показано на рисунке:

Будьте внимательны! Несоблюдение полярности питания может вывести центроискатель из строя. 

Светодиодная индикация на центроискателе

– зеленый светодиод 1 короткий импульс каждые 2.5 секунды: центоискатель включен и готов к работе;

– красный светодиод горит: нажат стилус; 

– зеленый светодиод 5 коротких импульсов подряд при включении центроискателя: батарея скоро закончится, но  можно продолжать работать еще несколько дней после появления такого сигнала впервые;

– зеленый светодиод постоянно горит или мигает 2 раза в секунду: нарушилась взаимосвязь с приемником, необходимо перезапустить (выкл.-вкл.) приемник, а затем центроискатель.

С помощью переключателей «NC NO» и «NPN   PNP» можно выбрать одну из 4-х схем подключения приёмника к контроллеру (обратите внимание, контроллер может иметь свои ограничения по напряжению питания)

Юстировка.

Перед началом измерений необходимо произвести юстировку прибора. Прибор устанавливается в шпиндель, рядом фиксируется контрольный индикатор (рис.1)

Индикатор должен быть чувствителен к слабому воздействию 0.3-0.5Н (таким свойством, например, обладают большинство рычажных индикаторов).

Рукой проворачивается ось шпинделя и по индикатору контролируется амплитуда отклонения шарика стилуса от оси вращения.

    Рис.1

Отклонение устраняется поворотом регулировочных винтов M2.5 (винты углублены в отверстия, показанные зелеными стрелками на рис.2) шестигранным ключом 2мм из комплекта. При регулировке применяется как затяжка, так и ослабление винтов.

  Рис.2

Ключ рекомендуется держать за короткий рычаг, чтобы не развить чрезмерное усилие (рис.3). Потребуется провести несколько циклов проворот оси шпинделя—контроль–регулировка, чтобы добиться минимального, приемлемого для конкретного измерения, отклонения.

    Рис.3    

Использование.

Радиоканал в Vers WL поддерживает непрерывную радиосвязь, тем самым имитируя нормально-замкнутый контур внутреннего соединения передатчик-приемник. Обрыв радиосвязи идентичен обрыву провода, с той лишь разницей, что на стороне приемника, который напрямую подключен к станку, реакция (сигнал на выходах OUT или ERR) наступит с задержкой от 0 до 0.33 сек.

Это продуманный компромисс для экономии батарейки cr2032 в Vers WL. На графике ниже показаны безопасные для поиска сочетания скорости-ускорения (область с зеленой штриховкой), при которых станок точно своевременно остановится, не сломав стилус, даже в случае аварийного обрыва радиосвязи в самый “неудачный” момент касания стилусом детали.

Формула выведена из начальных условий:

S = 4 мм дистанция допустимого отклонения стилусаt = 0.33c максимальное время задержки обнаружения обрыва связи и затем пусть столько же (как вариант) чтобы затормозить и полностью остановиться.

V – скорость поиска в мм/мин, ось Y на графикеa – ускорение, заданное в настройках станка, в мм/c2, ось X на графике
(Формула, применяемая для расчетов: S=-V*t + a*(t2)/2 – расстояние для движения от начальной скорости V до нулевой c ускорением a за время t)

Когда несколько WL нужно разместить в одном помещении (или < 6м друг от друга), то логика работы следующая.

Любой центроискатель (ЦИ) может спариваться с любым приемником (RFM). Спаривание происходит в момент включения ЦИ. ЦИ выбирает ближайший работающий и не занятый RFM, после чего уже никакой другой ЦИ не увидит этот занятый RFM. После спаривания ЦИ и RFM видят только друг друга, никто из соседей не влияет на них, даже если их поднести близко, и это длится до следующего выкл.-вкл.

В свободном доступе имеется программное обеспечение ProbeScreen для удобной работы с центроискателем в системе LinuxCNC (ver.2.6 и выше),

Probe Wizard – в системе Mach3.

► Купить

Источник: https://vers.by/ru/blog/user-guides/vers-wl

Индикаторные и оптические центроискатели для фрезерных станков

Как сделать универсальный центроискатель

Одной из самых важнейших операций при работе на фрезерном оборудовании является определение центра подготовки. В особенности это касается изготовления штучных изделий. Их обработка методом проб и ошибок не даст должного результата. Для выполнения этой работы необходим специальный модуль — центроискатель.

Назначение центроискателей для фрезерных станков

Центроискатель на фрезерном станке

Главной задачей этого инструмента является совмещение базовой точки обработки заготовки с осью шпинделя. Это может быть не только центр детали, но и любая область, которая должна подвергаться фрезерованию.

Для обработки больших деталей используется специальное оборудование. Помимо фрезерного станка для определения центра применяют переносные радиально-сверлильные установки. Однако для штучных изделий небольших размеров такой подход невозможен. Оптимальным вариантом является установка на шпиндельную головку центроискателя.

Это дополнительное оборудование позволит с высокой точностью выполнять следующие операции:

  • фрезеровка центра детали для формирования выемок различных конфигураций;
  • изготовление каналов на торцевой части. Центроискатель с максимальной точностью определит расстояние от области обработки до центра;
  • выполнение радиально-сверлильных операций для сложных заготовок, у которых кривизна поверхности состоит из нескольких радиусов.

Центроискатели не входят в стандартную комплектацию станка. Выполнение стандартных операций делается с применением заводских моделей. Если же предстоит массовая обработка сложных заготовок — устройство для определения центра изготавливается под заказ.

Для достижения максимальной точности рекомендуется приобрести центроискатель индикаторный, погрешность которого не превышает 0,01 мм.

Виды центроискателей

Индикаторный центроискатель

Перед выбором оптимальной модели центроискателя для станка необходимо определиться с требуемыми параметрами точности. Однако при этом следует учитывать, что чем меньше погрешность — тем больше трудоемкость изготовления одной детали.

Специалисты не рекомендуют использование самодельных моделей центроискателя. Они не смогут обеспечить должный показатель точности измерения. Оптимальным вариантом является приобретение заводской конструкции, которая соответствует нормативным документам – ГОСТ 25827-93.

С индикатором

Схема индикаторного центроискателя

Конструкция индикаторного центроискателя состоит из монтажного узла конусной формы, крепящегося к шпиндельной головке. На ней расположена горизонтальная рейка, по которой перемещается измеритель положения относительно центра детали. Он представляет собой индикатор, контактирующий с подпружиненным рычагом.

Преимущество индикаторного центроискателя для станка заключается в высокой точности измерений. Для выполнения работ он монтируется на шпиндельную головку. Она должна иметь функцию изменения своего положения по осям x; y.

После установки устройства выполняется первичное определение центра детали. Затем изменяется положение подпружиненного рычага, он упирается в измеряемую кромку заготовки.

Необходимая степень изменения местоположения шпиндельной головки определяется по индикатору.

Особенности эксплуатации конструкции:

  • максимальная точность измерения;
  • необходимо много времени для настройки прибора под параметры конкретной детали;
  • возможность точного определения места обработки относительно центра.

Индикаторный центроискатель можно сделать своими руками. Но для достижения требуемой точности следует приобретать заводской подпружиненный рычаг и индикатор.

Наиболее популярной является модель ЦИ-03-0,01. Ее средняя стоимость составляет 5000 руб.

Оправка-центроискатель

Схема оправки-центроискателя

Для точного определения центра заготовки можно воспользоваться упрощенной моделью центроискателя. Она представляет собой корпус, на торцевой части которого расположено смещающееся кольцо. Благодаря пружине оно может изменить свое местоположение относительно центральной оси вертикального корпуса.

Во время эксплуатации кольцо смещают относительно центра оправки. При вращении шпинделя визуально наблюдается биение. Изменяя положение детали добиваются уменьшения биения. Таким образом определяется центр заготовки, максимальная точность измерения составляет 0,01 мм.

Недостатком этой методики является ограничение по форме деталей. Также невозможно определить центр при внутреннем или наружном измерении бортиков.

Оптический

Оптический центроискатель

Оптическая разновидность центроискателя позволяет увеличить разметочные линии, нанесенные на поверхности детали. Для этого в конструкции предусмотрена система линз, на одной из которой есть перекрестие.

Подобные модели предназначены для фрезерования микроскопических элементов. Для определения места обработки перекрестие на одной из линз должна совпасть с разметочными линиями на детали. Затем центроискатель извлекается из шпинделя и вместо него устанавливается фреза.

В видеоматериале показана инструкция по эксплуатации индикаторной модели центроискателя:

Обзор и сравнение моделей

МодельТип конусаКонус центроискателяЦена, руб
6201-4003-13MAS 4034012560
6201-4003-12DIN 69871-A5013180
6201-4003-04Конус Морзе213550
6201-4003-05Конус Морзе313740
6201-4003-10DIN 69871-A4014010
6201-4003-18DIN 20805014100
6201-4003ГОСТ 25827-93 исп.34014470
6201-4003-16DIN 20804014560
6201-4003-01ГОСТ 25827-93 исп.35015480
6201-4003-15MAS 4035015850
6201-4003-07Конус Морзе515850
6201-4003-09DIN 69871-A3015850

6201-4003-13 6201-4003-12 6201-4003-04 6201-4003-05
6201-4003-10 6201-4003-18 6201-4003 6201-4003-16
6201-4003-01 6201-4003-15 6201-4003-07 6201-4003-09

Источник: http://StanokGid.ru/osnastka/centroiskatel-dlya-frezernogo-stanka.html

Разметочный рейсмус: виды и способ изготовления

Как сделать универсальный центроискатель

Рейсмус — инструмент для нанесения прямых линий, разметки будущего среза деревянной или металлической заготовки.

Что умеет

Рейсмус был разработан для столярных работ. Он может:

  • Размечать будущие линии среза, параллельные или перпендикулярные краю доски.
  • Обозначать кромку для фугования.
  • Размечать различные соединения изделий.
  • Определять центр радиуса.

Инструмент служит для переноса размеров с чертежа или эталонной детали на заготовку, поиска центра радиуса круглого сечения.

В чертежном деле рейсмус применяется для нанесения на схемы параллельных линий, находящихся на заданном расстоянии.

Рабочая часть инструмента — заточенное лезвие или игла-царапка. С их помощью на поверхности деревянной заготовки образуется риска для облегчения среза. Инженерный рейсмус оснащают грифелем, обеспечивающим нанесение параллельных линий.

Разновидности

Рейсмус не только классический разметочный инструмент, но и механический станок, осуществляющий разметку, нарезку деталей.

Столярный

Конструкция — деревянная колодка, с двух сторон которой прикреплены подвижные рейки с рабочими иглами и шпильками. Составляющие рейки и отверстия в колодке имеют прямоугольное или квадратное сечение, что предотвращает проворачивание рабочих органов при использовании. Заданный размер фиксируется перпендикулярно расположенному колышку в колодке.

Инструмент универсален, подходит для работы с деталями разного размера. Иглы и шпильки с обеих сторон обычно отличаются, для работы используются нужные насадки.

Столярный рейсмус применяют и как центроискатель. Колодка и рейки с иглами строго перпендикулярны друг другу, между ними биссектрисой крепят линейку, выводят центр диаметра.

Столярный рейсмус бывает односторонним (на колодке закреплена только одна рейка). Используют при работе с одним видом материала и заготовок.

Другой вид — инструмент для ручной работы со схемами. Вместо иглы зажим для карандаша. Используют как циркуль для измерения и нанесения радиусов, параллельных линий.

Слесарный

Приспособление для разметки имеет высокую неподвижную колодку с длинными стержнями чертилок. Стойка крепится к основанию, разметочные органы перемещаются по кругу. Расстояние между линиями устанавливается перемещением стержней по стойке или перетаскиванием чертилки по стержню. Одна из моделей — штангель-рейсмус.

Разница

Столярный и слесарный рейсмусы отличаются только способом перемещения относительно заготовки:

  • Столярный. Происходит упор на край заготовки. Рабочий торец должен быть качественно обработан, доска прочно прижата к основанию-держателю.
  • Слесарный. Перемещают вместе с основанием параллельно заготовке.

В обоих случаях инструмент настраивают перед применением согласно рабочим схемам.

Оборудование с нанесенной шкалой позволяет переносить размеры с чертежей, делать измерения с точностью до десятых миллиметра.

Сделать или купить

Даже самый простой универсальный разметочный рейсмус стоит дорого. Покупать его следует тогда, когда работа требует высокой точности. Для столярной мастерской, личного хозяйства можно самостоятельно сделать разметочный рейсмус.

Для изготовления используют древесину твердых пород, чтобы изделие дольше сохраняло характеристики.

Для нанесения царапок применяют специальные штифты с заточенными иглами.

Для изготовления самодельного разметочного рейсмуса понадобятся:

  • 2 рейки из дерева,
  • штангенциркуль,
  • фрезер,
  • карандаш,
  • линейка,
  • штифты или иглы.

Для удобства проведения работ можно воспользоваться схемой.

Размеры при обработке древесной заготовки соблюдают для получения надежного и жесткого соединения.

Шаг 1: изготовление штанги

Сечение штанги — 19 х 19 мм. Рейка берется со сторонами не менее 20 х 20 мм, обрабатывается до заданных параметров. Стороны должны получиться ровными. После изготовления габариты проверяют штангенциркулем. Можно частично закруглить верхнюю плоскость штанги, используя часть фрезы.

Шаг 2: вытачивание колодки

При изготовлении колодки требуется соблюсти точность размеров отверстия, в которое будет вставляться штанга. Для фиксации предусмотрен клин. Он вставляется сверху, закрепляет рабочий орган в нужном положении.

Для удобства вырезания делают бумажный шаблон, приклеивают его к заготовке. По нему вырезают облик колодки. Затем обрабатывают края. Отверстие вытачивают стамеской и напильниками разной формы. Постоянно сверяют размеры контрольными инструментами. Верхняя часть окошка должна быть такой же скошенной, как и у штанги.

В торцах заранее вытачивают отверстия под иглы.

Шаг 3: клин

Самая маленькая деталь вытачивается из тонкой доски. Обработка проводится по волокнам для сохранения прочности клина. Вырезают бумажный шаблон, по нему вытачивают деталь.

Шаг 4: сборка

Когда детали готовы, их соединяют. В пазы штанги вставляют заточенные штифты с иглами.

Рейсмусовый измеритель прост в изготовлении, но требуется соблюдать размеры заготовки. Аналогичным способом можно создать и другие разновидности приспособления.

Источник: https://derevo-s.ru/oborudovanie/instrument/razmetochnyj-rejsmus

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.