Цифровая линейка своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

kalobyte

что-то оан меня зацепила и решил я допилить код авторус и заодно разобраться со своим штангенциркулем
смысл темы в том, что автор хочет прилепить на штангенциркуль кнопку и по нажатии на нее должны отправляться данные в чертежную прогу
делается это для быстрого снятия размеров при ручном чертеже с какого-то готового изделия

данные посылаются в заранее выставленное текстовое поле проги путем эмулирования хид клавиатуры
клавиатура эмулируется софтовым усб на тини85, что расположена на плате digispark и под нее есть ядро для ардуины и там библиотека клавиатуры

существует много типов таких электронных измерительных инструментов в виде штангенциркуля, измерителя биений, линейки, которые ставятся на токарные станки для отслеживания хода резца

принцип работы простой
на самоей линейке наклеена полоска с контактами и у подвижной части есть полоска с контактами
все это дело образует конденсаторы, емкость которых меняется при движении и процессор сканирует пластины на подвижной части и измеряет емкость между ними и пластинами на самой линейке
что-то типа сенсорного емкостного экрана

у линеек есть синхронный интерфейс, но данные там оказывается в разных форматах и на моей линейке выдаются 2 пакета с относительными координатами и с абсолютными (относительно физического нуля)

поэтому я решил переделать немного код

второй вопрос, с которым я столкнулся - преобразователь уровней напряжения из 1.5 в 5в
я попробовал готовые модули на полевиках, но они не заработали и более того - если запитать низкую сторону от 3.3в, то это напряжение пролазит в процессор линейки и вызывает у нее глюки в виде отсутствия реакции и чрезмерную контрастность

если питать от 1.5в, то конвертер тупо не работает
может быть там надо резисторы поменять, но как-то это гиморно, т.к. я так и не понял, как этот конвертер работает и резисторы считаются
поэтому автор в той теме выложил схему на оу

еще у линеек бывает инверсный протокол, когда данные передаются при переходе с 1 в 0, что еще больше вносит путанницу в преобразователь и код
поэтому для своей линейки я не делал инверсию и у меня лог0 это 0в

еще один глюк китайских линеек - непонятный выбор между пакетами данных, там довольно большое время лог0 и иногда анализатор ловит левый короткий испульс и я думал это глюк у меня, но другие пишут, что это у всех

Точность обработки деталей на металлорежущем оборудовании отслеживается с помощью оптоэлектронных датчиков оптической линейки, установленной на станине станка. Аналоговый сигнал с датчика поступает на устройство цифровой индикации (УЦИ), преобразуется в цифровой и визуализируется в виде числовых значений перемещения инструмента или детали по осям подач.

Устройство оптической линейки достаточно простое, но надежное, обеспечивающее высокую точность (до долей мкм) измерений. Ее основные элементы: прозрачная линейка с нанесенной микроскопической штриховкой и оптическая считывающая головка, перемещающаяся вдоль линейки. Считыватель при своем движении реагирует на череду рисок и промежутков, аналоговый сигнал по кабелю передается к устройству цифровой индикации. УЦИ преобразует количество пройденных линий в цифровую информацию и выводит на свой дисплей. Линейка имеет от одной до нескольких референтных точек для установки начала отсчета перемещения (нуля координат).

Оптические измерители (линейки) широко применяются как в новом оборудовании, так и при переоснащении и модернизации старого станочного парка. Экономический эффект при применении линейных оптических датчиков напрямую связан с повышением производительности металлообработки и упрощением работы оператора.

Основные параметры оптической линейки

Рабочая длина

Длина оптической линейки должна быть больше, чем паспортный ход станка. Учитывать следует не величину хода, а расстояние между жесткими упорами по измеряемой оси. Это предохранит выход из строя считывающего датчика (головки) по вине оператора либо при неисправности концевых выключателей оборудования. Рекомендуется рабочую длину электронно-цифровой линейки исходя из максимальной величины перемещения по оси +100 мм

Чем больше измеряемая длина – тем больше сечение и размер считывающей головки. Необходимо обеспечить минимальные деформации установленного внутрь корпуса измерительного стекла. Верно и обратное утверждение – чем меньше измеряемый ход оси – тем миниатюрнее может быть оптическая линейка и считывающая головка

Точность

Не стоит приобретать линейку, ориентируясь на ее высокий класс точности (доли микрон). Чем выше разрешение измерений, тем больше цена измерителя. Оптическая линейка не повысит точность станка, эта техническая характеристика зависит от паспортной точности и фактического состояния механики и люфтов опорных поверхностей. Внешние факторы тоже немаловажны: уровень вибрации при работе оборудования, температура и т. п. Без устранения всех негативных условий, без модернизации и соблюдения правил нормальной эксплуатации станков добиться даже паспортных показателей невозможно. И прецизионная измерительная система в виде оптической линейки высокого класса точности в этом случае не поможет.

Тип сигнала

Повышенная скорость передаваемого сигнала обеспечивается TTL логикой (тип сигнала – прямоугольные импульсы фаз A, B, Z с амплитудой 5В). Дискретность импульсов в несколько микрон (от 0,5 до 5) минимизирует погрешность измерения.

Возможно использование считывающей головки с RS-422 сигналом (присутствуют также фазы /А, /B, /Z).

Дискретность измерения

Величина чувствительности оптической линейки. Например обозначение дискретности 5 мкм обозначает, что электронная линейка передаст сигнал в УЦИ или ЧПУ (1 импульс фаз A или B) при перемещении равном или большем 5 мкм. Внутри этой зоны отследить положение оси затруднительно. Уменьшение дискретности измерения (повышение точности или сужение зоны нечувствительности) требует увеличения точности изготовления стекла и нанесения рисок, что приводит к увеличению стоимости. Большое количество импульсов в итоге может стать также ограничителем максимальной скорости перемещения по оси, т.е. принимающее сигналы устройство может воспринять не все импульсы, и позиция будет потеряна

Если сравнивать оптические и магнитные измерители (и те и другие применяются сегодня довольно активно), то у последних отсутствует нормирование класса точности показаний, как правило, измерительная погрешность магнитных линеек лежит в пределах от ±20 до ±40 мкм на метр.

Что выбрать: магнитную или оптическую линейку

При необходимой высокой точности (до 2-3 микрон на каждый метр перемещений) на металлорежущем оборудовании практически любого типа применяют оптоэлектронные измерители (линейки). Ориентируясь на финансовую выгоду, оборудование часто оснащают магнитными линейками, имеющими более низкую точность измерения. Но цена магнитного измерителя начинает выигрывать у стоимости оптической линейки только у моделей с рабочей длиной от полуметра.

Магнитные линейки:

Используют преимущественно на шлифовальных и расточных станках, экономически целесообразно применение при измерении длин от 3м
Не применяют на станках с погрешностью менее 10 мкм/м. Токарное, фрезерное, шлифовальное и другие типы металлорежущего оборудования в этом случае оснащают оптическими датчиками.

KA-800 – серия линеек с магнитной лентой. Применяется на станках с перемещением узлов больше 3 метров. Система индикации SDS6 может одновременно работать как с оптическими так и с магнитными линейками

Оптические линейки

Серия КА оптических линеек от Guangzhou Lokshun CNC Equipment ltd учитывает практически все запросы как производителей металлорежущего оборудования, так и конечных потребителей. Серия отличается высокой дискретностью измерения (сигнал передается через каждые 1 или 5 мкм перемещения в зависимости от дискретности линейки), что сводит к минимуму позиционную ошибку. Оптические линейки снабжены корпусами, защищающими рабочие поверхности от металлической стружки, шлама, СОЖ.

КА-200 — датчики линейных перемещений, обладают малым габаритным сечением (16х16 мм), устанавливаются в узких местах, используются для специфических измерений.
КА-300 — оптическая линейка с рабочей длиной 70-1020 мм, отличается простотой и рациональностью конструкции, достаточной жесткостью. Наиболее популярный продукт.
КА-500 — специальная линейка с оптической головкой для перемещений от 70 до 470 мм. Отличается компактностью, может монтироваться в ограниченных пространствах.
КА-600 — несмотря на значительную длину измерителя, характеризуется достаточной жесткостью, достигаемой за счет установки дополнительных опор и фиксаторов в любых доступных местах по длине линейки. Благодаря этому, при рабочей длине от 1000 до 3000 мм обладает значительной сопротивляемостью вибрации.

Для учета всех параметров и характеристик при выборе оптической линейки проконсультируйтесь со специалистом.

Получить консультацию

по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР

Также Вы можете подобрать и приобрести режущий инструмент и оснастку к станку, производства Тайваня, Израиля

Отправляя заявку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Автор Владимир 68 , 9 ноября, 2017

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Nav view search

Искать

Цифровые линейки, установка на фрезер WMD-16

Пришло время поставить линейки на мой фрезерный станочек…

За прошедшие время эксплуатации линеек установленных на токарный станок, они заметно упростили выполнение разных работ.

А мой фрезер WMD-16 давно ждал, когда его оборудуют подобным устройством. И тут подвернулась пара линеек, как раз в размер, на барахолке любителей стружки, я взял, тем более, что дисплей и большая 500 мм. линейка давно у меня пылились в закромах.

И вот что из этого вышло….

Для установки дисплея использовал стальной уголок, прикрутив его к полке, получил поворот в право и влево.

Дисплей имеет встроенный сильный магнит, поэтому больше не чего и не нужно делать он сам себя отлично держит.

Большую 500мм. линейку установил на изготовленные кронштейны из бруска алюминия, выпилив уголок и разрезав его на три части, два кронштейна и поводок …

Заготовка, уголок для крепления.

Уголок для крепления режим на три части.

Отверстия для крепления кронштейнов самой линейки.

Отверстия для крепления уголков к столу фрезера.

Делаем углубления для шляпок винтов.

Устанавливаем на место крепления и линейку.

Примеряем поводок для линейки.

Дорабатываем и сверлим отверстия под крепления.

Готовый повадок, устанавливаем на место.

Установил защиту от стружки из двух уголков, здесь лучше подошёл бы квадратный профиль, но у меня его нет.

Заготовка для сухариков они будут держать защитный козырёк или кожух.

Готовые сухарики с винтами вставлены в паз стола.

Работаем над защитным кожухом.

Кожух почти готов.

Устанавливаем на станок.

Добавляем второй уголок.

Большая линейка по оси Х готова.

Проверил, не цепляют ли козырёк тиски, выступающие за пределы стола.

Маленькие линейки установил на кронштейны, нарезанные из кругляка в виде шайб.

А поводки вырезал из листовой стали.

Начал с разметки и нарезки резьбы под места установки линеек.

Устанавливаем линейки осей Z и Y на свои места.

Делаю поводки для осей Z и Y.

Устанавливаю повадок на ось Y.

Устанавливаю повадок на ось Z.

Пришло время испытать.

Но включив двигатель станка, цифры заскакали на табло как бешеные.

На токарном станке с таким двигателем, такого эффекта не было, правда там линейки с другим интерфейсом USB и для них нужен другой дисплей.

Пришлось изолировать двигатель от станка, поставив пластиковые шайбы.

Возможно это проблема именно этого мотора.

До конца я так и не разобрался, с этим эффектом.

Проверил показания индикатора и линеек по всем осям станка, цифры совпали что очень радует, хотя показания на дисплее, заметно запаздывают при быстром перемещении.

Но это всё равно намного удобней, чем работать по лимбам станка.

Возможно я в своём варианте, по установки линеек, сделал, что то не правильно, но вы можете использовать мой опыт, и не допускать ошибок уже у себя на аналогичном станке.

Вот и заработало. Все устраивает, почти все странности отловлены и откорректированны, осталось прицепить к "этому" .

Связи с тем что готовые решения стоят дорого, было принято решение переделать штангенциркуль под цифровую .

Простенький приборчик EC10/2-SR для измерения перемещений при помощи инкрементального энкодера. Может .

В новом видео-лайфхаке я предлагаю сделать электронную линейку своими руками в домашних условиях. Для этой .

Внезапно пришло вдохновение разобрать китайский штангенциркуль и по возможности сделать его длиннее. Все удалось .

Линейки: ali.ski/e3grbP Внимание! Линейки бывают разные. В целом, совместимые, но другие могут иметь и другую .

Электронная линейка . Показывает линейное перемещение с точностью до 0,1 мм покупал вот здесь - ali.pub/2e2rvg.

Проект УЦИ по отображению данных с китайской цифровой линейки на семидюймовый дисплей под управлением Arduino .

Цифровая линейка из пластикового штангеля. Различных аналогов много, в принципе идеи черпал из видео. Выкладываю .

Станочные предприятия выпускают преимущественно оборудование стандартной комплектации. Для мастеров, желающих улучшить требования по контролю и качеству исполнения работ на токарном станке, предоставляются отдельные комплектующие детали. К таким относятся устройство цифровой индикации и оптические линейки.

Для чего монтируют УЦИ, так ли это необходимо?

Для современного токарного оборудования параметры точности и качество исполнения работ являются самыми важными среди других показателей. Полноценное использование токарных работ, возможно на универсальных, фрезерных и расточных станках, это условие производится путем оснастки станочных устройств УЦИ и растровыми оптическими линейками. Дополнительная оснастка данных комплектующих требуется и необходима, если преследуются следующие цели:

Монтаж УЦИ целесообразно делать на следующих типах станков:

токарный;
фрезерный;
расточный;
шлифовальный.

Оснащение токарника или фрезера новыми измерительными устройствами позволяет оператору работать с повышенной точностью и сниженной вероятностью совершения ошибок. Все УЦИ имеют дисплей, на которых отображаются полученные от датчиков данные, понятные, четкие и в доступной форме. Для ручной обработки полученных данных достаточно обладать простыми математическими расчетами.

СПРАВКА. Наилучший эффект токарных работ достигается при установке УЦИ на универсальные станки. Такое оборудование выйдет дешевле, чем полноценный комплекс с ЧПУ, что даст возможность воспользоваться всеми преимуществами, которые дают современные цифровые технологии.

Устройства цифровой индикации и оптические линейки

Дополнительные комплектующие на станки позволяют повышать качество работ. Из основных устройств на токарники и фрезера устанавливают:

УЦИ — отображает измерительные и счетные данные рабочих элементов станка, указывает действительное положение осей станка на экране в четкой и доступной форме, при этом учитывается полная и неполная выборка люфта. Данные системы не имеют люфтов и позволяют станку старого образца работать на уровне современного.
Оптическая линейка — с высокой точностью измеряет положение рабочих элементов относительно выбранной оси (чаще всего заготовки), а также угловые положения. Головки для считывания параметров на оптической линейке измеряют показания с помощью оптического сигнала, просчитывают риск, деления при этом нанесены на стеклянную направляющую с высокой точностью.

Какие бывают линейки?

Оптические линейки классифицируются согласно основным параметрам:

По длине — должна быть больше паспортного хода станка (учитывать необходимо расстояние между упорами (жесткими) по измеряемым осям). Рекомендуемая минимальная рабочая длина по максимальной величине перемещения оси +100 мм.
По точности — не стоит при покупке ориентироваться на высокий класс точности линейки (в долях микрон), чем выше разрешение, тем выше цена деления. Сама по себе линейка не повысит точность работы, она предназначена для контроля и показа измеренных параметров, а точность достигается путем технических приборов, механических манипуляций. Если у станка наблюдаются косяки и растяжения, то никакая линейка не поможет.
По типу сигнала — скорость сигнала воспроизводится TTL логикой и измеряется в несколько микрон от 0,5 до 5 и позволяет минимизировать погрешности в измерениях. Наиболее лучший вариант линейки с сигналом RS-422.
По дискретности — это величина чувствительности измерительного прибора (показывается в микронах).

Обзор популярных моделей

Наиболее популярные модели среди токарей-операторов, следующие:

• JMD — система УЦИ для станка JET JMD-3T, но подходит для многих вариантов.
• УЦИ (DRO) — универсальный вариант.
• Дитрон — универсальный вариант.
• JET — предназначено для установки на вертикальные фрезерно-сверлильные станки.