Датчик касания инструмента для ЧПУ – датчик позиционирования режущего инструмента по оси Z.
Для установки нуля по оси Z режущего инструмента в станках с ЧПУ используются датчики касания. Эти комплектующие привязывают фрезы по высоте, вычисляют и корректируют длину. Алгоритмы, которые используют датчик, вычисляют разницу между нулевой высотой обрабатываемой детали и поверхностью корпуса. Среди основных особенностей датчиков касания инструмента:
Датчики касания инструмента для ЧПУ имеют небольшие размеры, поставляются в комплекте с проводкой для подключения.
Предлагаем купить датчики касания инструмента для ЧПУ в нашем интернет-магазине. В каталоге комплектующие с разными техническими характеристиками, которые отличаются комплектацией и точностью позиционирования. С выбором деталей помогут профессиональные консультанты. Заказать датчики касания инструмента для ЧПУ можно по привлекательной цене с доставкой в любой регион России.
Простой датчик касания
Сообщения: 1890Зарегистрирован: 23 окт 2011, 00:21Откуда: Москва-Люберцы
Датчик касания нужен был давно. Да все не мог понять по картинкам как он работает.
Спасибо UAVpilot и Planet растолковали на пальцах.
Сразу оговорюсь. Тот, кто способен спроектировать и собрать точный станок, в таких конструкциях не нуждается, сам легко сделает. Тот, кто купил точный станок, тоже. Купит и датчик. А людям «попроще» может и будет интересно как идея. Как он работает еще сам толком не знаю, в руках вроде работает.
Эта конструкция спроектирована по принципу снизу вверх, т.е. от самого простого варианта идет усложнение конструкции, пока не заработает.
Сделана полностью из доступных материалов: хвостовики трердосплавных фрез, текстолит 4мм, фольгированный текстолит 1.4 мм и рекламный пластик 6мм. Кроме шариков 3.175, которые пришлось купить. И то потому что была фреза с круглой головой только диаметра 3.175 и нужны были именно такие шарики, чтобы обеспечить 6 жестких контактов одновременно. Для мягкого корпуса достаточно сложная задача.
Мне нужен был датчик на самый популярный для меня хвостовик — 3.175. Возможно понадобится еще и вариант для хвостовика на 6мм.
Все работы сделаны на станке Альтернатива, уже требующем регламентных работ. Плюс паяльник и эпоксидка.
Токарные работы не использовались.
Поролона плоского, когда понадобилось, найти не смог. Использовал подложку под ламинат. Оказалось к лучшему. Подбираем прижим числом слоев.
Сверку надо будет еще один слой толстого текстолита добавить и залить эпоксидкой, снизу под печатную платку тоже нужен ровный прижим для жесткости конструкции. Расстояние между шариками сейчас 1-1.5 мм. Самый тонкий момент это припаивание шариков. Вначале засверлил под них отверстия в пп чуть не на всю глубину, пропилил канавки там где надо было разорвать контакты ,затем уложил шарики, подложил сверху и снизу толстое стекло, сжал и последовательно припаял шарики к плате.
Держатель роликов из двух половинок. Сначала снимаем слой текстолита для нуля, потом делаем пропилы круглой фрезой на глубину половины роликов минус 5 соток-десятка и центральное отверстие. Половинки стягиваем винтами.
Ровно не будет, но это и хорошо. При сборке перебираем соотношение роликов и шариков, чтобы замыкало при минимальном усилии. Подбираем прижим и собираем датчик в корпус. Заработало сразу.
Как всегда, пока датчик не доведен до ума и интерес к нему не пропал, принимаю замечания.
Беспокоила центровка щупа. А потом решил, что так как датчик всегда будет устанавливаться в цангу в одном положении, то легко будет его протестировать и заложить отклонения в скрипты. В конце концом, никто же не выводит датчик нуля по высоте. Замерили и заложили в скрипт, то, что получилось.
Моя цель — точность 5 соток. На следующей неделе пощупаем.
Сообщения: 1198Зарегистрирован: 07 ноя 2011, 16:01Откуда: Москва
10 апр 2014, 18:54
Только среднюю часть (белая) нужно делать примерно такой формы:
Красными стрелками отмечены выемки под шарики, а зелёной — под ролики. Такая форма не даст средней части провернуться и не попадать на шарики.
Ну и как я понял ты сделал датчик наоборот — средняя часть (со штырьками) закрепляется в цанге, а щуп жёстко закреплён на внешнем корпусе?
В таком случае возможны ложные срабатывания из-за внешних воздействий на соединительный провод.
Я не Христос, рыбу не раздаю. Но могу научить, как сделать удочку.
10 апр 2014, 19:19
UAVpilot писал(а):Ну и как я понял ты сделал датчик наоборот
Я сделал как положено. Корпус в цангу, а щуп снизу.
В моей конструкции и шарики и ролики полностью внутри белой части корпуса. Это увеличивает диаметр, но более технологично для меня. У меня были платки с разным расстоянием между шариками. Первый вариант я спаял на даче паяльником с жалом 8мм. Еще и припой расплылся под корпус. А второй вариант уже нормальным паяльником дома со стеклом. Поэтому и протестировать на станке пока не могу. Залил пока эпоксидкой.
Без электроники. Проверяю тестером. Возвращается в ноль устойчиво. Должно работать. Проверю только в воскресенье.
PS Понял в чем проблема. Обломки фрез имеют острый конец. Поэтому для двух острых концов внутри места не хватило и один пришлось развернуть наружу. Это как раз и есть хвостовик датчика. А щуп — там где идеально ровный хвостовик.
PS2 Погорячился, утверждая, что увеличился диаметр. Он не увеличился . Толщина корпуса в узкой части 2 мм плюс зазор до ролика. Т.е. диаметр такой же. У тебя вырезы под ролики. У меня выступы под винты. У тебя ролики не могут уйти. Но два шарика сами по себе достаточно хорошо центрируют и фиксируют ролики и без стенок.
10 апр 2014, 19:48
George164 писал(а):В моей конструкции и шарики и ролики полностью внутри белой части корпуса.
Это понятно, я про другое: попробуй надавить на щуп вдоль оси датчика и повернуть подвижную часть вокруг оси — ролики уже не попадут на своё место.
George164 писал(а):У меня были платки с разным расстоянием между шариками.
Опытным путём установлено, что наиболее чётко датчик срабатывает при такой геометрии контактов:
+/- градусов 10
10 апр 2014, 19:56
UAVpilot писал(а):попробуй надавить на щуп вдоль оси датчика и повернуть подвижную часть вокруг оси — ролики уже не попадут на своё место.
Попадут. Это если пружинки, то не попадут. У меня прижим пористой подложкой по всей поверхности. Щуп у меня вокруг оси просто не проворачивается. Трение очень сильное.
18 апр 2014, 21:47
Испытал, наконец, датчик на станке.
1. Подложка ламината не подошла. Пришлось заменить на более жесткую губку. (На первом фото эту губку видно. Только пришлось ее сделать тоньше.)
2. Работа по высоте просто идеальна. Повторяемость 0 соток.
3. Поиск центра дал разброс 2 сотки: 0 +2 сотки. Но деталь просто лежала на столе. Когда попробовал то же самое концевиком фрезы в дюрале, то щуп стал сдвигать деталь на несколько мм, пока не сработает контакт. А датчик касания срабатывал моментально. Не исключено, что на закрепленной детали получу повторяемость 0 соток.
4. Вращением на четверть оборота подобрал отклонение по центру по осям -6 соток и +2 сотки.
5. Сделал много видео, но надо редактировать. Когда руки дойдут пока не понятно.
6. Меня конструкция удовлетворяет полностью. Особенно проверка поверхности. Пока ничего изменять не буду.
20 апр 2014, 18:01
motoyarik писал(а):губка явно портит всю картину. слишком большое усилие в поперечных направлениях явно из за нее
Не понял о каком большом усилии речь. Деталь СВОБОДНО лежит на столе и датчик ее не сдвигает даже на сотку. Где же здесь усилие. А контактный датчик таскает деталь на миллиметры. Я сразу и не понял почему вдруг замеры стали так скакать.
Видео снял боком лежа. А поворот редактором портит качество. В ближайшие дни переделаю.
Сила прижима зависит от того, как припаяны шарики и от жесткости конструкции. Даст ли что-нибудь пружина не знаю. Попробуйте. Главное, что конструкция сделана без токарного станка и она реально работает. Ну и цена: 6 шариков по 30 копеек.
PS Контактный датчик это концевик фрезы, на который цепляется крокодил. Так вот контакт между дюралем и твердосплавом у меня оказался очень плохой. Между острием фрезы и печатной платой у датчика нуля контакт хороший, а здесь плохой.
PS2 Датчик касания хоть и без электроники, но идет на ЛПТ не напрямую, а через контроллер ШД. А там что-то типа элемента ИЛИ или И, наверно, стоит. Может и опторазвязка. Какие-то м/с стоят.
Сообщения: 1179Зарегистрирован: 25 мар 2013, 13:09Имя: BahaОткуда: Moscow-Taraz
20 апр 2014, 18:59
George164 писал(а): А поворот редактором портит качество.
у микрософта прога Киностудия нормально поворачивает.
Окно откройся — onclick=»return !window.open(this.href)»
20 апр 2014, 19:24
Если имеется в виду Movie Maker, то она в ХР файлы mp4 даже не загружает.
20 апр 2014, 19:35
George164 писал(а):сли имеется в виду Movie Maker, то она в ХР файлы mp4 даже не загружает.
Да. То что она не грузит не его вина, а твоя, загрузи нужные кодеки будет все грузить.
20 апр 2014, 20:26
Она и на AVI вылетает, когда пытаешься повернуть. У меня из-за этих бесконечных установок ХР уже травмированная. Надо бы переустановить, да лень потом весь софт ставить и стремно, что ноут умрет совсем. Проще переснять.
С ноутом что происходит непонятно. На антивирусе выключается по питанию. Попробую на другом.
20 апр 2014, 21:01
George164 писал(а):У меня из-за этих бесконечных установок ХР уже травмированная.
у меня WIN7 64 бита ультимейт, работает нормально.
Сообщения: 277Зарегистрирован: 18 май 2012, 03:15Откуда: Одесская обл.
21 апр 2014, 19:35
Есть удобная и бесплатная програмка «Format Factory». Там и поворот изображения есть в расширенной настройке кодирования.
23 апр 2014, 21:15
Разместил, все-таки, старое повернутое видео датчика с губкой.
С чем столкнулся. Корпус совсем хилый, из рекламного пластика. Печатка из текстолита 1.5мм, тоже совсем хилая.
Сделано для пробы кое-как, а устройство, все-таки, требует микронных допусков у контактов. Неровности выбираются за счет прижима. Пока губка свежая — все было хорошо. Потом видно продавилась и через неделю контакт стал пропадать. Заменил на пружину, которая оказалась явно тугая для такого хилого корпуса. И чувствительность тут же пропала. Срабатывание 100% и повторяемость отличная, а визуально видно как корпус гуляет. Нужна мягкая центральная пружинка или пружинки на каждый контакт с переделкой корпуса и корпус покрепче, например, склеенный из текстолита.
Начальник форумаСообщения: 2430Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00Имя: ВиталийОткуда: Краснодарский край. ст. Каневская
Контактная информация:
23 апр 2014, 21:49
George164, Хорошо что есть такие люди как ты
23 апр 2014, 22:26
Спасибо, если без обид.
Сообщения: 226Зарегистрирован: 21 дек 2010, 01:00Имя: АлексейОткуда: Набережные Челны
23 апр 2014, 23:22
24 апр 2014, 00:04
24 апр 2014, 08:09
я сам мечтаю о таком датчике. но в сутках всего 24 часа
George164 писал(а):потом чертеж привязали к этим координатам и работаете.
вот с этого места поподробней!
24 апр 2014, 08:57
George164 писал(а):Как ровно разместить 6 шариков и 3 ролика, так, чтобы получить надежный контакт при небольшом усилии.
Рискую показаться нудным, но всётаки посоветую освежить в памяти геометрию, ну или хотя-бы смоделировать «неровный» узел в каком-нибудт солидворксе и т.п.
Про надёжные контакты тоже уже писал.
George164 писал(а):С корпусом понятно. Вырезаем из текстолита слои, мажем клеем, насаживаем на длинный полированный вал 3 мм и сдавливаем.
Это так, поиграться и понять принципы. Нормальный датчик надо делать из металла. с возможностью юстировки положения щупа относительно хвостовика. Посмотрите конструкцию датчика Starik’а (Шерлок Холм их тут продавал) — в принципе удачная конструкция, разве что пропорции поправить.
Ly2 писал(а):и надо искать ноль по Z, (длинна фрезы и щупа могут быть не одинаковы)
Длина щупа известна, станок её знает и сам делает поправки. Длину фрезы всегда можно померять с помощью аналогичного датчика, установленного на столе и с «грибком» вместо щупа.
Собственно датчик для поиска высоты, он-же для измерения длины фрезы — основной рабочий датчик, а такой искатель центров полезен, но не необходим.
VVChaif писал(а):вот с этого места поподробней!
Например кладёте заготовку на стол как попало, с помощю датчика определяете положение базовой грани отностительно осей станка (два касания грани дают две точки, однозначно определяющие угол грани относительно осей), с помощью соотв. G-команд поворачиваете ось координат станка паралельно грани заготовки.
По трём точкам (две на одной грани и одна на перпендикулярной) можно точно найти угол прямоугольной заготовки, по четырем — непрямоугольной.
24 апр 2014, 09:03
UAVpilot писал(а):Например кладёте заготовку на стол как попало, с помощю датчика определяете положение базовой грани отностительно осей станка (два касания грани дают две точки, однозначно определяющие угол грани относительно осей), с помощью соотв. G-команд поворачиваете ось координат станка паралельно грани заготовки.
спасибо понятно. Gкод надеюсь найду сам
24 апр 2014, 09:38
UAVpilot писал(а):всётаки посоветую освежить в памяти геометрию
Как говорится, ровно было на бумаге. Но любой станок имеет люфты, а любое сверло уводит в сторону. Вопрос не начертить, а собрать.
VVChaif писал(а):Нормальный датчик надо делать из металла
Люди правдами и неправдами собрали свой первый станок. Какой металл? Использование токарного станка не предполагается. Если есть конструкция — пишите.
На примере фото детали. У нас 3 отверстия.
Находим центр левого отверстия и обнуляем координаты.
Находим и записываем центры других отверстий.
Например, в Компасе чертеж детали размещаем так, что центр левого отверстия в центре координат.
Рисуем точками или осями центры других отверстий по записанным координатам.
Операцией Поворот вращаем чертеж вокруг центра до примерного совпадения центров других отверстий, усредняя погрешность. Теперь сдвигаем весь чертеж на отклонения щупа датчика от реального центра фрезы, если они значительны.
Все. Теперь чертеж с точностью до погрешностей соответствует детали на столе. Причем грани нас не интересуют. Они изначально скорее всего кривые. В данном случае нам важны только отверстия и именно по ним мы привязываем чертеж к детали. Теперь рисуем и фрезеруем, например, новые крепежные отверстия для новой каретки Z.
Т.е. привязка идет по значимым точкам. А координаты точек находим датчиком, учитывая диаметр и погрешности юстировки датчика по осям. Юстировка датчика не обязательна. Достаточно знать его отклонения и учитывать их в расчетах.
В Арткаме двигаем чертеж так, чтобы центр левого отверстия был в центре координат.
24 апр 2014, 09:49
VVChaif писал(а):спасибо понятно. Gкод надеюсь найду сам
У тебя же есть Planet, там и в EMC будет работать G10, а в Мач G68.
24 апр 2014, 12:54
Спасибо. Теперь боле-менее понятно. Просто я грани деревянных нахожу практически таким же скриптом как и Z. Центра отверстий, да точнее будет( времена оргстекла с медной шайбой и прицелом, с которых начинали тут пару лет назад, прошли
Не в тему:
Небольшой станочек запустил таки, вот теперь и практикуюсь
ищет центр круга по внешним краям
как то спрашивал такой скрипт(самому ума не хватает написать) так и замолчали просьбу
К нему же еще в комплекте скрипты идут, как правило
я так понял при покупке датчика
24 апр 2014, 14:17
Какая покупка? Это датчик для самостоятельно изготовления. Скрипты будут, но позже. Сейчас версию 2.0 сделаю. Прикупил кусочек 2 мм стеклотекстолита.
24 апр 2014, 14:51
Буду следить за развитием.
24 апр 2014, 16:27
Да, есть, но из-за нехватки времени и мощностей компа (в конце мая буду новый ставить и тогда буду 2 операционки иметь) она ждет своего часа.
За направление поиска спасибо.
24 апр 2014, 20:28
Ly2 писал(а):Скрипты в свободном доступе будут?
Сделать скрипт не проблема. Но с поиском центра круга не вполне ясен алгоритм поиска. Мы же не можем заложить диаметр круга. Поэтому поиск датчиком будет пытаться сам определить границы круга, опускаясь, например, на 5 мм каждый 1 см. Если удалось опуститься, то край обнаружен, если нет — ищем дальше. Нашли один край — движемся в центр до контакта, затем поднимаемся, возвращаемся в центр и ищем в другую сторону. Как-то так. Ничего другого пока в голову не приходит. Ну, или вначале опускаемся и определяем уровень детали, а потом поднимаемся на 3 мм и ищем во все стороны.
Скрипты и так в свободном доступе, но они не всегда работают по разным причинам из-за особенностей станков или неправильных начальных установок. У меня почему-то в скриптах нормально не отрабатывает команда G0 по Z.
25 апр 2014, 00:25
Все делают проще: щуп вручную опускается в отверстие на нужную глубину и запускается скрипт, который работает только в плоскости XY.
Самостоятельно при поиске щуп опускаться не должен т.к. можно например въехать корпусом шпинделя/датчика в какой-нибудь крепёж пока щуп ещё ничего не коснулся.
P.S. Скрипы есть, но они для LinuxCNC и в Mach3 видимо работать не будут из-за различий в интерпретаторе RS274NGC.
Желающие могут попробовать скрипт обнуления Z по датчику:
Код: Выделить всё
процедура вызывается с тремя параметрами:
1. минимальная абсолютная координата по Z, например если у вас Z двигается от 0 до -100мм, то надо указать «-100».
2. Скорость поиска до первого касания
3. Высота срабатывания датчика
В результате Z обнулится по поверхности на которой стоит датчик в текущей системе координат (G54-G59) и ось Z вернётся на высоту, с которой было запущено.
