Sähköinen syöttövaihteisto

olli henttonen · 27.03.13 - klo:10:23

Puuhapajakin olisi kiinnostunut moisista wärkeistä jos vain saisi budjetille sopivaksi.... meiltäkin löytys pari sorvia jota voisi ajatella koekaniiniksi( 150 ja 50 kg luokkaa), mutta taurin taitaisi olla paras siihen hommaan, hän voi sitten käydä puuhapajalla sorvailemassa.

Jonne · 27.03.13 - klo:18:32

Kiitoksia kaikille kiinnostuneille!

Mietin tätä hommaa hiukan ja teen kaksi versiota, sillä jos tehdään kaikilla syöttövaihteisto
kaikilla herkuilla, tulee hintaa hiukan erilailla... Logiikkana on käytettävä SV28:a, muissa
ei ole tarvittavaa dynaamista PWM-käskyä, jolla saa tuon suljetun loopin kooderiseurannan
toimimaan 100% varmuudella. Jos keksin jonkun ratkaisun, ilmoitan siitä kyllä.

1. Halpa versio

- Logiikka DVP-SV28-III
- 200kHz tulo kooderille
- 10kHz tulot käsipyorille
- 200kHz lähdöt steppereille / askelmoottoreille
- ei näyttöä, kiertokytkimet matriisi-IO:lla (noilla kytkimillä valitaan syötöt: milliset/tuumaiset nousut)

* optiona X-akselituki
* optiona 3" kosketusnäyttö

Tämä mokkula voi toimi myös ns. hölmönä vaihteistona, eli siis ihan pelkkänä vaihteistona.
Teen tuohon vielä "catch-up":n, eli hakee edellisen kierteen vauhdissa kohdalleen
omatoimisesti.

Harrastehintaa kyseiselle logiikalle ohjelmoituna tulee pari sataa verollisena ensimmäisille koekaniineille.
Loput romppeet pitää erikeen hankkia, Alibabasta sen kun tilaamaan ;) ...toki voin jostain järjestää isomman
mällin kerralla, niin saadaan nuokin sopivammin.

Kytkimien merkitys ja järjestys olisi seuraava:

...toisin sanoen kytkimien asennolla saa pikana tarvittavat nousut/syötöt, mutta myös on mahdollista
käyttää täysin vapaata syöttöä.

***********

2. Kallis versio

- Logiikka DVP-SV28-III
- 200kHz tulo kooderille
- 10kHz tulot käsipyörille
- 200kHz lähdöt steppereille/servoille
- vakiolastuamisnopeus (0...10V taajuusmuuttajan)
- 7" tai 10" kosketusnäyttö (DOP-B07Sxxx tai DOP B10Sxxx)
- X-akselituki kartiosorvauksella ja kartiokierteillä (asteet, suhdeluku, radiaanit)
- mittalaitteet samassa, työkalukirjasto ja muut himmelit mitä nyt sattuu keksimään ;)

* optiona suljetun loopin +/-10V nopeuskomento servoille

Tämän hinta menee kyllä noilla osilla 500...1000 euron väliin, ehkä ylikin...

Tässä jo osittain toimivasta muutama ruudunkaappaus:

Mutta muutama pointti molemmista systeemeistä... Karankooderin on oltava binäärijaollinen, siis toisin sanoen
256, 512, 1024.... -pulssinen. Ylivuotavan laskurin matematiikan hierominen logiikaan
ei mielestäni ole kovinkaan järkevää, kun kooderit ovat nykyään sen verran halpoja.
Lisäksi kooderin on oltava 24VDC (HTL)...tai sitten 5V kooderin tulot on optoilla nostettava
24 volttiin. Sama koskee käsipyörää. Tuollaisen optokortin joku voisi tehdä, taitaa noita
muutenkin olla tarjolla ja eikä tuollaisen tekeminen iso homma ole, käytännössä opto
ja yksi vastus per kanava.

JuKa · 28.03.13 - klo:11:45

Tuo ensimmäinen vaikuttaa varsin kohtuulliselta... Tuo jälkimmäinen onkin jo täysverinen cnc :D

Minullakin olisi tuollainen 10x30 sorvi, ilman virallista syöttövaihteistoa.
Syötöt on mutta hammaspyöriä vaihtamalla.

Mitäs tuo catch-up tarkoittaa ?

Jussi

Jonne · 29.03.13 - klo:23:13

Projekti on taas hiukan edennyt. Nyt on molempien akselien syötöt kunnossa, käsipyörät, karan astekulmanäyttö ja
kierroslukumittari. Enkoderin binäärijaollisuudellakaan ei ole enää merkitystä.

Seuraavaksi pitää leipoa kasaan kartiosorvaus, ei pitäisi olla ongelma vaikka laskisi floatteina, sillä tuo
SV28-logiikka on hämmentävän nopea ohjelmansuorituksessa; reilu 1200 askelmaa ohjelmaa, ja syklin pituus 1ms! Tarkoittaa
toisin sanoen sitä, että akselisynkkaa korjataan 1000 kertaa sekunnissa (ei kuulosta paljolta CPU-miehille, mutta kyseessä
on TIKAPUULOGIIKKA ;) ...ja ohjelmaa ei ole optimoitu vielä yhtään, kaikki luvutkin lasketaan vielä 32-bittisinä, joten luulisin
saavani tuon syklin alle 1 millisekunnin.

Teoriassa voisin ympyräinterpolaationkin ympätä tuohon keksintöön, mutta katsotaan nyt... Hyödyllisempi voisi olla
puuttuvahampaisen kooderin tuki (tekniikka tuttu kampiakselin asennontunnistimista).

LainaaTuo jälkimmäinen onkin jo täysverinen cnc :D

Itseasiassa ei ole CNC, se on vain mittalaitenäyttö ja sähköinen syöttövaihteisto. Logiikalla voi toki tehdä sekvenssejä,
löytyy sieltä "drum sequencer"-käskykin, mutta kyllä se silti "oikeasta" CNC:stä jäisi kauas ;) ...toki jonkinlaisen
muodonseurannan voisi rakennella, esim. nokkien ja kampien sorvaamiseen. Tosin tuo vaatii jo aika hyvää
suorituskykyä X-akselin moottorilta...

LainaaMitäs tuo catch-up tarkoittaa ?

Käytännössä sitä, ettei koskaan tarvitse miettiä mistä kohtaa aloittaa seuraavan lastun kierrettä sorvatessa.
Syötön kun on irroittanut ja ajaa pikaliikkeellä kierteen alkuun, vaihteisto hakee kierteennousun omatoimisesti
ja kiihdyttää mukaan synkkaan karan kanssa entisen uran päälle.

LainaaEikös deltalla ole logiikka joka ymmärtää myös G-koodia, muistan nähneeni deltan sivuilla sellaisen videon.
Tällaisen ympärille kun tuon rakentaisi niin voisi ehkä cam-ohjelmia syöttää sorville.

Se G-koodilogiikka on aika tarkkaan sidottu ajamaan vain G-koodia ja siinä ei ole samoja käskyjä kuin näissä
muissa. Tiettävästi PM-sarjan logiikka ei ole tuo mm/r-syöttöä, joka osaltaan rajoittaa sorvin ohjaimena käyttöä,
harmi sinällään...

Palailen kun on taas jotain kerrottavaa!

Jonne · 30.03.13 - klo:23:14

Lisää edistystä!

Nyt syöttövaihde pystyy kartionsorvaukseen ja aika fiineillä ominaisuuksilla.
Syötön voi haluamalla suhdeluvulla siirtää Z --> X tai X--> Z. Esim. syöttö
2.5mm/r ja kartion suhdeluku 1/5, tarkoittaa että Z syöttää 2.5mm/r ja X syöttää 0.5mm/r.

Mutta samaan aikaan voi käsipyörillä korjata liikettä syötön aikana. Jos esim. syöttö on
Z:lla päällä ja kartionsorvaus, voi Z:n käsipyörällä muuttaa Z:n asemaa
nähden nousuun ja X:n käsipyörällä halkaisijaa kesken syötön. Homma toimii yhden akselin
syötöllä ( vaikka vanhaa kierrettä hakiessa ) aivan samoin, kuten myös X--> Z
kartiosyötöllä ( = Z seuraa X:ää ).

Kuten aiemmin mainitsin, voi kartiota sorvata suhdeluvulla ( esim. 1 / 5 ), mutta
myös asteina. Tarkkuus astekulmassa on 0.0001mm / m luokkaa, johtuen liukulukulaskuista.
mutta varmasti riittävä ;)

Ilmoittelen taas projektin etenemisestä...

mpr · 31.03.13 - klo:08:16

Mistä ja millä mitataan z ja x paikkatieto, voiko esim. mittasauvoista saada tiedon logiikalle.

Jonne · 31.03.13 - klo:16:30

Lainaus käyttäjältä: mpr - 31.03.13 - klo:08:16
Mistä ja millä mitataan z ja x paikkatieto, voiko esim. mittasauvoista saada tiedon logiikalle.

Käytännössä logiikka kyttää ulosmenneiden pulssien rekisteriä
ja vertaa sitä haluttuun kohteeseen. Näiden erotus kerrottuna vahvistuksella on suoraan
pulssitustaajuus. Pulssirekisterin voi korvata mittasauvatiedolla, ei ongelmaa.

SV28:ssa pulssirekisterit ovat D1336 ja D1338, SA/SS/SC ne muistaakseni ovat D1020 ja D1022

Jonne · 01.04.13 - klo:14:58

Tässä pari ideaa karankooderiin. Logiikka kun lukee 24V-signaalia, voi kooderin
toteuttaa induktiivisen anturein. Samalla jää hammashihnan tarve pois.

Antureiden pitää olla toisiinsa nähden noin 90-asteen vaihe-erolla nähden hampaisiin.
Hampaiden lukumäärä saisi olla noin 16 tai 32, enempää ei tarvitse sillä logiikka pystyy
nostamaan teoreettista kooderitarkkuutta, syöttöliike pysyy sulavana vaikka pyörimisnopeus
olisi hidas.

Jos tuota kooderia haluaa vielä yksinkertaistaa, voi hammaspyörän sijaan käyttää reikälevyä.

mpr · 01.04.13 - klo:16:32

Lainaus käyttäjältä: Jonne - 01.04.13 - klo:14:58

Jos tuota kooderia haluaa vielä yksinkertaistaa, voi hammaspyörän sijaan käyttää reikälevyä.

Hyvältä näyttää varmasti tulee tarpeeksi pulsseja ja vaihe-erosta logiikka tietää pyörimissuunnan.
Mutta jos kierteytystä ajattelee mistä logiikka tietää pakan asennon ja kierre uran, yksi pidempi pulssi vai kuinka?

Tuossa omassa yksinkertaisuus on viety huippuunsa yksi ruuvinkanta josta pulssi "inkkarille" mitä logiikka lukee ja sekin toimii.

Jonne · 01.04.13 - klo:17:18

Lainaus käyttäjältä: mpr - 01.04.13 - klo:16:32
Hyvältä näyttää varmasti tulee tarpeeksi pulsseja ja vaihe-erosta logiikka tietää pyörimissuunnan.
Mutta jos kierteytystä ajattelee mistä logiikka tietää pakan asennon ja kierre uran, yksi pidempi pulssi vai kuinka?

Tuossa omassa yksinkertaisuus on viety huippuunsa yksi ruuvinkanta josta pulssi "inkkarille" mitä logiikka lukee ja sekin toimii.

Helpoin tapa on käyttää binäärijaollista kooderia, silloin täysi kierros on esim. yksi tavu. Tällöin nollapiste voi olla mikä tahansa
arvo tuossa tavussa, sillä laskurin vuotaessaan yli, se nollautuu. Laskurin voi siivota aina ANDilla (8-bittinen = laskuri AND 255),
huomion arvoista on että ensin kopioi laskurin rekisteriin ja sitten siistii sen rekisterissä, koska laskuri on saattanut mennä yli
juuri siistimisen aikana. Toki mielivaltaista kooderiakin voi käyttää, mutta tällöin on on laskettava erotusta edellisen ja nykyisen
laskuriarvon välillä ja lisättävä se virtuaalikooderiin (rekisteriin).

Asia ei tietenkään käytännössä ole ihan noin yksinkertainen, sillä logiikan kiertoaika ei riitä esim. 1000 pulssisen kooderin
jokaisen arvon muutokseen, eli tässä tapauksessa pitää laskea erotus edellisen ja nykyisen logiikan kierron välillä, huomioida
lagi ja korjata se kierretahdistuksen kanssa (...joka on sitten aivan oma lukunsa, mutta yksinkertaisuudessaan se tapahtuu
etsimällä lähin oikea kierre halutulle nousulle ja verrattava sitä nykyiseen asentoon, huomioitava karan lagi ja asento, laskettava
suhde-ero näiden välillä ja lisättävä se Z/X:n kohderekisteriin...)

Tuon lagin laskeminen on tärkeää, sillä muuten kierrosnopeuden muuttaminen vaikuttaisi seuraavan kierteen aloituskohtaan.

Olen tuon "catch-up":in testannut jo paperilla, huomenna testaan sitä oikealla raudalla. Katsotaan mitä käy...

Juu ja ei ole yhtään huono tapa käyttää yksittäistä pulssijonoa! Siihenkin saa synkan tehtyä "aika" helposti puuttuvan hampaan
metodilla, idea on kytätä pulssijaksoja ja kun pulssijakso kaksinkertaistuu, on puuttuva hammas mennyt ohi. Loppu
pulssijonosta luodaan mitattuun nopeuteen perustuen (esim, hampaan välillä luodaan kymmenen pulssia nopeudella perustuen
edellisiin mittauksiin nopeudesta). Mutta tuossakin pitää ottaa huomioon muutama pointti, kuten miten menetellään, jos
puuttuva hammas onkin käynnistyshetkellä kohdallaan...

Teoriassa suunnankin voisi tulkita kahden epäsymmetrisesti asetellun puuttuvan hampaan välillä, mutta siinä on sitten
omat ongelmansa...

Tauru · 05.04.13 - klo:20:06

Miten tuossa halvemmassa vaihtoehdossa ilmoitetaan kierteen pituus jos sitä käytetään kierteen tekemiseen?

Jonne · 06.04.13 - klo:11:28

Lainaus käyttäjältä: Tauru - 05.04.13 - klo:20:06
Miten tuossa halvemmassa vaihtoehdossa ilmoitetaan kierteen pituus jos sitä käytetään kierteen tekemiseen?

Kiertokytkimet olivat alkuperäinen idea, mutta saattaa löytyä yksi halpa/hyvä ratkaisukin, TP04-"tekstipaneeli" (oikeasti se on
graafinen...) http://www.delta.com.tw/product/em/control/tp/control_tp_product.asp?pid=3&cid=3&itid=2 ...toinen vaihtoehto on sitten 3" täysvärinen DOP-sarjan kosketusnäyttö, joka julkaistiin viikko sitten.

Itse pidän enemmän kytkimistä, nopeampi tapa käyttää (kun oppii) ja muistuttaa käytöltään "oikeaa" syöttövaihteistoa.
Kytkimiä voisi tuosta minun alkuperäisestä suunnitelmasta karsia aika paljon pois, pari kymmenasentoista kytkintä riittäisi, toisella mitä tehdään / mikä alue, toisella itse syöttöarvo. Noilla saisi jo 100 eri syöttöä / toimintoa. Kukaan tuskin tarvitsee
1.051mm nousua...

Kartiokulman valinta tulee vähän ongelmaksi tuolla järjestelyllä, joten ideoita otetaan vastaan. Käsipyörää voisi
hyödyntää kulman asettamisessa. Esim. 7-segmenttinäyttö (logiikasta löytyy valmis käsky moisen ohjaamiseen IO:n
kautta) näyttäisi astekulman ja käsipyörällä sen voisi veivata mieleisekseen.

Kunhan ehdin nyt saada ohjelman perusmekaniikan pelaamaan (vielä pitää säädettävät rampit tehdä steppereitä varten), niin
sitten voi kehitellä käyttöliittymiä. Tuohon saa liitettyä RS232/RS485:n kautta kolmannen osapuolenkin kamoja, teen jonkin
asteisen dokumentaation aiheesta mitä pitää renkuttaa rekistereistä, että alkaa tapahtumaan ;)

Btw, saan tuon toimimaan todennäköisesti halvemmalla DVP-SA2 -logiikallakin, mutta max. kooderitaajuus on sitten 50kHz,
riittänee 256ppr kooderilla 3000rpm:ään.

mpr · 06.04.13 - klo:12:40

Lainaus käyttäjältä: Tauru - 05.04.13 - klo:20:06
Miten tuossa halvemmassa vaihtoehdossa ilmoitetaan kierteen pituus jos sitä käytetään kierteen tekemiseen?

Tarvitseeko sitä välttämättä ilmoittaa, sehän menee cnc:ksi. Jos tuota pelkkää syöttövaihteistoa ajattelee niin eikö riitä että z-akseli ja kara on syncronissa toisiinsa. X-akselista ja kierteen pituudesta huolehtii huolehtii sorvari niin kuin manuaalikoneessakin.

Tauru · 06.04.13 - klo:13:49

Ei se nyt vielä aivan CNC:tä ole jos voi määritellä Z-akselin syötön pituuden.
Alkuperäinen keskustelu sähköisestä syöttövaihteesta lähti muistaakseni liikkeelle ELS-projektin innoittamana (http://www.autoartisans.com/ELS/) ja ko. vermeessä voi syötön pituuden säätää.

Minun pitäisi omaan sorviin saada moottori Z-akselille että päästäisiin sitten Jonnen kanssa jatkamaan prototyyppiä. Ensin pitäisi tehdä päätös askelmoottorin ja servon välillä. Molemmissa ratkaisuissa lienee omat etunsa.

Jonne · 06.04.13 - klo:16:20

Lainaus käyttäjältä: Tauru - 06.04.13 - klo:13:49
Ei se nyt vielä aivan CNC:tä ole jos voi määritellä Z-akselin syötön pituuden.
Alkuperäinen keskustelu sähköisestä syöttövaihteesta lähti muistaakseni liikkeelle ELS-projektin innoittamana (http://www.autoartisans.com/ELS/) ja ko. vermeessä voi syötön pituuden säätää.

Minun pitäisi omaan sorviin saada moottori Z-akselille että päästäisiin sitten Jonnen kanssa jatkamaan prototyyppiä. Ensin pitäisi tehdä päätös askelmoottorin ja servon välillä. Molemmissa ratkaisuissa lienee omat etunsa.

Oho, luin viestisi hiukan huolimattomasti... Kierteen pituus ei mielestäni ole kovinkaan merkittävä asia, sillä kyseessä
on manuaalinen sorvi, säästyy melko monelta kolarilta jos joutuu tarkkailemaan mitä kone tekee...yksi kämmi asetuksissa
ja wha-tam! ;)

Toisaalta, päättymispisteen esittäminen ei sinällään ole vaikea juttu toteuttaa, sillä käyttäjä voisi siirtää Z-kelkan
päättymispisteeseen ja painaa namiskaa, joka pistää muistiin kyseisen kohdan. Tämän jälkeen Z-syöttö päättyy aina
kyseiseen pisteeseen (mahdollinen X:n irroitus pinnasta 2x kierteen nousu?). Toinen vaihtoehto on tehdä homma siten, että
ohjain muistaa pisteen, jossa syöttö viimeksi irroitettiin.

Voin tuollaisen toiminnon ympätä samaan systeemiin, no problem!