DRO Axis Computer
(digitális koordináta, sebesség és gyorsulás mérő kijelző egység)

Módosítva: 2009. december 09. szerda

Ez a készülék CNC és hagyományos szerszámgépek (maró, esztergáló, stb.) gépek nagypontosságú, tengelyenkénti koordináta, sebesség és gyorsulás mérésére képes. Minden tengely külön ilyen egységeket igényel. Működtetéséhez a mérni kívánt tengelyre kétcsatornás, növekményes (inkrementáló), forgó vagy lineáris encoder felszerelése szükséges. Kiváltható és kibővíthető vele a gép eredeti mérő rendszere.

Megrendelhető, készre gyártott, tesztelt változat (V2.0):

(nagyítás=klikk!)


(bemutató videó wmv, 16MB)

Főbb paraméterei (Firmware V1.02):

- Kétcsatornás, inkrementáló, asszimetrikus encoder bemenet,
- Maximális bemenő jelsebessége: 1MHz,
- mérési tartomány: +99999.9999 [mm]-től, -9999.9999 [mm]-ig,
- Abszolút koordináta rendszer, beírható +- értékkel,
- Relatív koordináta rendszer, önállóan nullázhatóan,
- Előtolási sebesség mérése (+9999.9999 mm/s és -999.9999mm/s mérési tartománnyal),
- Pillanatnyi gyorsulás mérés (+9999.9999mm/s2 és -999.9999mm/s2 tartománnyal),
- Pozitív és negatív maximális gyorsulás csúcsindikátor memória,
- Programozható Encoder felbontás (step/unit),
- Választható encoder kezelési módok (2×/4×),
- Csillapított kijelzés,
- Integrált kapcsolóüzemű tápegység (bemenet: 9 - 24V DC).

Teszt videó:
A szán amit visz a szervo egy precíziós bolygóműves anyával ellátott, 5 bekezdésű, eredően 5mm emelkedésű orsós szerkezet.
Az encoder 500-as rajta.
ez azt jelenti hogy a x4 módban egy fordulatra 2000 impulzust kapunk, azaz 1 osztás 0.0025 mm.
Ebből eredendően a Mach motortuningjába 400 imp/mm van írva.
Ezt az értéket kellett a DRO setupjába is beírni, tehát hogy hány lépésre kell a kijelzőnek 1 mm változást mutatnia.

A DRO bemneti jelét, az encoder-servovezérlő kábel megcsapolásából nyertem.
A Mach JOG módját step-be állítottam és értéke 0.0025-re van állítva, azaz egy gombnyomásra egy impulzust ad a step/dir kimeneten.
Aztán nyomtam hozzá a SHIFT-et is vagyis gyorsjáratban ment, végül nyomtam egy GOTO ZERO gombot.

Mégegyszer hangsúlyozom, nem az abszolút elmozdulást matatja, hanem hogy az encoder hol "jár"!
Vagyis a mechanika hibái nincsenek benne a mérésbe.
De hát ugye a vezérlő is innen veszi a visszacsatoló jelet.
(Németh István, alias Svejk)


(wmv, 2MB)

Vezérlő processzora a QDSP Servo Vezérlőnél már jól bevált dsPIC30F4012 mikrokontroller.

Dokumentációk (V1.0):
Elvi kapcsolási rajz (pdf): DRO_Computer.pdf  A kapcsolás HDSP-301G LED-es számkijelzőt tartalmaz.
Alapkártya (NYÁK, pdf): Base.pdf  
Kijelző panel (NYÁK, pdf): Display.pdf A nyákterv: SA56-11EWA LED-es számkijelzőre készült!
Anyaglista (txt): Alkatresz.Txt  
DRO V2.0 DRO_Svejk.rar A nagy kijelzős, Németh István féle DRO

Figyelem!
A megrendelhető, készre gyártott változat panelterve eltér a fenti tervektől!

Csatlakozások (V2.0):


(gyártott változat, csatlakozások (V2.0))

Tápellátás a Power sorkapcsokon keresztül, 9-24V DC feszültséggel. Fordított bekötés ellen védett. Az encoder csatlakozáson +5V hozzáférhető, max. 300mA terhelhetőséggel.
Ha a kijelző fordítva számlálna, akkor az Encoder kapcsokon az A és B vezetékeket fel kell cserélni.
Az encoder vezetékezést javasolt árnyékoltan szerelni (az árnyékolást a kijelző GND-jével kell összekötni csak a kijelző oldalán).
A készülék fogyasztása: ~100mA.

Telepítés:

A mechanikai és villamos beszerelés után, az 1mm-re jutó encoder impulzusokat kell beállítani (lásd menürendszer, Setup). Részletes leírás lentebb.

Menü rendszer és használat:


(javasolt előlap)

A DRO Computer két független koordináta rendszert képes kezelni egy időben. Abszolút és relatív koordináták. Ezek közös encoder felbontással képzett (step/mm), egymástól függetlenül nullázható, mérőrendszerek. Indítás vagy Reset után a két rendszer egyszerre nullázódik és tengely mozgás esetén, szinkronban futnak. A Relatív koordináta bármikor nullázható és ettől a ponttól pozitív és negatív irányba relatív elmozdulást mér. A két rendszer között egy gombnyomással lehet oda és vissza váltani. Az abszolút koordináta méréssel a gép véghelyzetétől (végállásától) számított szán távolságát, míg a Relatívval egy adott felszíntől való elmozdulás távolságát érdemes mérni.

A programozható felbontás értékkel beállítható bármilyen mértékegység (pl: mm vagy inch), vagy akár származtatott elmozdulás (pl. esztergagépek esetén, számított átmérő változás) is! A felbontás mértékegysége: Encoder step/unit. Az encoder kezelés szintén megadható a vonalak számának függvényében vagy 2×-ezni, vagy 4×-ezni képes. Egy 4× mód, egy 500 vonalas encoder esetén, 2000 step impulzust eredményez fordulatonként.

A DRO egység sebesség mérésére is képes. Ellenőrizhető vele a tényleges előtolás mértéke unit/s (pl.: mm/s) mértékegységgel! A megfelelő felbontás megadásával, akár fordulat/perc "sebesség" is kijelezhető!

Az egység képes mérni a gyorsulásokat és lassulásokat is mm/s2 ! A kijelzés lehet pillanatnyi aktuális érték, vagy pozitív és negatív sebesség változási csúcsok. A csúcsértékek bármikor nullázhatóak. Ellenőrizhető velük a Servo kőr maximális gyorsítási értékei.

A rendszer az összes mérést egyszerre, egy időben végzi, így bármelyik üzemmódba átkapcsolva a kijelzést, a háttérben a többi adatgyűjtés tovább folyik!

Menü rendszer:


(Menü szerkezet)

A kékkel jelzet visszatérési útvonalak helyzetfüggő utak. Mindig a hívás helyére tér vissza. A fekete utak fix útvonalak.

Bekapcsolás vagy Reset után a DRO Computer mindig az Abszolút koordináta rendszerbe (menübe) indul. Ez a kiindulási pont.


(Abszolút koordináta menü)

Setup menü:

Használatba vétel előtt be kell állítani a Computer felbontását. Ez meghatározza mennyi impulzus kell az Encoder felöl a kívánt kijelzés elérésére. Ha a kijelzést mm-ben szeretnénk, akkor az 1mm elmozdulásra eső Encoder impulzusok számát kell meghatározni és ezt beírni! Meghatározása előtt az Encoder feldolgozás módját kell beállítani. Ez lehet 2× vagy 4×.
Ha az Encoderünk nagyon nagy vonalszámú (>2000), akkor 2× javasolt, minden más esetben 4×.

A Setup menü két részből áll:

- Setup érték megnézése,
- Felbontás állítása


(Setup menü)

A Setup gom 1×-i megnyomása visz a Setup megnézése menübe.


(Setup érték megnézése)

A kijelzőben látható P jelzi a programozott felbontási értéket (alapon 1.0000).
Innét értékváltoztatás nélkül, a kékkel jelzet gombokkal lehet visszatérni (ha nem nyomunk semmit, 5s múlva automatikusan visszalép).

Ha Setup gombot ismét megnyomjuk és nyomva tartjuk 2s-ig, akkor belépünk az Setup állítás menübe.

Ezt a villogó baloldali digit is jelzi! Ilyenkor az up gombbal lehet felfele állítani az értéket és Ent. gombbal jobbra léptetni a helyértéket.

A tároláshoz a Store gombot kell megnyomni. Minden más gomb, kilépés a menüből tárolás nélkül.

Encoder kezelés módja beállítás:

A Setup nézet menüből érhető el az up gomb megnyomásával. Az up gombbal lehet váltani a 4 és 2 (villogó) értékeket. A Store gomb tárolja a beállítást.


(Encoder kezelés 4×-es módban)

Abszolút / Relatív koordináta kijelzés váltása:


(Abszolút / Relatív koordináta váltása)

A váltást az Abs./Rel. gombbal lehet elvégezni. A Relatív kijelzést villogó tizedespont jelzi! Relatív módban a Zero gomb nullázza a kijelzőt.

Abszolút koordináta adat beírás:


(koordináta adat beírás)

Az Abszolút koordináta kijelzésből, a beíráshoz az Abs./Rel. gombot 2s-on keresztül nyomva kell tartani. Belépéskor a kezdő érték az éppen aktuális abszolút koordináta. A beírás megkezdését jelzi a baloldali karakter villogása. Az up gombbal lehet ciklikusan 0-9, majd - (negatív jel) karaktereket beállítani. A negatív jel (-) beállítása csak a legszélső baloldali karakteren lehetséges! Jobbra léptetni az Ent. gombbal lehet. A kész szám Store gombbal tárolható.

Előtolási sebesség mérése (Feed rate):


(sebesség mérése)

A Feed gomb megnyomásával lehet belépni a sebesség mérés kijelzés menübe.


(Feed rate)

Sebesség változás (Acceleration) menü:


(gyorsítás / lassítás kijelzés)

Belépve (Accel. gomb) először a pillanatnyi sebesség változás kijelzésbe kerülünk. Ezt a villogó tizedespont jelzi!


(Acceleration menü)

Az Accel. gomb ciklikus nyomásaival lehet a menük közt körbe-körbe lépegetni. Először a pozitív maximum, majd a negatív maximum kijelzése kerül sorra. Innét ismét a pillanatnyi változás menübe kerül.
A Zero gombbal lehet a maximum értékeket nullázni.

Firmware verzió megtekintése:


(Firmware verzio 1.01)

A Setup nézet menüből az Ent. gomb megnyomásával lehet megnézni a beégetett Firmware verziót.

Hibajelzés:


(Túlfutás jelzés)

Ha a kijelezni kívánt érték meghaladja az ábrázolható maximumot, akkor villogó E betü ezt jelzi!