Вопросы. Создание лазерной измерительной системы

Тема в разделе 'Общий раздел', создана пользователем Fan, 3 янв 2017.

  1. Fan

    Fan Новичок

    Здравствуйте форумчане,
    Появилась идея создания измерительной лазерной системы для определения длины инструмента на фрезерном ЧПУ станке. В области лазерных технологий не силен и прошу у вас помощи.
    В общем как представляю себе все это дело. Лазер, приемник. Перед измерением лазер включаем, приемник принимает луч и срабатывает индикатор(светодиод). При пересечении луча измеряемым инструментом индикатор меняет цвет(вкл. другой светодиод).
    Требования к лазеру/приемнику.
    Измеряемый инструмент может иметь разный диаметр от 1мм до 100мм. Для небольших диаметров нужен лазер с наименьшим диаметром луча. Приемник, реагирующий на целостность луча. Что наверное практически не реально сделать? В общем пока оставлю другие варианты при себе, рассмотрю предложенные вами варианты лазера и приемника. Спасибо
     
  2. Fan

    Fan Новичок

    Как понимаю с «целостностью» луча не получиться. Рассматриваю готовые решения, можно с небольшой доработкой. Сейчас наткнулся на комплектс диаметром лазера 1-1.5мм, можно найти по словосочетанию "laser m12".
    [​IMG]
     
  3. мирон

    мирон Пользователь

    Ниххх... не понял. Что есть
    ?
    Дальше Вы толкуете про
    .
    Так что же всё-таки надо измерить? И с какой точностью?
     
  4. Fan

    Fan Новичок

    Измерять нужно длину, точность желательно несколько соток(±0.03). Диаметр указал для минимального расстояния между передатчиком и приемником.
     
  5. Fan

    Fan Новичок

    Насчет точности, если предположим сверло будет перекрывать часть луча, как поведет себя приемник? Насколько сильно нужно закрыть луч, чтобы он не воспринимался приемником?
     
  6. мирон

    мирон Пользователь

    Всё равно ничего не понял. Можете нарисовать картинку, иллюстрирующую указанный выше случай, когда в шпинделе установлено сверло, и указать, какую же длину Вы хотите измерить?
     
  7. Fan

    Fan Новичок

    Ну вкратце. У нас вертикальнорасположенный шпиндель с загруженным инструментом. Чтобы измерить длину инструмента вручную, необходимо маховичком подвести кончик инструмента на плоскость, чаще это верхняя сторона детали. То есть сверху вниз опуская шпиндель с загруженным инструментом подводим кончик сверла или торец фрезы на одну плоскость. Так "привязывается" весь остальной инструмент. Чем точнее подведешь весь инструмент на одну плоскость, тем точнее будет чистота обработки. Вместо плоскости может быть лазерный луч.
    Существуют лазерные автоматические системы измерения типа BLUM или RENISHAW, стоят они много денег.
    Принцип в том, что инструмент перекрывает луч и приемник фиксирует это положение.
    Поперечное сечение луча -это круг, сверла-треугольник, фрезы- прямоугольник. В какой момент при опускании инструмента на луч будет перекрытие приемника и он изменит сигнал?
    [​IMG]
     
  8. Fan

    Fan Новичок

    Луч не может быть большого сечения, т.к. инструмент меньшего диаметра не перекроет его. У китайцев нашел этот комплект, там обещают диаметр луча до 1.5мм. В идеале иметь тонкий лазер порядка 0.1-0.2мм или может прикрыть приемник? Вообще интересно при каком значении перекрытия он среагирует 5%, 10%, 50% или может 90%?
     
  9. мирон

    мирон Пользователь

    Сначала простой ответ на простой вопрос.
    Рекламу сыра hohland помните? "Не сынок, это фантастика". Если точнее, то сфокусировать пучок в пятно с заданным (0.1 мм) диаметром можно. Можно и в 1 мкм. Только это никак не поможет в данном случае, ибо после такой фокусировки пучок будет сильно расходящимся. Как его потом на фотоприёмник подавать?
    Теперь по существу. Как я понял из Вашего эскиза, речь идёт вовсе не об измерении длины инструмента. Речь идёт о том, чтобы зафиксировать приход инструмента (фрезы, сверла) в некую виртуальную плоскость при его смещении по Z оси. Эта плоскость (именно плоскость!) и создаётся замечательными немецкими дивайсами типа BLUM/RENISHAW. Скорее всего это достигается какой-то развёрткой по типу той, что используется в лазерных строительных построителях уровня.
    В предложенной Вами схеме формируется только линия. И эту линию ещё надо выставить параллельно плоскости XY. При разумных диаметрах пучка (~ 1мм) я не знаю, как достичь желаемой точности позиционирования инструмента. Кроме того, для сверла возникает ещё одна проблема: желательно, чтобы его ось совпадала с вертикальным диаметром лазерного пятна. И как это обеспечивать?
    В общем, пока вопросов много-много больше, чем ответов. Не лучше ли дедовским способом?
     
  10. Fan

    Fan Новичок

    Ну я же попросил объяснить про лазеры, а вы мне про то как мне подвести инструмент на плоскость. Хорошо. Инструмент выводится один раз в нужную точку в плоскости стола, и затем весь остальной инструмент будет тоже измеряться в этой точке. Шаговые двигатели позволяют это делать с высокой точностью позиционирования. Даже если луч будет немного под углом к плоскости стола, погрешности будут небольшими. Совместить ось шпинделя с центром луча тоже не проблема взяв инструмент-калибр.
    Объясните как работает приемник. Если он меняет сигнал на выводе при малейшем пересечении луча, то это то что нужно. Или его нужно полностью закрыть?
     
  11. мирон

    мирон Пользователь

    Вы ж должны понимать, что я ни разу не станочник. И у меня нет профессиональных знаний о том, как выставляется инструмент в нужную позицию.
    Здесь попробую. Пусть вначале лазер светит на приёмник и его пучок никак не перекрывается инструментом. При этом приёмник выдаёт электрический сигнал (ток или напряжение), пропорциональный (это надо специально проверять!) приходящей на него мощности. При введении инструмента в пятно как у Вас нарисовано, сигнал будет уменьшаться. Т.е. как у Вас сказано "он меняет сигнал на выводе при малейшем пересечении луча". Если размер инструмента такой, что пучок перекрывается полностью, то сигнал должен упасть до нуля. Такова теоретическая картина.
    В жизни же всё гораздо сложнее. Например, лазерные говноуказки никак не стабилизированы по мощности выходного излучения. Результат - сигнал с приёмника стал мало-мало меняться. Что это? Попал фрезой в пучок или же просто выходная мощность гуляет? Подводите инструмент к пятну, сигнал фотоприёмника стал уменьшаться. И? Мы не можем точно измерить, где оказался наш инструмент (тут со сверлом вообще трудно что-то понять, у него конец конической формы в фас) по отношению к центру пятна и с точностью до 2-3 соток. В общем, проблем 100500.
    Если очень хочется экспериментировать, то купить лазерную указку и фотодиод с размером приёмной площадки такой, чтобы на нужном Вам расстоянии перехватывалась вся апертура лазерного пучка. Это недорого. Дальше спаять трансимпедансный усилитель на операционнике (курить гугель до полного просветления в этом вопросе, на самом деле всё просто), прицепить выход такого фотоприёмного устройства к цифровому тестеру и ... В общем, экспериментируйте, если хочется.
     
  12. Fan

    Fan Новичок

    Хорошо. Вот нашел еще на али квадратный комплект с индикацией. Но менеджеры тупые, ничего ответить не могут, такой бред несут. Одна честно призналась - мы продавцы, а не технические специалисты. [​IMG]
    Rectangular laser photoelectric sensor /10-30V Visible laser sensor /0-10m Beam Laser photoelectric switch
    http://s.aliexpress.com/bIJrMbMR
     
  13. Fan

    Fan Новичок

    Вот думаю, подойдет ли мне это. И какой вариант выбрать НЗ или НО?
     
  14. Fan

    Fan Новичок

    Нормально открытый, скорее на третий провод сигнал постоянно подается, при перекрывании лазера - отключается.
    А еще такого плана.
    Square E3F. laser to shoot. Photoelectric switch sensor often open. Normally closed NPN.PNP. Anti interference 0-20 meters
    http://s.aliexpress.com/MRfmq2ae
    Кто-нибудь может объяснить как это работает, там два датчика лазерный и индуктивный?
     
  15. мирон

    мирон Пользователь

    Вот и я такой же. Тупой. Глянул, что там написано. Тех. информации минимум. Но из описания Product name: Laser beam photoelectric switch (switch - переключатель) я могу предположить, что это некий датчик перекрытия пучка, который работает с логическим выходом. Но понять, при какой степени перекрытия он срабатывает - невозможно. IMHO, конечно же, но в данном случае лучше иметь датчик с аналоговым выходом.
    Может, кто-то из форумчан лучше знает и отпишется. Или брать и далее методом ненаучного тыка.
    Но я как-то подозреваю, что купить "щастья" за US $21.80 точно не получится. Вы ж выше писали
    Конечно, можно купить, раскурочить и использовать как элементную базу для дальнейших экспериментов.
     
    Fan нравится это.

Поделиться этой страницей