Band saw go brrr
Założenia
- feedback loop: szybkość opuszczania głowicy ⇔ prędkość taśmy; zniwelowanie nieliniowego działania siłownika hydraulicznego
- wykrywanie krawędzi poziomych w pojedynczych profilach i klastrach profili (zwalnianie głowicy "rozpędzonej" na odcinkach pionowych)
- cięcie profili i prętów tego samego rodzaju w różnych ilościach w imadle
- uwzględnienie kąta głowicy
- odcinanie silnika przy zacięciu taśmy
Usprawnienie w postaci częściowej automatyzacji procesu cięcia na pile taśmowej Cormak 128HDR. Siłownik hydrauliczny opuszczający ramię piły działał nieliniowo w efekcie zawór odpowiadający za prędkość opadania wymagał ciągłej regulacji. W trakcie użytkowania zacząłem ciąć "na ucho", regulując zawór w razie konieczności przy zmianie obrotów spowodowanej obciążeniem silnika. To nasunęło mi pomysł, że możliwa byłaby automatyzacja na bazie feedback loop. Potem poszło w miarę zauważonych potrzeb, konieczność inputu w postaci wielkości i ilości ciętych elementów, kąta cięcia itp. zmusiły mnie do stworzenia UI, dokładnego zwymiarowania piły do przeliczania kąta ramienia na wysokość cięcia i innych drobnych modyfikacji.
Iteracje
Iteracja I
Pierwsza, najprostsza implementacja. Pomiar prędkości obrotowej na kole napędowym odpowiada za zamykanie lub otwieranie zaworu
Iteracja II
Rozpoznawanie miejsca rozpoczęcia cięcia na podstawie odczytu z czujnika TOF, drukowany uchwyt silnika krokowego
Iteracja III
DIY pomiar kąta nachylania ramienia, UI
Iteracja IV
Iteracja V
Dodanie przekaźnika odcinającego silnik, lasera pozycjonującego cięcie
Wykonanie
Narzędzia użyte w projekcie:
- lutownica
- wkrętarka
- gwintownica
- drukarka FDM
Kontroler
| Opis | Nazwa w kodzie | Nr pina arduino | Nr pina fizycznego |
|---|---|---|---|
| pin A enkodera do menu | encPinA | 2 | 6 |
| pin B enkodera do menu | encPinB | 3 | 7 |
| przycisk enkodera do menu | buttonPin | 5 | 5 |
| wyświetlacz cd | - | 8 | 17 |
| wyświetlacz reset | - | 9 | 18 |
| wyświetlacz cs | - | 10 | 23 |
| wyświetlacz sck | - | ICSP SCK | 20 |
| wyświetlacz mosi | - | ICSP MOSI | 21 |
| kierunek silnika krokowego | dirPin | 15 | 63 |
| end stop silnika krokowego | stepperEndStop | 16 | 13 |
| krok silnika krokowego | stepPin | 17 | 12 |
| end stop pomiaru kąta ramienia | angleEndStop | 18 | 46 |
| czujnik indukcyjny | hallPin | 19 | 45 |
| pin B enkodera do pomiaru kąta ramienia | anglePinB | 20 | 44 |
| pin A enkodera do pomiaru kąta ramienia | anglePinA | 21 | 43 |
| załączenie silnika krokowego | enablePin | 29 | 71 |
| przekaźnik do odcinania silnika | relay | 32 | 58 |
| uruchamianie lasera | laser | 34 | 56 |
Hardware
- 360/600 P/R enkoder DC 5-24V
- laser liniowy
- montaż do lasera
- encoder z przyciskiem
- złącze JST XH2.54 4pin M&F
- złącze JST XH2.54 3pin M&F
- złącze JST XH2.54 2pin M&F
- Łożyska kulkowe 625 2RS 5x16x5mm x4
- MEGA 2560 Mini Pro
- A4988
- silnik krokowy NEMA17 40mm
- obudowa standardowa
- Wyświetlacz LCD 1.8" ST7735
- płytka uniwersalna
- goldpiny wszelkiej maści
- przewody
- czujnik indukcyjny PNP
- drukowana obudowa silnika
- drukowana przekładnia do pomiaru kąta ramienia
- śruby, owijki do przewodów, pręty stalowe 5mm i inne duperele
Kod
Kosztorys
- 360/600 P/R enkoder DC 5 V-24 V od braci z chin - $ 12.75 z wysyłką
- laser liniowy - 12PLN
- montaż do lasera - 20PLN
- encoder z przyciskiem - 4PLN
- złącze JST XH2.54 4pin M&F - 3PLN
- złącze JST XH2.54 3pin M&F - 3PLN
- złącze JST XH2.54 2pin M&F - 3PLN
- Łożyska kulkowe 625 2RS 5x16x5mm x4 - 10PLN
- MEGA 2560 Mini Pro - 60PLN
- A4988 - 10PLN
- silnik krokowy NEMA17 40mm - 40PLN
- Wyświetlacz LCD 1.8" ST7735 - 40PLN
- czujnik indukcyjny PNP - 50PLN
Worklog
- 18.12.2019 - pierwsza implementacja
TODO
- automatyczne podnoszenie ramienia piły, idealnie byłoby na śrubie trapezowej, ale na to raczej nie pozwoli konstrukcja piły więc w grę wchodzi raczej pompa do hydrauliki
- przepisanie systemu z bazowanego na obrotach silnika na bazowany na prędkości opadania
- wymiana enkodera na lepszy, o wyższej rozdzielczości. Aktualny jest wystarczający, ale do działania w sposób z punktu powyżej będzie sensowniej dać Omrona z 2000P/R
- całkowita automatyzacja procesu cięcia z podajnikiem materiału, pomiarem długości odcinków, obrotem głowicy do cięć kątowych i integracja systemu przez sieć razem z softem do przeliczania odcinków. Linia-kurde-produkcyjna
yasiu