Tastatore/Probe/Sonda 3D a stilo DIY - studio e sviluppi

Strumenti e metodi per la messa in quadro, la calibrazione e il posizionamento degli elementi strutturali delle CNC.
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Zebrauno
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » martedì 11 maggio 2010, 22:58

Ho aggiunto il video che mostra come usare la sonda 3D durante la fase di correzione dell'offset.
Le misure di correzione, ruotando la sonda di 180°, vanno usate nel calcolo che serve per individuare l'offset tra l'asse ideale e quello reale dello stilo.
Ho volutamente usato una delle prime sonde, e ho messo lo stilo fuori asse per evidenziarlo nei video.
In ogni caso anche lasciandolo cosi' mediante questa procedura si possono ugualmente ottenere misure precise.

Questa procedura e' usata anche nei sistemi CMM piu' evoluti, lo notate quando la sonda ruota senza apparente motivo durante una scansione: sta acquisendo i dati per la correzione.

Per ogni asse la misura2 e' quella che ottengo girando di 180° la sonda:

- (misura1 + misura2) / 2= misura esatta (senza errore)

- misura_esatta + raggio_stilo = distanza esatta tra l'asse ideale e l'oggetto

- (misura1 - misura2) / 2 = Offset in posizione 1

- (misura2 - misura1) / 2 = Offset in posizione 2

Adesso avete il controllo completo sul piano XY senza dover perdere tempo ad allineare lo stilo.
Noto l'Offset potete correggere al volo tutte le misure successive, anche per traslare intere scansioni 3D.

ps: in Z non serve alcuna correzione.

VIDEO


Se vi servono chiarimenti cerchero' di creare un tutorial step by step mostrando anche i calcoli in un esempio.

ciao

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elsabz
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da elsabz » mercoledì 12 maggio 2010, 21:47

Ottimo lavoro, complimenti!
S.G.

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Zebrauno
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » venerdì 14 maggio 2010, 14:34

Se puo' rassicurarvi il 90% delle sonde in commercio a partire dalle 300 euro si basa sempre sulle 6 sferette. E' un principio talmente valido che lo si puo' sostituire solo iniziando ad usare sensori piezo-risonanti montati in batteria....e il costo vi assicuro che anche a livello hobbistico sale parecchio.

Avevo provato un altro metodo basato su una porta OR creata da un singolo transistor 2N3904; funziona ma richiede un'alimentazione alla sonda (+5V ad esempio) quindi almeno 2 cavi (se GND e' collegato al mandrino) e comunque non c'e' garanzia che il gruppo mobile ritorni esattamente nella stessa posizione iniziale (tende a ruotare).


Piuttosto voglio concentrarmi sulle lavorazioni della sonda attuale, ho trovato un modo per usare la cnc stessa in modo da rettificare il piano di contatto dei 6 dadi, ma non e' indispensabile farlo.

a presto

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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » domenica 23 maggio 2010, 22:07

Riesco solo ora ad inviare le foto dell'ultima versione di sonda 3D, ci sono delle lievi differenze a livello meccanico rispetto alle precedenti.

Il gruppo mobile, completo di uno stilo Leitz da 50mm, pesa 14gr: e' il minor peso che riesco a raggiungere (senza stilo sono 4,5gr).

Il piano che ospita i 6 contatti dispone ora di 3 grani, in linea con i perni mobili, per correggere l'orientamento del piano e quindi dello stilo in posizione di riposo (in ogni caso e' inutile ricercare e fidarsi di un'apparente verticalita', bisogna sempre eseguire la procedura per anullare l'offset usando la procedura gia' descritta).
I grani sono visibili anche all'esterno e c'e' un motivo: nei primi minuti di lavoro ogni sonda meccanica necessita di un rodaggio che consiste in una lieve usura dei dadi/sfere di contatto, le quali si conformano e si lucidano a specchio nelle zone di contatto con i perni. Con queste fessure e' possibile spruzzare uno spray ravviva contatti che accelera questo rodaggio.
In seguito, se necessario, si puo' infilare all'esterno una fascia elastica che copra i primi 10mm del corpo sonda.

ps: devo aggiornare il modello di Rhino con le ultime modifiche perche' sin ora ho disegnato direttamente in funzione del CAM, dunque solo in 2D con curve per i profili e punti per i fori.

Ho provato alcuni stilii con attacco M5, Heidenhain Renishaw e Leitz, tutti carbide con rubino da 3mm e 5mm ed in lunghezze da 33mm a 50mm: sono eccellenti nell'accoppiamento con il gruppo mobile, le versioni con filetto M4 M3 ed M2 non credo di provarle (le versioni da 50mm diventano utili solo con Z generose, o per rilevare la base di oggetti alti).

La precisione di misura dipende dalla cnc che la comanda, ormai ho visto che non riesco a misurare l'errore della sonda usando la mia macchina.


Se avete un po' di pazienza aggiorno il modello 3D con gli ultimi profili...
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Grighin » domenica 23 maggio 2010, 22:28

Zebrauno sei veramente forte, migliora di giorno in giorno, sto seguendo con molta attenzione, e non faccio tempo a copiarti ;) che mi salti fuori con uuna roba ancora piu figa!
bravissimo davvero.
Esistono diversi tipi di stato, ma nessuno è peggio dello stato cui siamo arrivati. (da "Capitani d'Aprile")

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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » domenica 23 maggio 2010, 22:41

Grighin grazie, dovro' pure consolarmi in qualche modo dopo aver visto le macchine che tu e qualche altro spietato costruttore di carri armati cnc avete allestito :lol:

@grisuzone se pazienti entro domai preparo il modello nuovo e ti faccio le viste, comunque su Rhino insisti perche' ne vale la pena :wink:

Ancora due cose :!:

- La ripresa delle scansioni interrotte

Ho scelto il disegno di Michelangelo che vediamo sulle nostre monetine da 50c come cavia.
Volevo capire se e' possibile scandire parti diverse dello stesso oggetto, magari anche a risoluzioni differenti.

SI, e' possibile. Anzi, e' molto semplice.
Basta lanciare le scansioni usando uno zero differente sul piano XY, ed i punti rilevati si potranno aggiungere con molta facilita' a quelli precedenti poiche' Colibri' (penso anche Mach3) scrive punti e mesh annotandole in coordinate macchina (!!!), dunque alla semplice apertura dei modelli verranno sommati e posizionati correttamente nello spazio.
Questo e' fantastico.

L'esempio della moneta e' una scansione con 0.05mm di risoluzione (con un comune bulino 0.2mm) in cui ho rilevato la testa del cavaliere in un secondo momento, dopo aver impostato un nuovo zero e una nuova area di scansione.



ps aggiungo anche un link fondamentale per chi usa Mach3 http://www.razordance.co.uk/probe25D.htm
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da AssO » domenica 23 maggio 2010, 23:21

figata unica!!
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » lunedì 24 maggio 2010, 20:07

Ecco il modello aggiornato a quello che avete visto nelle foto.
Questa volta ho voluto semplificare il lavoro di chi usera' un CAM fornendo direttamente i profili delle curve, cosi' da poter generare funzioni primitive in 2D e 2.5D.

Per i fori ho lasciato solo i centri, deciderete voi il diametro in base alle viti che preferite.
I grani di allineamento, se preferite la versione che ne e' dotata, non possono superare M4, a meno di non aumentare il diametro della sonda.

Il guscio si puo' ricavare da un blocco di 30mm (spianato su entrambe i lati).
In questo modo si puo' creare un tastatore 3D piu' compatto di quelli in commercio, dunque idoneo anche a macchine con una Z molto limitata.

Consiglio vivamente questi accorgimenti:

- lavorate gli elementi serrando il materiale in una buona morsa da banco, dopo aver rettificato un martire di almeno 5mm sul suo piano
- preparate quindi il materiale squadrandolo in modo da poter essere serrato perfettamente nella morsa
- lavorate l'anello di supporto e i componenti del gruppo mobile in una sola lavorazione, da un'unica lastra, spianando le facce sino a portare gli elementi al loro spessore indicato. L'ideale e' partire da una lastra di 12mm.
- lavorate l'interno del guscio ed eseguite la profilatura di ritaglio in un solo posizionamento (le pareti lisce del corpo vi servono quando ruotate la sonda di 180° nelle calibrazioni)
- quando incollate i dadi o le sfere di contatto fate attenzione alle sbavature di colla: i vapori di loctite rivestiranno le pareti del metallo isolandolo, assicuratevi di rimuovere ogni residuo con una lama, non usate solventi o acetone.
- i perni dorati da 2mm dovranno sporgere per 4mm dal disco superiore di serraggio del corpo mobile (non oltre o rischierete che tocchino i grani ed il corpo sonda)

A chi avra' la voglia di cimentarsi auguro buon divertimento :D
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Lucariel » lunedì 24 maggio 2010, 23:51

complimenti a tutti.... davvero un progetto interessante, utile e ben ingegnerizzato......

avrei una sola domanda......o meglio una richiesta.... visto che il progetto e` stato direttamente reso open source dall'autore stesso.... perche` non creare un gruppo di acquisto ad un prezzo politico almeno della struttura portante ... ( la piu` difficile da realizzare )
cosi` facendo si potrebbe rendere disponibile il tastatore a quelli ( come me ) che non sono ancora pronti con la meccanica... e a quanti altri vogliano realizzarsi il tastatore... e permettere a zebrauno di rientrare di qualche soldino speso nella prototipizzazione....

ovviamente tutto cio` se zebrauno e` daccordo......

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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da grisuzone » martedì 25 maggio 2010, 19:56

Ciao zebrauno oggi avevo iniziato a fare qualcosa ..ovviamente in legno per prova e per capirne il funzionamento e ovviamente per assicurarmi delle lavorazioni ho preparato come da te detto un blocchetto da 30mm senza far caso alle misure effettive dei disegni del dxf iniziata la lavorazione mi sono accorto che qualcosa non andava... ho fermato e ricontrollato .. il guscio dai disegni risulta essere di circa 43mm per lato...
fammi sapere cosa è successo... non per essere pignolo ma ovviamente come da te confermato si debbono rispettare le dimensioni altrimenti il tutto influenza la riuscita ed il funzionamento...
fammi sapere ciao...

Ps comunque Artcam apre anche l'ultimo File con errore... ho comunque risolto aprendolo con Rhino e salvando in dxf...
Mi sorge un dubbio... non è che durante l'esportazione da rhino mio cambia le misure...vado a controllare... :)
Saluti e grazie a tutti
Angelo

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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » martedì 25 maggio 2010, 20:02

Il guscio deve avere le pareti piane a 42mm tra loro, se non ti risulta c'e' qualcosa che non va.
L'unica sporgenza a 43mm serve a identificare l'orientamento della sonda, e deve rimanere orientata verso il retro.

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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da grisuzone » martedì 25 maggio 2010, 20:22

si ho controllato proprio ora tutto OK ... forse avevo capito male io quando dicevi blocchetto da 30mm intendevi l'altezza io invece avevo pensato ad un cubo da 30mm :)

ps lo stilo dove lo ai acquistato?
Saluti e grazie a tutti
Angelo

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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » martedì 25 maggio 2010, 20:59

Una lastra, una fetta di tondo, qualsiasi cosa adatta ad includere il profilo della sonda e lo spessore della punta che dovra' fresarlo...di spessore 30mm.

Le lastre in Delrin o PVC, o Polietilene normalmente sono da 30.5-31, e consiglio di sfruttare quei decimi per rettificare le facce del pezzo prima di iniziare a lavorare.

ATTENZIONE: informatevi sui materiali che state per usare, alcuni possono essere tossici e cancerogeni se inalati (anche le polveri). Il Delrin e' da considerare un materiale pericoloso da lavorare (la Dupont non ve lo dira', ma e' cosi'). Le sue polveri non vanno inalate. Un nuovo tipo di Delrin e' adatto all'uso con alimenti, ma sulle polveri (come qualsiasi plastica) state sempre protetti.


@grisuzone: gli stili al rubino li ho avuti in seguito ad uno scambio con chi lavora su sistemi CMM, pagati a prezzo di favore perche' andavano fatturati, ma Leitz e Renishaw vendono questi gingilli a 200 euro al pezzo, quindi meglio cercare qualcosa di compatibile.

L'asta integrale, senza filettatura, che e' incollata al gruppo mobile e' una soluzione ottima, niente da invidiare agli stilii classici.
Oltretutto la terminazione a sfera rischia di staccarsi se si scandisce un sottosquadro affilato.



ps: allego un aggiornamento al file
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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da Zebrauno » mercoledì 26 maggio 2010, 12:19

Un semplice esempio applicativo: acquisire la posizione e l'orientamento di una linea, ed estenderla.

Mi capita di sfruttarlo sempre quando lavoro elementi piu' lunghi del piano macchina.

ps: non fate caso ai ritagli nel video, ho eliminato le pause poiche' manovravo tutto scrivendo il codice a mano

http://www.youtube.com/watch?v=EFoa9vvwmE4


Per chi volesse conoscere la teoria di fondo per fare tutto a mano o scrivere una macro:

http://it.wikipedia.org/wiki/Retta_nel_ ... _due_punti

Ricavata l'equazione vi basta inserire un valore per X o Y nella forma implicita/esplicita per conoscere la posizione di un punto lungo la retta.

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Re: Tastatore/Probe/Sonda a stilo DIY - primo studio

Messaggio da grisuzone » mercoledì 26 maggio 2010, 13:28

Zebrauno.... nell'ultima tua versione dalla foto vedo che ai lasciato quello che ho segnato in rosso .... c'è un motivo preciso?
perchè non ai spianato come in quello precedente?

scusami le tante domande...
grazie ancora
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Saluti e grazie a tutti
Angelo

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