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.
Rispondi
Avatar utente
Grighin
Senior
Senior
Messaggi: 2163
Iscritto il: lunedì 13 novembre 2006, 11:16
Località: RIMINI
Contatta:

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

Messaggio da Grighin » sabato 10 aprile 2010, 12:43

meglio di una lezione universitaria!
mi sovviene un altra domandina perchè sono deciso a costruirlo.. nell'altro post mi hai scritto: "quindi se il disco con i 6 dadi viene regolato (dalle viti apposite) puoi teoricamente avere l'asse dello stilo coincidente con l'asse mandrino,"

per viti apposite quali intendi..? scusa l'ignoranza e l'insicurezza apposita :)
io pensavo ad alzare e abbassare i dadi, ma quelli non sono perchè cosi metterei in asse solo la punta lasciando lo stilo obliquo..
Esistono diversi tipi di stato, ma nessuno è peggio dello stato cui siamo arrivati. (da "Capitani d'Aprile")

Fabietto
Senior
Senior
Messaggi: 881
Iscritto il: mercoledì 21 novembre 2007, 17:43
Località: Prov. Ve

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

Messaggio da Fabietto » sabato 10 aprile 2010, 13:51

Grazie della spiegazione Zebrauno pensavo che nei vari programmi di tastatura potesse esserci un algoritmo che correggeva il problemino.
Ottimo lavoro egrazie della disponibilità .
Ciao

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » sabato 10 aprile 2010, 19:56

@ Grighin: il disco che ospita i 6 dadi e' fissato da 3 viti che permettono di regolare il suo piano in ogni direzione. Lo stilo, per causa dei vincoli, quando e' a riposo si trova sempre al centro esatto del disco nel suo punto nodale (baricentro dei 3 vincoli). Comunque hai visto che anche avendo lo stilo fuori asse o inclinato puoi sempre sapere con precisione di quanto correggere le misure X e Y.

E ora un esempio pratico.

** Scansione 3D di un quadro 10x10mm **
- gambo della sonda da 3 mm di diametro (punta semisferica)
- misure reali del quadro: 9.82x9.82 mm
- risoluzione di scansione: 0.01 mm su X, 3mm su Y (mi bastavano due righe di scansione per avere una superficie)
- software di scansione: Colibri', mediante la funzione "Scanner 3D"

Il risultato, cosi' come viene generato dal software Colibri', e' composto da un file ASC (nuvola di punti) e uno STL (mesh basata sui punti).

Per evidenziare l'effetto ho fatto scandire solo 2 righe distanti 3mm tra loro aprendo in Rhino il file ASC e generando una polyline di grado 1 usando i punti come guida.

Gli spigoli risultano arrotondati esattamente con il raggio di curvatura della semisfera sul gambo, come prevedibile.
Come vedete le due facce laterali del quadro distano 12.82 mm e questo e' corretto (9.82 reali + 3 mm del gambo).
Gli 8 centesimi di scostamento tra le due righe sono dovuti al non perfetto allineamento del quadro rispetto all'asse Y.

Da questo esempio si capisce quanto puo' essere utile una sonda 3D per verificare il posizionamento di un pezzo, ma e' anche chiaro che volendo eseguire una scansione di un oggetto in 3D e' indispensabile un software capace di compensare in automatico il raggio dello stilo!

Attualmente nel programma Colibri' e' possibile impostare il raggio del gambo, ma come vedete questo non ha ancora nessun effetto reale sull'output di tastatura.
Basta saperlo e ci si regola di conseguenza, usando i gambi adeguati a seconda dell'uso.

Lasciando da parte le scansioni in 3D, che per via della notevole quantita' di punti necessitano di una correzione da parte del software (quello che comanda la macchina o qualcosa di esterno) e' comunque chiaro che gia' cosi' possiamo trasformare la nostra cnc in un enorme calibro a 3 dimensioni, per verificare la planarita' di una lavorazione, la posizione di un pezzo, la ripresa di un foro trovandone il centro.
Avendo un piano di riscontro e' possibile usare la sonda per verificare eventuali deformazioni nella meccanica della CNC, o ancora la si puo' usare per posizionare le doghe del piano macchina in modo perfettamente parallelo all'asse Y.


Abbinando la sonda al tastatore da banco (che sto usando ogni giorno con gran soddisfazione) possiamo addirittura azzerare la Z prima di una lavorazione senza nemmeno sfiorare l'oggetto con la fresa, ma usando insieme la sonda ed il tastatore.

Ecco la procedura che uso:
(lavorazioni con zero Z sul piano macchina)
- fisso il pezzo sul banco o sulla morsa
- monto la sonda 3D sul mandrino
- tasto il piano macchina nei paraggi del tastatore da banco, azzero la Z
- posiziono la sonda sopra il tastatore da banco e tasto nel centro esatto del piattello: la Z che leggo e' l'altezza esatta del tastatore rispetto al piano macchina (Ht)
- monto l'utensile, lo faccio tastare sul piattello, azzero Z, scendo del valore Ht e mi trovo a sfiorare il piano macchina, azzero Z e lancio il programma.

(lavorazioni con zero Z sul pezzo da lavorare)
- monto la sonda 3D, vado sopra il tastatore da banco, tasto al centro del piattello, azzero la Z
- mi porto sopra il pezzo da lavorare, tasto con la sonda 3D: ora conosco il "deltaZ" rispetto al piattello del tastatore da banco
- a questo punto levo la sonda e monto il primo utensile di lavorazione
- mi porto sul tastatore da banco e scendo in Z, sempre con il comando G38.2 in modo che la discesa si arresti in automatico sul piattello
- azzero la Z, mi allontano dal tastatore e porto l'utensile alla quota "deltaZ" che ho rilevato prima.
- Ora sono esattamente alla quota di lavorazione del pezzo, posso azzerare la Z e partire con il lavoro 8)

A volte uso la sonda 3D anche per misurare l'altezza esatta del materiale/pezzo una volta che questo e' fissato (tasto il piano, azzero, tasto sul materiale.



Tutto quello che si e' descritto sin ora ovviamente presume che le nostre cnc siano perfettamente calibrate...ovvero che il valore di Step/mm impostato per ogni asse sia ricavato da misurazioni reali e non da semplici calcoli.
In sostanza, se per gli assi avete impostato valori come 200, 300, 400 step/mm (quindi numeri interi) sappiate che al 99% la vostra macchina non potra' eseguire una scansione precisa (nemmeno una lavorazione, tra l'altro).
Dopo una verifica vedrete che anche voi dovrete inserire numeri come 201.8477234 per un asse, magari 302.132432423 per l'altro, etc. :D

Buona domenica
Non hai i permessi necessari per visualizzare i file e le foto allegati in questo messaggio. Per visualizzare tali file devi registrarti ed effettuare il Login

franceso
Senior
Senior
Messaggi: 1341
Iscritto il: martedì 22 aprile 2008, 16:37
Località: BZ

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

Messaggio da franceso » domenica 11 aprile 2010, 14:13

Zebrauno, una domanda a qui forse mi puoi rispondere.
Che differenza di precisione cé con sfere grandi, come le tue, oppure sfere piccole,
tipo http://www.indoor.flyer.co.uk/probe.htm presupponendo le stesse escursioni dei gambi.

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » domenica 11 aprile 2010, 16:16

Avevo visto quel sito e mi ero posto due domande:
(1) quanto influira' la precisione della cnc con cui costruiro' la sonda sulla sua accuratezza operativa?
(2) come varia il funzionamento modificando la grandezza delle sfere o dei perni?

Con questo grafico mi sono dato le risposte.

(1) Sfere piccole=fori di alloggiamento piccoli=la minima imprecisione sul diametro del foro avra' un'influenza % elevata sull'altezza della sfera, spostando il perno.
Usando i dadi 7x7 semisferici la loro altezza e' decisa dalla profondita' del foro, e nella mia macchina l'asse Z e' intrisecamente il piu' preciso.
L'angolo formato tra i punti di tangenza (55.18°) mi indicava anche che eventuali variazioni di altezza avrebbero influito meno sui perni.

(2) L'angolo creato con le sfere da 2mm, di 97.19°, lascia al perno una grande liberta' di spostarsi lateralmente, e si vede anche che con 0.68mm di sollevamento il perno oltrepassa la sommita' delle sfere, rischiando di ruotare troppo e non rimettersi piu' in equilibrio.
Con sfere da 7mm si crea invece un imbuto molto piu' stretto (55.18°) e questo, unito alla maggiore distanza con la sommita' delle sfere (2.44mm) impedira' al perno movimenti laterali e allo stesso tempo aumentera' la corsa utile di contatto dello stilo negli assi XY e Z.


Alla prova dei fatti con le sfere da 7mm riesco ad eseguire scansioni anche di 60.000 punti orari e dubito che riuscirei a tenere certe velocita', in sicurezza, con sferette da 2mm, poiche' le differenze funzionali sono enormi.

La precisione di misura, come abbiamo visto negli esempi precedenti, dipende soprattutto da come si usa la sonda.......sapendo come gestirla diventa poco influente persino la perfetta assialita' del gambo..


ciao
Non hai i permessi necessari per visualizzare i file e le foto allegati in questo messaggio. Per visualizzare tali file devi registrarti ed effettuare il Login

Avatar utente
elsabz
Member
Member
Messaggi: 320
Iscritto il: sabato 26 settembre 2009, 15:35
Località: Bolzano
Contatta:

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

Messaggio da elsabz » domenica 11 aprile 2010, 16:28

Ciao Zebrauno,

complimenti per il tuo gran bel lavoro, molto interessante!
Anche io ho la colibrì e vorrei un giorno costruirmi o comprarmi un tastatore come questo.

Volevo farti alcune semplici domande:
1) dove hai reperito il tastatore da banco?
2) il tastatore da banco su quale ingresso lo colleghi alla scheda, sempre in serie alla sonda?
3) ho letto in un tuo post precedente del comando G38.2, dalla documentazione mi risulta che il comando G38.2 non è supportato dalla colibrì, è stato forse implementato nel nuovo firmware e non è stato aggiornata la documentazione?

Ciao, grazie!
S.G.

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » domenica 11 aprile 2010, 16:35

Grazie Elsabz, il tastatore da banco lo vedi in questo topic,( nelle pagine precedenti).
E' una delle sonde che ho costruito, a cui ho applicato un piattello; si, e' connesso in serie alla sonda.

Avatar utente
elsabz
Member
Member
Messaggi: 320
Iscritto il: sabato 26 settembre 2009, 15:35
Località: Bolzano
Contatta:

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

Messaggio da elsabz » domenica 11 aprile 2010, 16:54

Ah si è vero non avevo capito, ora ho visto, mi domando come lo fissi sul piano di lavoro?
E sul comando G38.2 non mi rispondi?

Grazie, ciao!
S.G.

Avatar utente
Grighin
Senior
Senior
Messaggi: 2163
Iscritto il: lunedì 13 novembre 2006, 11:16
Località: RIMINI
Contatta:

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

Messaggio da Grighin » domenica 11 aprile 2010, 17:10

oh benissimo, io ho trovato nel mio paesino dei dadi grossi quindi tanto meglio, parli di 7mm i miei dovrebbero essere simili, solo che non sono di ottone.. conduce la zingatura..? boo dopo provo..
Esistono diversi tipi di stato, ma nessuno è peggio dello stato cui siamo arrivati. (da "Capitani d'Aprile")

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » domenica 11 aprile 2010, 18:02

G38.2: funziona benissimo su Colibri', e' il manuale che va aggiornato 8)

I dadi da 7, alti 7, da quel che mi si dice non sono facilissimi da reperire. Qui in Piemonte ho visto che ogni buon negozio per fai-da-te ne ha di simili.
Anche se non li trovate e magari avete delle sfere da 8mm va bene lo stesso....dovrete modificare i disegni, e vi invito a farlo liberamente anche per adattarli ad uno stilo di cui disponete, o per usare un altro tipo di "shaft" da fissare al mandrino.

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » lunedì 12 aprile 2010, 11:47

@elsabz: il tastatore da banco l'ho fissato fresando la sua sagoma nel martire sul piano di lavoro, in modo che si appoggi su un piano rettificato dalla macchina stessa.
Basterebbe anche un pezzo di biadesivo telato senza rettificare il piano; come hai visto il piattello ha un incavo eccentrico che ingloba il magnete di tenuta...se ruoti il piattello puoi metterlo in bolla senza altre operazioni.
Non hai i permessi necessari per visualizzare i file e le foto allegati in questo messaggio. Per visualizzare tali file devi registrarti ed effettuare il Login

Avatar utente
elsabz
Member
Member
Messaggi: 320
Iscritto il: sabato 26 settembre 2009, 15:35
Località: Bolzano
Contatta:

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

Messaggio da elsabz » martedì 13 aprile 2010, 12:38

ottimo grazie per le info!
Non ho capito cosa serve il foro filettato sul piattello?

Ciao
S.G.

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » martedì 13 aprile 2010, 13:51

Serviva per un capocorda, quando usavo il piattello per tastare sul materiale (piattello connesso su Probe, fresa su GND).

ciao

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » martedì 20 aprile 2010, 21:33

Mi e' stato chiesto varie volte in pm:

- come fare per correggere l'influenza del diametro del gambo sul risultato di scansione ?



C'e' un metodo veloce, gratuito, che si puo' applicare a qualsiasi scansione, eseguita con Colibri' o con Mach3.

Scusatemi se l'ho dato per scontato: e' il comando OFFSET (in Rhino, Autocad etc.).

Per mostrare il risultato prendo ancora come esempio la scansione del quadro di alluminio da 10mm (9.82 reali).
La curva e' ottenuta con risoluzione di 0.01mm.

Il gambo era di 1.5mm di raggio, dunque questo e' il valore dell'offset da applicare alla curva per ottenere in automatico il profilo originale dell'oggetto.

In Rhino e' possibile eseguire anche l'offset di superfici, dunque in un colpo solo potrete annullare l'effetto del raggio della sfera/gambo della sonda 3D e ottenere immediatamente un modello tridimensionale da usare come base per riprodurre l'oggetto scandito.

Tutto qui :wink:

ps: per favore, i vostri dubbi scriveteli qui sul forum, e' nell'interesse di tutti

A presto
Non hai i permessi necessari per visualizzare i file e le foto allegati in questo messaggio. Per visualizzare tali file devi registrarti ed effettuare il Login

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

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

Messaggio da Zebrauno » giovedì 29 aprile 2010, 21:18

Ecco gli ultimi costruiti, nuovi materiali, piccoli perfezionamenti nel modello.
Adesso lo stilo ha una punta smontabile, in nylon.
Questa soluzione permette di rilevare materiali molto morbidi senza intaccarli (potro' finalmente rilevare alcuni occhiali e sbizzarrirmi nelle montature custom :D )

La pressione di attivazione di questo modello e' di 85gr sul piano XY, 180gr in Z. L'intera sonda 3D pesa 65gr.
Contatti magnetici (ho trovato un modo per saldare sul neodimio senza smagnetizzarlo!)

Il tastatore da banco adesso ha un corpo dedicato, e' piu' basso (32mm totali) e con alcune variazioni sulla geometria e sui pesi e' ancora piu' sensibile di prima. Il magnete che mantiene il piattello e' 4 volte piu' potente di prima, ma svolge anche lo scopo di immobilizzare il gruppo mobile quando una punta ferrosa si avvicina.

Alla prossima 8)
Non hai i permessi necessari per visualizzare i file e le foto allegati in questo messaggio. Per visualizzare tali file devi registrarti ed effettuare il Login

Rispondi

Torna a “Geometria e messa in squadro delle CNC”