Прибор Для Проверки Датчиков Углового Положения Со Станков Чпу

[petropavlovsk5]

Здравствуйте товарищи, я работаю на заводе, на котором около 150 станков имеют систему ЧПУ. И на станках в качестве измерителей используются оптические инкрементные энкодеры (линейки и датчики углового положения). Очень большое количество сбоев вызвано тем, что на станке датчик углового положения пропускает то риски, то ноль метку. Эти датчики углового положения стандартны для всех производителей: Fanuc, Siemens, ЛИР178-А5, ЛИР158Б и другие. Разница только в количестве рисок на оборот и разъемах. Я решил сделать такой прибор, который будет считать число рисок между нуль метками и выводить на дисплей. Независимо от того, сколько на нем рисок по паспорту он будет выдавать фактическое значение. Вот его примерная схема:. Проект я делал пол года назад и поэтому там может быть много неточностей. AVR контроллер управляет дисплеем Hitachi 44780 (WH1602).

Принцип работы: человек вращает датчик в любую сторону (причем неважно дрожат ли у него руки). Счетчик рисок в левой части дисплея отображает просто число, которое увеличивается или уменьшается. Как только микроконтроллер видит ноль метку, он начинает считать риски на оборот - если между одной ноль меткой и другой значение не ноль, то он отображает в правой части дисплея количество рисок между ноль метками. Микросхема LM324 преобразует диффиренциальный сигнал датчика в простой TTL. Проект написан в CodeVision для AVR. А теперь как он работает: если его спаять и залить ту прошивку, то он будет считать только то 4000 рисок, потом происходит сбой, потом через определенное число рисок он опять продолжает работать. Я потратил целый месяц чтобы понять, в чем причина. И пришел к ваводу: при преобразовании шестнадцатеричного значения в двоично-десятичное во время возникновения прерывания по входу с фотомипульсного датчика происходит сбой при возвращении из стека. Это можно увидеть если функцию преобразования HEX->BIN2BCD сделать не void, а возвращающую значение. Я уже вижу что не смогу исправить ошибку и эта схема навсегда будет утеряна. А датчик стоит от 5000р и выше. Товарищи, поправьте ошибку... я буду очень благодарен, и другие люди, которые работают в этой области. В архиве я приложил еще информацию по датчикам, дисплею, отдельный файл HEX->BIN2BCD.OptTiny2313.rar

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[_VN_]

ЛОМО выпускал аналогичные приборы и сбоев нет. У вас, возможно, пыль в цехе, вибрация или помеха. Нужно проверить отношение сигнал-шум непосредственно самого датчика. Кто-нибудь у вас эту часть проверял? В цехе всегда есть пары масла, которые попадают на стекло и создают плёнку масла на оптике. Единственный выход это подвести чистый обеспыленный воздух к каждому датчику.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[chip-chip]

А не проще ли сделать это на простой логике? Счетчик считает импульсы и по сигналу нулевого положения через регистр выводит информацию на СИД дисплей.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[khal]

при преобразовании шестнадцатеричного значения в двоично-десятичное во время возникновения прерывания по входу с фотомипульсного датчика происходит сбой при возвращении из стека

1.

а если отключить преобразование и выводить на дисплей hex?

2.

1111 1111 1111 bin = 4095 dec = FFF hex

если сбой происходит при переходе с 4095 на 4096 , то в bin это переход с 12 разрядного числа на 13.

3999 dec = 0011 1001 1001 1001 bcd

4000 dec = 0100 0000 0000 0000 bcd

то есть получается, в bcd разрядность числа увеличивается с 14 до 15

Возможно, не хватает разрядности

кстати , фирма Rekers считает выходное состояние датчика таким образом:

на выходе датчика два меандра, сдвинутых по фазе и считается каждый фронт (спад и подьем) , то есть,

4 состояния , полный период равен 10 dec (2+3+2+3) При вращении в обратную сторону счет уменьшается.

То есть достигается больший физический размер риски за счет уменьшения количества рисок на диске и тем самым исключается вероятность непрочитывания рисок. Rekers производит и датчики тоже (36 импульсов на оборот выдает число 360)

Изменено 19 августа, 2012 пользователем khal

[ded2006]

Проверь сколько входов в стек и сколько возвратов .Должно поровну .

[petropavlovsk5]

Спаcибо всем, кто ответил . На станке действительно бывает, что его открываешь, а там масло налито или мелкая пыль собирается, но это в отечественных, Я продолжу доработку прибора дальше, попробую будет ли ошибка при выводе непреобразованного шестнадцатеричного числа. Я слышал, что в Советском союзе для работы с такими датчиками применялась микросхема 1801-ВП15. А как бы это возможно было реализовать, например на новой элементной базе? На простой логике реализовать инкремент/декремент при изменений фронтов сигналов? Потому что если быстро вращать датчик с 2500 рисками на оборот при такой схеме на 20 Мгц микроконтроллер не всегда успевает обрабатывать прерывания. Я посмотрел, как реализовано это на станках системы 2Р22. Там стоят буферные элементы, в которые поступает шестнадцатибитный результат, а когда надо, процессор считывает этот результат - при чем для работы всего станка, а не только чтения сигналов с датчика хватает 2 миллионов операций в секунду (8Мгц/4 так как 1 операция за 4 такта).

Изменено 9 сентября, 2012 пользователем petropavlovsk5

[serg6953]

Практика показывает, что для проверки датчика углового положения

достаточно двухлучевого осциллографа. Сигнал (+А) подают на первый луч,

а (+В) на второй луч. При равномерном вращении вала датчика надо

синхронизировать развёртку с любым лучом. Амплитуда сигналов должна

быть в пределах нормы (указывается в паспорте на датчик), а фазовый

сдвиг между лучами должен быть близок к 90 градусам и не изменяться

при вращении. Достаточно небольшой несоосности диска (в сотые доли мм),

чтобы фазовый сдвиг начал изменяться так сильно, что счетная система

перестанет нормально работать. Она будет работать нормально только на

тех участках, где фазовый сдвиг близок к 90 градусам!

Аналогично проверяется работа каналов (-А) и (-В).

Канал нуль-метки проверяется одним лучом.

[khal]

стоят буферные элементы, в которые поступает шестнадцатибитный результат, а когда надо, процессор считывает этот результат

у сименса и омрона тоже так сделано, стоят счетчики, которые считают результат от энкодера, а главный процессор считывает от счетчиков данные по необходимости

Достаточно небольшой несоосности диска (в сотые доли мм),

чтобы фазовый сдвиг начал изменяться так сильно, что счетная система

перестанет нормально работать

биения сотые доли миллиметров, это же какой подшипник в энкодере должен стоять. Что то я сомневаюсь, что такое маленькое радиальное биение приведет к сбою чтения диска Изменено 7 ноября, 2012 пользователем khal

[petropavlovsk5]

Я наконец-то решил эту проблему!!! Ура. В прошивку, которую здесь выложил ранее, надо в ассемблерной функции преобразования Hex-bcd добавить сохранение и вызов из стека регистров командами push и pop - как и при вызове прерывания(можете посмотреть). Скоро доработаю эту программу до логического завершения и выложу исходные коды и прошивку(через месяц). Тем более, можно этот алгоритм внести в контроль управления приводом. Алгоритм не пропускает риски даже на очень больших оборотах. Всем спасибо за то что помогали мне))).

[petropavlovsk5]

Прибор для проверки инкрементных энкодеров готов. Выкладываю принципиальную схему, исходный код, прошивку, печатную плату и описание работы opt.rar.

. Он полностью готов. Но теперь стал вопрос, а можно ли реализовать апаратно все то что было здесь запрограммировано, есть ли специализированные микросхемы для этого? Если у кого-нибудь будет интерес и желание сделать следящюю систему на основе датчика- можно продолжить разработку.

[o_l_e_g]

вопрос, а можно ли реализовать апаратно все то что было здесь запрограммировано

Можно. Инкрементникки в системах, зачастую, обрабатываются рассыпухой, выделяется сигнал направления и собственно счета и подаются на реверсивные счетчики, а с них уже в голову.

[petropavlovsk5]

Нашел проект, в котором осписана на высоком техническом уровне реализация связи с энкодером и аппаратная обработка его сигналов. Это сделано на ПЛИС фирмы Xilinx. http://www.programmersclub.ru/Энкодер-датчика-pdf-на-ПЛИС-Часть-1. Микросхема SN65LVDS31 обеспечивает передачу на большие расстояния c контролем ошибок.

[serg6953]

Практика показывает, что для проверки датчика углового положения

достаточно двухлучевого осциллографа. Сигнал (+А) подают на первый луч,

а (+В) на второй луч. При равномерном вращении вала датчика надо

синхронизировать развёртку с любым лучом. Амплитуда сигналов должна

быть в пределах нормы (указывается в паспорте на датчик), а фазовый

сдвиг между лучами должен быть близок к 90 градусам и не изменяться

при вращении. Достаточно небольшой несоосности диска (в сотые доли мм),

чтобы фазовый сдвиг начал изменяться так сильно, что счетная система

перестанет нормально работать. Она будет работать нормально только на

тех участках, где фазовый сдвиг близок к 90 градусам!

Аналогично проверяется работа каналов (-А) и (-В).

Канал нуль-метки проверяется одним лучом.

В результате воздействия ударных вибраций, диск датчика отклеивается.

Если его приклеить наобум-лазаря (на глазок), то скорее всего датчик

нормально работать не будет. Вероятность случайно попасть в правильное

положение ничтожно мала.

Прежде чем приклеивать, необходимо отцентрировать диск с помощью

прокладок и, не приклеивая, проверить как работает датчик. При плохой

работе датчика потребуется корректировка центровки.

Мне эту процедуру приходилось выполнять неоднократно. Поэтому ещё раз

утверждаю, что необходимая точность сотые доли мм (десять микрон).

Перед центровкой также желательно тангенциальным перемещением диска

установить правильное положение нуль-метки относительно внешних рисок

или меток (если они есть).

Подшипники в датчике используются специальные. Даже сильно изношенные,

они не дают заметного радиального люфта. К тому же, механизм датчика

крепится на амортизационных опорах с резиновыми прокладками, которые

гасят возможные радиальные и осевые усилия. Да и требования к соосности

при стыковке датчика с валом высокие.

Нуль-метку тоже можно проверять двумя лучами. Сигнал (+R) подают на

первый луч, (-R) на второй. Сигналы в каналах должны быть противофазны,

а амплитуда соответствовать паспортной. Импульс появляется один раз

за оборот диска. Двумя лучами можно также сравнивать сигналы (+A) и (-A)

или (+В) и (-В). Они тоже противофазны, но импульсы идут непрерывно.

Однако основным критерием является фазовый сдвиг 90 +/- 10 градусов

между сигналами (А) и (В). В паспорте обычно приводится примерный вид

осциллограмм.

Изменено 7 января, 2013 пользователем serg6953

[serg6953]

Указанная точность относится к дискам у которых 18000 штрихов/оборот.

Диски, у которых 100 штрихов/оборот возможно в такой точности юстировки

не нуждаются. Но у небольших датчиков стёкла и не отклеиваются. Бывает

стекло загрязняется маслом и датчик на малой скорости работает нормально,

а на большой сбоит. Тогда надо стекло и фотодиоды промыть спиртом и

чистой тряпкой протереть насухо. Если это не помогает, то возможно хуже

стал работать излучатель. В старых датчиках это лампочка накаливания,

в более новых инфракрасный светодиод. Их можно заменить, но они тоже

нуждаются в юстировке (фокусировке). Чтобы тщательно и правильно

выполнить настройку оптических каналов датчика нужно иметь методику

завода-изготовителя как это сделать. Если и это не поможет, то причина

может быть в любом другом элементе схемы или пайке или контакте.

В первую очередь можно проверить оксидные конденсаторы, если они есть,

и заменить неисправные. Контакты осматриваются и проверяется их

переходное сопротивление. Пайки пропаиваются, однако, их может быть

слишком много, а некоторые из них могут быть расположены в недоступных

местах или закрыты другими элементами. При современном поверхностном

монтаже потребуется специальное паяльное оборудование. Кроме того при

пропаивании разрушается лаковое покрытие модуля, а некоторые лаки могут

при этом выделять едкие и ядовитые газы. То есть для паяльных работ

потребуется вытяжной шкаф с хорошей вытяжной вентиляцией.

Вообще же, на поиск такого дефекта, даже при наличии полноценной

документации, может уйти слишком много времени и нервно-психических

усилий, которых может не хватить для других более нужных или полезных

дел. Так как отсутствие исправного датчика приведет к простою

оборудования, то проще и дешевле купить новый датчик.

Наверное следует заметить, что последние годы производители электронной

техники не практикуют поставку потребителям ремонтной документации.

Некоторые применяемые микросхемы изготавливаются на заказ и не имеют

аналогов. В случае отказа такой техники модуль или устройство

заменяются на новые. Особый, но далеко не редкий случай составляют

ситуации, когда устройство работает, но плохо, неустойчиво, со сбоями.

Такое устойство также подлежит замене на новое, в период гарантийного

срока эксплуатации за счет изготовителя, а далее за счет потребителя.

[serg6953]

Да, прошу прощения, при ремонте электронного оборудования, после осмотра,

очистки от пыли и устранения визуальных дефектов, в первую очередь надо

проверить номиналы питающих напряжений. Всё ли в порядке с источником

питания? Номиналы и пульсации питающих напряжений должны быть в пределах

нормы. Но, чтобы это проверить, необходимо знать какими они должны быть

и где их проверять. Раньше это указывалось в документации. При отсутствии

документации можно воспользоваться точно таким же, но заведомо исправным

устройством, составив для него карту напряжений.

Сравнивать можно не только напряжения, но и осциллограммы, сопротивления

(при выключенных устройствах) и другие параметры. Поэтому ремонтникам,

занимающимся однотипным оборудованием, легче разбираться в ситуации, так

как накапливается статистика параметров, отказов и опыт ремонта данного

оборудования.

Для того чтобы не было претензий из-за плохой, нестабильной работы

оборудования, необходимо проводить жесткие приёмо-сдаточные испытания.

По нашим старым нормам требовалось 72 часа (трое суток) непрерывной,

бессбойной и безотказной работы, чтобы считать оборудование исправным.

Мне кажется, что для большей надёжности следует проводить двухнедельную

круглосуточную проверку оборудования.

При покупке бытовой электроники продавцы зачастую не хотят проводить

даже кратковременную проверку продаваемого оборудования, не говоря уже

о трёхсуточной обкатке, ссылаясь на возможность замены дефективного

оборудования в течение гарантийного периода. Однако, если сбой возникает

редко, то вряд ли удастся доказать дефективность оборудования. Придётся

либо смириться с дефектом, либо покупать новое оборудование.

Изменено 19 января, 2013 пользователем serg6953

[psival]

Добрый день.Собрал ваш прибор. Всё работает норм. но есть один момент. Хотелось бы уточнить. Вы ещё в теме или уже забросили этот проект?