Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Arduino » Станок для намотки катушек

    Станок для намотки катушек



    Посетители сайта уже знакомы с данным автором. В частности с его самоделкой «Магнитная левитация с помощью катушки соленоида».

    В процессе работы над той самоделкой, мастер решил, что нужно сделать устройство для намотки катушек.
    Именно об изготовлении такого станка и будет данная статья.

    На видео ниже, с 1 минуты 50 секунд, можно посмотреть пример работы данного устройства.

    Инструменты и материалы:
    -Arduino Uno R3;
    -Драйвер шагового двигателя A4988 - 2 шт;
    -Плата расширения - A4988;
    -Шаговый двигатель NEMA 17 - 2 шт;
    -GT2 ремень ширина 6 мм длина 200 мм - 2 шт;
    -Шкив GT2 60 зубьев, диаметр отверстия 8 мм - 2 шт;
    -Круглый стержень диаметром 8 мм, длина 400 мм;
    -Круглый стержень диаметром 8 мм, длина 200 мм 3 шт;
    -Ходовой винт T8, шаг 2 мм, длина 400 мм с медной гайкой;
    -Подшипники F608ZZ - 16 шт;
    -Кабель с разъемом - 2 шт;
    -Штекер питания постоянного тока;
    -Блок питания 12 В;
    -Лист акрила;
    -Пустая пластиковая катушка (можно использовать от паяльной проволоки);
    -Ролик V-типа - 2 шт;
    -Колено ПВХ Ø 42мм - 6 шт;
    -Крестовина ПВХ Ø 42мм;
    -Два метра ПВХ-трубы Ø 42мм;
    -Тройник ПВХ Ø 42мм - 12 шт;
    -Заглушка ПВХ Ø4 2мм - 12 шт;
    -Сверлильный станок;
    -Сверло 22 мм;
    -Ножовка;
    -Паяльные принадлежности;
    -Ножницы;


    Шаг первый: подключение
    Схема подключения очень простая. Мастер просто подключил плату расширения к Arduino Uno R3 и подключил кабели к 2 шаговым двигателям. Два драйвера шагового двигателя A4988 также были подключены к плате в положениях X и Y.

    Есть 2 оси для намотки катушек, которые называются:
    Ось подачи (питателя): подключение к оси X, отмеченной на щите ЧПУ.
    Ось шпинделя: подключение к оси Y, отмеченной на щите ЧПУ.

    Шаг второй: станина
    Основание станка мастер решил сделать из ПВХ-труб. Это быстро, недорого и + небольшой вес.
    Он собрал квадратную раму размером около 480 х 480 мм.
    Соединительные трубы должны быть обрезаны до подходящей длины, чтобы при соединении колена с тройником или тройника с тройником между ними не было зазора. Благодаря этому способу соединения не нужно будет проводить какие-либо измерения или выравнивания позже, потому что они одинакового размера и полностью симметричны друг другу.


    Шаг третий: отверстия
    Дальше нужно просверлить отверстия в 12 торцевых заглушках. Диаметр отверстия 22 мм. Для установки подшипников, отверстия нужно немного развальцевать ножницами.




    Для установки медной гайки ходового винта отверстие нужно 8 мм.

    Шаг четвертый: ось подачи
    Ось питателя состоит из 1 тройника из ПВХ и 1 крестовины из ПВХ с установленными подшипниками и гайками ходового винта.
    В тройник он установил вал диаметром 42 мм. Если подходящего вала нет, то можно использовать заглушки.




    Для проверки работы временно установил узел на станину.

    Шаг пятый: узел шаговых двигателей
    Дальше вырезал акриловую пластину размером 100 x 230 мм, просверлил 8 маленьких отверстий для установки на нее 2 шаговых двигателей. Затем эта акриловая пластина будет прикреплена к раме с помощью ПВХ-труб. В них тоже устанавливаются заглушки и подшипники.



    Шаг шестой: ось шпинделя
    У мастера от ранее завершенных проектов было несколько шпилек 16 x 8 мм, и он использовал их для вала шпинделя. Или можно использовать стержни вала 200 x 8 мм, как указано в списке спецификации.

    Акриловая пластина была установлена на основной каркас. Дальше установил на моторы шкив на 20 зубьев, шкив на 60 зубьев к валу шпинделя, и ремень 200 мм.
    Ось питателя была установлена на основной раме. Его шкивы и ремень были такими же, как и ось шпинделя.


    Также установил 1 болт на основную раму с другой стороны оси шпинделя.

    Шаг седьмой: сборка узла шпульки
    Для установки катушки с проволокой он использовал шпильку и затянул медную катушку между двумя заглушками. Шпуля может вращаться с определенным трением, основанным на усилии затяжки.

    Пустая катушка также была соединена с валом шпинделя.


    Шаг восьмой: натяжной ролик
    В конструкции мастер использовал стальные L-опоры для крепления 2 резиновых роликов на одном акриловом листе, а затем установил этот натяжной направляющий ролик на ось питателя.

    Чтобы подать медную проволоку к шпинделю, была использована небольшая стальная трубка с пластиковыми стержнями от ручки на концах.



    Наконец, он подключил провода от шаговых двигателей к плате и станок готов.


    Разматывающую часть можно установить по-другому, добавив еще одно колено из ПВХ. Его легко повернуть, чтобы выбрать оптимальное направление подачи.

    Шаг девятый: GRBL* и UGS**
    *GRBL - программное обеспечение, позволяющее управлять станком с ЧПУ, подключённого к плате Arduino (или аналогов) через USB-порт.
    Параметры GRBL для данного намотчика катушек следующие:



    Важные параметры, для которых нужно выполнить калибровку, выделены в таблице выше.
    Подробная информация о параметрах 100 и 101 обсуждается на следующем шаге.
    Параметры ускорения 120 и 121 должны быть установлены на небольшое значение, в зависимости от диаметра провода, чтобы предотвратить его обрыв.
    **UGS - полнофункциональная платформа gcode, используемая для взаимодействия с продвинутыми контроллерами ЧПУ, такими как GRBL , TinyG , g2core и Smoothieware.
    Для настройки параметров открываем UGS, выбираем порт и множество бод для 115200. Нажимаем на Connect на вкладке.
    Выбираем подходящее положение, перемещая ось X влево - вправо, вращая ось Y по часовой стрелке - против часовой стрелки.
    Устанавливаем исходные координаты кнопкой Reset Zero.

    Шаг десятый: принцип работы
    Данное устройство работает с цилиндрическими катушками и основано на прошивке GRBL. Чтобы намотать медный провод потребуются следующие параметры (конкретный пример):
    Номер поворота: 1000 .
    Длина рулона: 47 (мм).
    Исходный диаметр шпульки: 27,7 (мм).
    Диаметр проволоки: 0,3 (мм).
    Скорость: 50 (об / мин).
    Таким образом, нужно уложить 1000 витков проволоки диаметром 0,3 мм слоями на пустую катушку длиной 47 мм и исходным диаметром 27,7 мм.

    Основные расчеты приведены ниже:
    Число витков на один слой = длина катушки / диаметр проволоки = 47 / 0,3 = 156,67 .
    Кол-во слоев = Общее кол-во витков / кол-во витков на один слой = 1000 / 156,67 = 6,38 .
    Авторская идея для использования прошивки GRBL такая:
    Ось фидера: будет перемещаться вправо и влево в диапазоне от 0 до 47 мм, с 6,38 раза, а ее параметр шаг / мм точно определен в соответствии с прошивкой GRBL. Он изменится на противоположный, когда ось шпинделя повернется точно на 156,67, то есть, когда один слой будет завершен.
    Ось шпинделя: совершит ровно 1000 оборотов, а затем остановится. Ее настройка в прошивке GRBL - STEP / rev. Обратите внимание, что это - Шаг / обороты, а не Шаг / мм.
    Поскольку диаметр медной проволоки составляет 0,3 мм, ось механизма подачи будет перемещаться между 0,15 и 46,85 мм (за вычетом радиуса проволоки на 2 кромках).
    Следуя приведенному выше примеру, всего будет 6,38 слоя, поэтому последний слой 0,38 (слой 7) имеет 0,38 x 156,667 = 60 оборотов. Это означает, что ось шпинделя будет вращаться на 60 оборотов, а ось питателя переместится на (60 * 0,3 - 0,15) = 17,85 с 0,15. Правило движения питателя:
    Нечетный слой: от 0,15 до 46,85 (сдвинуть вправо).
    Четный слой: от 46,85 до 0,15 (влево).

    G-код устройства намотки может быть прописан следующим образом со скоростью подачи 50.

    Ось питателя: значение $ 100 было установлено на 600 Шаг / мм .
    Ось шпинделя: у данного шагового двигателя было 200 шагов на оборот и шкив с 20 зубьями. Он был соединен с валом вращения через шкив с 60 зубьями, и был включен микрошаг 1/8. Таким образом, было установлено значение 101 $: 200 x (60/20) x 8 = 4800 STEP / rev .
    Можно проверить, правильно ли работает ось шпинделя, используя UGS и указав ему переместиться на 1 мм. Если он делает ровно один оборот, значит настройки верны.

    В верхней части таблицы выше, команда « G01 » подает команду на перемещение оси податчика с 0,15 на 46,85, а шпиндель вращается на 156,67 оборота.
    (Starting……  )    G01       X0.1500             Y0.0000           F100.0000
    (Layer 1 of 7)    G01       X46.8500            Y156.6667         F100.0000

    Ранее мастер не был знаком с G-кодом, но после прочтения руководства я понял, что « G01 XYF » - это команда линейного перемещения по координатам (X, Y) со скоростью подачи F, что означает, что оси подающего механизма и шпинделя будут линейно перемещаться вместе. В данном случае питатель переместится в конечную точку 46,85, в то время как шпиндель совершит 156,67 оборота.

    Шаг десятый: G-код для моталки
    Мастер написал небольшую программу в Microsoft Excel для генерации G-кода, и она отлично работает с данным устройством. Здесь можно изменить входные параметры: количество витков, длины и диаметра катушки, диаметра проволоки и скорости, чтобы получить соответствующий G-код.

    После ввода необходимых параметров Excel сгенерирует командные строки, содержащие G-код. Мастер просто скопировал их в Notepad ++ и открыл его в UGS, а затем запустил программу.

    Графики G-кода в UGS представляют собой линейные линии с двумя конечными рабочими точками: 1000 мм и 46,85 мм по осям Y и X. Как обсуждалось в предыдущих шагах, 1000 мм в этом случае - это 1000 оборотов, поскольку заданы параметры 101 $ как ШАГ / оборот (4800).

    В программе Excel он добавил еще несколько расчетов в поле « ОТЧЕТ ».
    Общая длина провода.
    Диаметр после намотки.

    Шаг одиннадцатый: тестирование
    Мастер тестировал медную проволоку диаметром 0,5 мм в 4 слоя, и общее количество витков 345, как показано ниже. Диаметр проволоки, введенный в файл Excel, должен быть немного больше фактического диаметра, в данном случае: 0,545 мм. Это сделано потому, что два соседних витка провода не могут касаться друг друга точно на 100%, между ними всегда есть небольшой зазор.

    Затем он скопировал G-коды из Excel в Notepad ++ и запустил их в UGS.

    Необходимо следить за тем, как намотчик катушки работает на первом слое. Если между двумя соседними витками есть большой зазор, то во втором слое медная проволока будет размещена в этот зазор и это повлияет на всю конструкцию катушки.

    Если пользователь хочет получить идеальную катушку, то нужно обращать внимание на то, когда ось питателя меняет направление, в этот момент проволока может запутаться. Можно добавить команду G-кода, чтобы останавливать устройство на определенное время, в каждый момент реверсирования питателя, и вносить коррективы, например:
    G04 P5 (It makes the coiling winder stop for a specified time - 5 seconds in this case)


    Все готово. Если у вас есть станок с ЧПУ, который работал с прошивкой GRBL, можно легко сделать намотчик проволоки, добавив ось шпинделя и настроив его для работы в единицах шаг / обороты.





    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    Подборки: ЧПУ Arduino

    Самодельный станок с ЧПУ

    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 1 / История оценок)

    Добавить комментарий

    1 комментарий
    Максим Арансон

    Да, нам бы такое 40 лет назад... тогда катушки мотали вручную, а если и были "станки", то весьма примитивные. Впрочем, как-то обходились, мотали и внавал, и послойно, и всяко. 

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии