Solhagas plasma-CNC, Mk II

Berätta om dina pågående projekt.
Användarvisningsbild
PeterH
Inlägg: 8612
Blev medlem: 15 mars 2006, 15:57:10
Ort: Gävle/Valbo

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av PeterH »

Beror iofs på skruvlängden... 😁
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

PeterH skrev: 13 mars 2021, 20:50:14 Beror iofs på skruvlängden... 😁
Skruvlängden är 300 mm. Men med avdrag för de tre lagerbockarna, de två i skenan och ett i kulskruven, blir den effektiva rörelsen i Z-led 120 mm.
Av dessa 120 mm behövs bara 5 mm vid själva skärningen, resten är för att kunna ta olika plåttjocklek (upp till en tum) samt att höja Z-led för att kunna lägga dit och ta ur plåt.

Z-axeln monteras med ett 110 mm nedstick från Y-vagnen:
Bild
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Nästan klar:

Bild

Som synes så blev det urtag för muttrar för fastsättning av motorn.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Jag ritade ett par fästen för brännaren:
Bild

Monterat med en kortare brännardummy:
Bild
Användarvisningsbild
PeterH
Inlägg: 8612
Blev medlem: 15 mars 2006, 15:57:10
Ort: Gävle/Valbo

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av PeterH »

solhaga skrev: 13 mars 2021, 23:58:50
PeterH skrev: 13 mars 2021, 20:50:14 Beror iofs på skruvlängden... 😁
Skruvlängden är 300 mm. Men med avdrag för de tre lagerbockarna, de två i skenan och ett i kulskruven, blir den effektiva rörelsen i Z-led 120 mm.
Av dessa 120 mm behövs bara 5 mm vid själva skärningen, resten är för att kunna ta olika plåttjocklek (upp till en tum) samt att höja Z-led för att kunna lägga dit och ta ur plåt.

Z-axeln monteras med ett 110 mm nedstick från Y-vagnen:
Bild
Tänkte iofs mer på skruvlängden på skruvarna till motorfästet som hamnar i mellanväggen :vissla: (med kortare skruvar till motorfästet går dom inte igenom om kräver då ingen bearbetning av mellanväggen)
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Skruven måste gå igenom eftersom hålet i motorfästet redan är skuren till 5 mm.
Det vill säga att det inte går att gänga upp motorfästeplåten i efterhand.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Så då är Z-axeln klar.
Bild
Här är ett farttest.
Maxfarten är 90 mm/s vid de stora förflyttningarna och 140 mm/s vid de små.
Det bör räcka för THC; maxhastigheten är ju 140 mm/s i X/Y-led och höjdskillnaden på grund av skevad plåt lär inte överstiga 1 mm/mm.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Så till lite elektronik.
Jag tänker ju skippa både induktiv givare och mekanisk till förmån för en elektrisk för Z=0 detektering.
IHS, Initial Height Sensing, avser användandet av en så kallad ohmsk probe, ohmic probe på originalspråket.
Den ohmska proben gör att man kan detektera Z=0, alltså kontakt med plåten som man just skall till att skära.

Men det är inte så hälsosamt för övrig elektronik att vara i kontakt med "plasmajorden", så någon slags isolation behövs.
En enkel relälösning kan ju fungera, det är bara att låta inaktiverad PLASMA START styra att proben är inkopplad.
Men det förutsätter även en gemensam jord, så det går åt ett relä till för att koppla bort den.
En annan nackdel med en relälösning är jag inte kan få kollisionsdetektering.

Så det får bli en optokopplarlösning med en 4N35.
Som spänningskälla tänker jag mig ett 12-voltsbatteri, LR23, med en kapacitet på 38mAh.
Det dras ju ström 10 mA enbart vid själva nolldetekteringen, så det skall nog räcka ett tag.
Bild
Vo kopplas till en ingång på kontrollerkortet.

Jag vet inte om det interna ryckuppmotståndet räcker för optokopplarens transistor, men det är väl bara att testa.
Bild
Jag får se hur jag behöver använda basen, men jag börjar med 0,1 nF mellan bas och emitter som lågpassfiltrering.

Sedan är ju det frågan var jag placera optokopplaren, vid plasmaskäraren eller i kontrollerlådan?
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Optokopplaren med kringkomponenter hamnade i kontrollerlådan.

Som underrede tänker jag mig något väldigt enkelt; gavlar av Lecablock med fyra stycken 60x40x2 mm stålprofiler liggande ovanpå:

Bild

Givetvis så får jag förankra profilerna sinsemellan och mot Lecablocken.
Ovanpå detta lägger jag en MDF-skiva och sedan det gamla bordet på det.
Användarvisningsbild
PeterH
Inlägg: 8612
Blev medlem: 15 mars 2006, 15:57:10
Ort: Gävle/Valbo

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av PeterH »

Du behöver inte ha bordet ställbart mot golvet? Tänkte mest på att garagegolv och liknande brukar luta lite mot någon brunn eller så...
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Jag väger in det när jag murar Lecablocken.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Då var det dags att ta sig an THC:n.

Spänningarna jag kan förvänta mig är upptill 200 V, men plasmabrännaren har en 1:50 skalning så 4 V är maximum.
Men det är en flytande potential som måste hållas isolerad från kontrollerlådan så jag använder en isolationsförstärkare ACPL-790B för det.
Den har dock ett begränsat linjärt omfång, så jag måste ytterligare skala ned 1:10 med en potentiometer på ingången.
Normalt sett så skulle utgångarna gå via en differentialförsärkare samt ytterligare ett steg, men jag kopplar utgångarna direkt till SKR:ens AD-ingångar.
Jag har tidigare lyckats att få en acceptabelt upplösning med en Arduinos 8 bitars AD, så SKR:ens 12 bitar kan ju bara bli bättre, eller.

ADC:ns Vref är 3,3 V, så 3,3/1024 ger 3,2 mV per bit som gånger 10 och sedan gånger 50 ger 1,6 V, dvs i storleksordningen 1 % av 200 V.
Jag har en obekräftad uppgift om att 1 V innebär 0,4 mm ändring av gapet, så jag skulle i så fall hamna på en minsta justering baserat på avläst värde om 0,6 mm.
Sedan kan man ju medelvärdesbilda samt titta på långsiktiga trender; plåtens derivata i höjdled är ju inte så stor, så det kanske räcker till än bättre.

Först måste jag klura ut hur jag får läst in THC-värdena; det är en ganska långa ISR...
Men jag ju åtminstone gjort den delen förut, värre blir det med att få till korrektionsvärdet i stepper-ISR:en.
Senast redigerad av solhaga 31 mars 2021, 00:13:51, redigerad totalt 1 gång.
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

Efter en djupdykning i en annan ISR, den för temperaturinläsning, har jag där lyckats läsa in de två spänningarna, kolla skillnaden och polariteten mot förväntat värde för att sedan använda ett API för babystep i samma ISR.

Inläsning:

Kod: Markera allt

   #if COREXY_PLASMA
      case PrepareTHC_1: HAL_START_ADC(VOLTAGE_DIVIDER_PLUS_PIN); break;
      case MeasureTHC_1: 
        voltage_plus = HAL_READ_ADC();
        WRITE(PLASMA_VD_UPDATES_PIN, HIGH);
        break;
      case PrepareTHC_0: HAL_START_ADC(VOLTAGE_DIVIDER_MINUS_PIN); break;
      case MeasureTHC_0: 
        voltage_minus = HAL_READ_ADC();
        WRITE(PLASMA_VD_UPDATES_PIN, LOW);
        actualThcVoltage = ((voltage_plus - voltage_minus) - OFFSET)/SLOPE;
        plasmaManager.setActualThcVoltage(actualThcVoltage);
        break;
    #endif
PLASMA_VD_UPDATES_PIN togglar jag för att kunna se samplingsfrekvensen.

Uträkning:

Kod: Markera allt

  #if COREXY_PLASMA && ENABLED(BABYSTEPPING) && DISABLED(INTEGRATED_BABYSTEPPING)
    // Check if THC is enabled
    if (plasmaManager.isThcEnabled() == true) {
       // Check hysteresis
      if (abs(plasmaManager.getWantedThcVoltage() - plasmaManager.getActualThcVoltage()) > 1) {
        // Calculate direction
        if (plasmaManager.getWantedThcVoltage() > plasmaManager.getActualThcVoltage()) {
          babystep_position += BABYSTEP;
          if (babystep_position > 20.0) { // check max limit, should be 20!
            babystep_position = 20.0;
          } else {
            babystep.add_mm(Z_AXIS, BABYSTEP);
          }
        } else {
          babystep_position -= BABYSTEP;
          if (babystep_position < -20.0) { // check min limit, should be -20
            babystep_position = -20.0;
          } else {
            babystep.add_mm(Z_AXIS, -BABYSTEP);
          }
        }
      }
    }
  #endif
Kodsnutten ovan får jag nog fila på lite; det är lite för många if-nivåer för min smak.

Sättning:

Kod: Markera allt

  #if ENABLED(BABYSTEPPING) && DISABLED(INTEGRATED_BABYSTEPPING)      
    babystep.task();
    #if COREXY_PLASMA
      babystep.task();
      babystep.task();
      babystep.task();
    #endif
  #endif
Babystep är normalt en ganska långsam funktion som används för "first layer calibration", så jag fann att multipla anrop till babystep.task() var nödvändiga för att få en vettig derivata för höjdjusteringen.
Jag vill naturligtvis ha en bättre lösning.

Jag har simulerat bågspänningen, som alltså visar på höjden mellan munstycket och plåten, med ett varierbart spänningsaggregat.
Z-axeln har då gått upp och ner, men med fulla utslag eftersom jag inte hinner att göra så korta felspänningar med potentiometern; spänningen läses av 200 ggr i sekunden.
Så loopen måste slutas i verkligheten; bågspänningen sjunker och ökar då med minskat respektive ökat avstånd när skärmunstycket far över plåten.
Som mest är hastigheten 140 mm/s och skäraren måste kunna kompensera i höjdled för böjda och ojämna plåtar samt att plåten kan böjas vid själva skärningen.
Användarvisningsbild
gustavn
Inlägg: 297
Blev medlem: 30 november 2004, 12:27:05
Ort: Linköping
Kontakt:

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av gustavn »

Du skrev i första inlägget att med 7500mm/min kan man som tunnast skära 1,5mm med bra resultat. Vilken skärhastighet är MK ii dimensionerad för? Och vilken plåttjocklek kommer det motsvara ungefär? Är det ett linjärt förhållande mellan hastighet och tjocklek?
solhaga
Inlägg: 57
Blev medlem: 23 februari 2016, 18:20:39

Re: Solhagas plasma-CNC, Mk II

Inlägg av solhaga »

gustavn skrev: 11 april 2021, 20:54:21 Du skrev i första inlägget att med 7500mm/min kan man som tunnast skära 1,5mm med bra resultat. Vilken skärhastighet är MK ii dimensionerad för? Och vilken plåttjocklek kommer det motsvara ungefär? Är det ett linjärt förhållande mellan hastighet och tjocklek?
Jag skrev om min föregående plasmaskärare:
Maxhastigheten är 7500 mm/min vilket inte räcker för plåt tunnare än 1,5 mm.
Mk II klarar 8400 mm/min, det räcker för 0,5 mm fine cut olegerat stål eller stål eller 2 mm aluminium.
Som en jämförelse är skärhastigheten för 25 mm olegerat stål 110 mm/min.

Tabellerna som Hypertherm har i sina manualer är empiriskt framtagna; det finns inget linjära samband eller några högre graders samband.
Samma skärhastighet kan gälla för flera plåttjocklekar, men med olika fördröjningstid för genomborrning eller strömstyrka eller bågspänning.
Exempelvis så kan 0,5 mm olegerat stål med en lägre bågspänning, också skäras med 3800 mm/min.

Se denna manual, sidan 133 och framåt.
Skriv svar