САМОДЕЛКА ПОЛЕЗНО Универсальный Z-пробник для быстрого снятия карты

[vvv1234]

Выбрался на дачу и сделал универсальный пробник (для проводников и диэлектриков), работающий на высоких скоростях по Z.

Пробник нормально замкнутый. Дело в том, что отработка сигнала пробника происходит с задержкой. Т.е. приходит сигнал касания, но ШД продолжает опускать ось Z до тех пор, пока сигнал не обработается. Задержка приличная. Поэтому пробник после касания должен иметь свободный ход по Z, иначе результаты будут нестабильны. А для этого пробник должен работать на размыкание.

Две части корпуса свинчиваются (резьба М16х1), что позволяет регулировать натяжение пружины. После настройки пружины положение фиксируется контрогайкой.

Для достижения высокой точности измерений канал пробника лучше делать разверткой. А сам пробник отполировать и притереть (я полировал шкуркой 1200).

Проверка повторяемости на 3018. Траектория: прямая линия 100мм, 11 точек. Материал - жертвенник (не выравненный, ламинированная МДФ).


Повторяемость на низкой скорости по Z (5мм/мин). Максимальная разница - 5 мкм.


Сравнение результатов для двух скоростей по Z (5 и 100мм/мин). Максимальная разница - 9 мкм.


Выводы.
- Пробник работает с хорошей повторяемостью. На низкой скорости - 5мкм, на высокой - меньше 10мкм.
- Пробник можно использовать для снятия карты на высоких скоростях.

Чертежи - в архиве. Для работы пробника с GRBL надо назначить $6=1 и подключить пробник к А5 через резистор ~3 килоом.
Пружинки брал здесь.

 

[Robinson1957]

подключить пробник к А5 через резистор ~3 килоом.

А вот это вопрос спорный, если, допустим, А5 подтянут к +5В через 3кОм, тогда при замкнутом датчике логического 0 на входе не получится.
И, да, даже на выровненном оргстекле мой датчик давал неоднозначные результаты, ввиду микронеровностей. Попробуй на стекле, там неровностей много меньше.

 

[demyuri]

Маленько физики, для раздумий и затравки.
1 мм воздуха пробивается напряжением 3000 Вольт (при средней влажности и среднем давлении). Соответственно 0.01 мм будет пробиваться напряжением 30 В. Каков минимально гарантированный зазор должен быть между контактами при напряжении 5В?

 

[Adagumer]

Соответственно 0.01 мм будет пробиваться напряжением 30 В

Не всё так просто, зависимость то не линейная!

 

[demyuri]

Не всё так просто, зависимость то не линейная!

А в какую сторону?

 

[Robinson1957]

Каков минимально гарантированный зазор должен быть между контактами при напряжении 5В?

Если в размыкаемой цепи напряжение появится только после заряда помехоподавляющего конденсатора, то минимально гарантированный зазор, по условию задачи, не превысит 1.5 мкм. Реально, пока отработает останов, он много больше.

 

[VladimirZ]

Пробивное напряжение воздуха между плоскими пластинами
Для закруглённых электродов есть сильная зависимостью от радиусе кривизны

 

[demyuri]

минимально гарантированный зазор, по условию задачи, не превысит 1.5 мкм. Реально, пока отработает останов, он много больше.

Получается, что говорить о точности в 0.001 мм нет смысла? Как минимум 0.005 (или даже 0.01)

 

[anticyclope]

Для зазора в 7.5 микрометров в воздухе напряжение составляет 327 вольт.

Кривая Пашена — Википедия

ru.wikipedia.org

 

[vvv1234]

А вот это вопрос спорный, если, допустим, А5 подтянут к +5В через 3кОм, тогда при замкнутом датчике логического 0 на входе не получится.

high и low в МК - понятия растяжимые. Например, для Атмеги 328 high-интервал - 3-5в. У меня дятел на 328, без опторазвязки, поставил 3.3 ком, работает стабильно. Если же не ставить резистор, то вход МК может сгореть.

Сегодня поэкспериментирую с гравитацией , без пружины. Для чего сделал два пробника, один - полегче, другой - потяжелей. Посмотрим, что получится.

Ваши сообщения автоматически объединены: 01.06.2023

Получается, что говорить о точности в 0.001 мм нет смысла? Как минимум 0.005 (или даже 0.01)

Т.к. измерения карты относительны, главное - это чтобы внешние условия за время снятия карты не менялись. Поэтому точности в основном определяются механикой.

 

[vvv1234]

Результаты экспериментов с гравитационным пробником (без пружины).

Пробник из стали со свинцовыми добавками, отполированный и притертый.
Повторяемость на низкой скорости (5мм/мин) - 12мкм.
Сравнение результатов для двух скоростей по Z (5 и 100мм/мин). Максимальная разница - 22 мкм.



Пробник из фабричного HSS прутка.
Повторяемость на низкой скорости (5мм/мин) - 5мкм.
Сравнение результатов для двух скоростей по Z (5 и 100мм/мин). Максимальная разница - 9 мкм.



Выводы
- Гравитация рулит. Значит, с пружиной можно не заморочиваться, что упрощает конструкцию.
- Шток пробника лучше сделать из фабричного HSS-прутка. И не надо будет возится с точной токаркой, полировкой и притиркой.

Сделать такой шток несложно. Покупается пруток (диаметр - 3мм), отрезается в размер, скругляется нос. Вытачивается контактное кольцо (толщина - 3мм), в которое запресовывается пруток. Затем контактная часть кольца слегка обтачивается для обеспечения перпендикулярности пруток-кольцо.

P.S. Выберусь на дачу - сделаю еще один экспериментальный пробник. Чтобы выяснить, насколько изменится точность, если вместо развертки сделать канал 3мм фрезой.

 

[Alsan]

Сделать такой шток несложно. Покупается пруток (диаметр - 3мм),

Направляющие в старых дисководах или CD-rom как раз 3мм , не плохо закалены и отполированы.
После разборок с килограммчик накопилось Использую по надобности.

 

[vvv1234]

Направляющие в старых дисководах как раз 3мм , не плохо закалены и отполированы.

Там надо проверить точность диаметра. У моих HSS-прутков - 3.99мм.

И, наверное, можно обойтись без развертки. Если использовать такие латунные трубки. А развертка, хоть и имеет точный диаметр и стоит недорого, но в реалиях результат зависит от настройки токарника. На предмет точной настройки задней бабки - это д. Юра может профессионально проконсультировать.

 

[Alsan]

Там надо проверить точность диаметра. У моих HSS-прутков - 3.99мм.

У направляющих 3мм минус 2-3 сотки.

 

[Alsan]

Если использовать такие латунные трубки. А развертка, хоть и имеет точный диаметр и стоит недорого, но в реалиях результат зависит от настройки токарника.

Во многих дисководах есть уже подогнанные бронзовые втулки на этих валах.