动态Z轴对刀法【恢复】

zhaomq · 发表于 2008-12-30 09:22:09

大家都朝传感器的思路去思考，侦测距离。

换个角度来思考，现在的摄像头很便宜，影像特征分析技术也成熟，何不把这个应用在Z轴上面呢。软件分析刀路影像资料，看刀路是宽了，还是窄了，回授控制要提刀还是下刀，这样对刀时，只要对个大概值就可以。参数会控制会把雕刻曹路控制在一定的数值，跟着PCB板面的高高低低，Z轴会自动修正。

zhaomq · 发表于 2009-1-5 09:47:09

如果使用喷墨打印机X轴的光栅来当传感器，检测Z轴的起伏差异，精度够吗?

打印机很便宜，墨水贵。拆来试试

hwbrat · 发表于 2009-1-2 01:12:32

“预探法”可行性最高，实时检测法会受到加工中碎屑的干扰和加工点附近已经被加工过的影响，要排除这些干扰和影响很困难。

wenming · 发表于 2009-1-1 20:33:04

16楼的是个好办法

h2feo4 · 发表于 2009-1-1 20:32:34

to 【17楼】 zhaomq 

你说的能出电信号的我这有一支，头上有一个直径10mm的精密钢球，分辨率不低于1um，不过貌似这东西很贵

zhaomq · 发表于 2009-1-1 20:29:09

先行采样是个好办法。

版主 kaif_w. 有个帖子，上面有个表带个小金属球的，可以量测平面的差异程度。如果能够输出数字信号。那么用这个 "刀“先跑一遍刀路，测出Z轴的上下偏差度，并记录下来。然后刀路的NC档与这个Z轴校正档结合。那就完美了。

h2feo4 · 发表于 2009-1-1 20:17:48

to 【15楼】 zhaomq 

我的意思是，用这种方法，在开始雕刻前先对电路板各处进行多次采样，以获取电路板表面形貌并记录，插值后作为Z轴修正值即可

跟AFM（原子力显微镜）的轻敲方式有些相似

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2009-01-01,20:42:20.

zhaomq · 发表于 2009-1-1 20:13:18

【14楼】 h2feo4 无机酸

我初步也试过这个方法做Z轴对刀，用会叫的电表，然后手按微动下刀，一点一点的试到电表叫了，表示对到0点了。

动态对刀，是解决雕刻PCB不同区块，有时有厚度差异的问题，如果Z轴维持不动，那么PCB雕出来，刀痕就会有深有浅，线路有宽有窄。

h2feo4 · 发表于 2009-1-1 11:31:53

把电路板上夹个电极，刀具上夹个电极，下刀的时候慢一点，接触的瞬间刀具会和电路板导通，电路可以很容易识别这个信号并确定Z轴零点，这个是经典方法

工业应用就是光电寻边器嘛，我这有一只，就是有球形电极，一节电池，一个LED，碰到就亮，不过精度能到1um

可以参考三座标测量机的原理

本贴被 h2feo4 编辑过,最后修改时间：2009-01-01,11:36:32.

liu2416 · 发表于 2009-1-1 11:26:19

我把他称为盲人摸象法  哈哈

elder60 · 发表于 2009-1-1 10:10:49

Z轴对刀的方案，应该先列出所有的，再梳辫子。

【7楼】 liu2416 提的方法，目前是最简单实用的，称它为“予探法”，如何？

【楼主位】 zhaomq 对CCD干兴趣，估计要DIY，也是CMOS了，暂称“CMOS法”，或“图象法”。

【9楼】 wenming 电容传感器,刀尖压力。前者只能用于下刀时。后者实际上反映机械负荷。称“负荷法”如何？

        负荷实际上还可以从主电机的电流和转速上反映出来。

        此类方法需要电隔离主电机，用皮带轮就好办一些。

这些方法，并不互相排斥，可互补。

我看好“图象法”，有前途。可惜，站内网友，熟图象处理者少，熟“低成本图象处理“者更少。

不过形势在变，会好起来的。

期待【5楼】 zhaomq的照片。

yooono · 发表于 2009-1-1 09:26:02

一是使用电容传感器,另外一个是使用压力力臂,测量Z轴的刀尖上的压力.这两种方法都比视频识别好做. 

支持！！！

armok · 发表于 2009-1-1 09:14:13

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

wenming · 发表于 2009-1-1 08:28:26

一是使用电容传感器,另外一个是使用压力力臂,测量Z轴的刀尖上的压力.这两种方法都比视频识别好做.

liu2416 · 发表于 2009-1-1 08:04:27

还有点没说清楚，探测时可以根据板的状况，设定扫描的分辨率。这样可以适当的运用RAM

liu2416 · 发表于 2009-1-1 08:02:50

我的想法是在没开工之前用刀尖探测覆铜板的高低并记录下来，由控制芯片大致计算出整个板的曲面状况，在加工时由控制芯片根据当前加工坐标来给出Z轴的位移。这个方法有专业机用的，且比较适合DIY。如果在脱机控制板里加入这些控制程序应该是很简单的事。

zhaomq · 发表于 2009-1-1 07:54:45

独立的单片机处里局部影像，并分析，对一定规格的刀具，PCB吃刀宽度，算出PCB的吃刀深度，回馈给控制器，作调整。

PCB的厚度差异，应该是区块/区域性的，所以反应可以稍有延迟或者说，一秒钟修正个 5-10 次也就够了。

zhaomq · 发表于 2009-1-1 07:48:32

就我上面说的，刀具好的话，吃刀很浅，产生的就是铜屑，小风机能把铜屑吹开，线路的齿痕很轻微，有助于软件是别。

面阵CCD 取得的数据量是大，但是应该聚焦在刀尖的后方一小块部份，而且是固定的，其他的都可以抛弃，不像数位相机要自动抓人像，要分析全部的数据。

这两天我再雕刻一块板子，然后把照片放上来讨论。

我对机械/机构，有兴趣也能做一点，电路/AVR汇编编程比较上手。大型电路/影像则不在行，只能纸上谈兵，呵呵。

easetemp · 发表于 2009-1-1 05:08:27

在特定条件下倒是有可能。

CCD跟着刀路倒好处理，直接安装到刀架上就可以了。这样，景深的问题也不是很大。

但可能存在几个问题：

1、光学的反应虽然快，但是，面阵CCD的数据量比较大，算法处理比较复杂，用的时间比较多。处理一张复杂工况的图，需要的时间很大。

2、加工过程情况复杂。首先，加工过程始终伴随大量的碎屑，这会影响判断，或者产生假表面；其次，工件的材质不同；第3，加工过程中，工件的形状改变可能影响判断。

我的感觉，在加工过程中使用视觉测量的方法不太现实。机械加工我不太熟悉。影像测量仪，大多对光源、测量的环境、处理时间要求挺高。

armok · 发表于 2009-1-1 01:56:21

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zhaomq · 发表于 2009-1-1 01:48:34

【1楼】 easetemp 

你说得不错，视觉的方法有很多待克服的地方。例如 CCD 要随着刀路尾巴的跟随，快速反应，也是比较难的。

根据我的经验，好的刀具雕刻深浅，能得到很明显的宽度差异，肉眼都能看出来，因此我相信可以朝着这个思路想想。

光学的反应，总是比机械式的反应快来得快。

easetemp · 发表于 2009-1-1 01:09:42

楼上的想法我也有。不过感觉零件对准上实现更现实一些。作用与现在的激光对准差不多，不过理论上更精确一些。实现上还是比较难的。有一定工作量。

视觉的方法受外界环境干扰比较大，如光源、光路是否受到干扰。加工中的在线检测几乎没有什么精度。

另外，即使上边能实现，用摄像头实现的检测精度也是值得怀疑的。毕竟，专业的检测中，镜头、CCD和这个没法比。

动态Z轴对刀法 【恢复】

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