Palpador XYZ Celda de Carga Probe

[sergiodp]

Hola soy nuevo en el foro, disculpen si cometo errores de cualquier tipo .

Quiero mostrar en lo que estoy trabajando, es una sonda bastante fácil de construir para los que manejamos algo de electrónica.
Ya obtuve resultados muy alentadores pero está en la primer etapa de prueba
Por ejemplo con velocidades F 200 milímetros por minuto obtengo media décima de precisión. F100   0.032mm  etc 

 Mi idea es usarlo como digitalizador 3D para hélices pequeñas  que luego fresaré con mi CNC casero, o cualquier otro proyecto de escaneado por ejemplo para perfiles alares desconocidos.
Yo utilizo el mach3 pero el wizard que viene me resulta un poco lento.

 Quisiera pedir ayuda para encontrar un software o plugin para mach3 qué digitalize  superficies más eficientemente(rapido) Cualquier ayuda será muy agradecida.

De lo que yo dispongo esta disposición de los compañeros del foro.

Gracias por adelantado
Sergio

[alberttoy]

Muy buena idea.
¿que amplificador usas para la celula de carga?

[alogic]

hola. yo los he usado con rhinoceros. pero tuve un programador, que en python le hizo la interface al digitalizador "casero", para usarlo desde el programa. 
algo me hablo que no era muy "complicado" comunicarlos por modbus. pero ni idea. https://wiki.mcneel.com/developer/python  por si quieres trastear.

también tienes programas de fotogrametría, que con camaras sacan buenos resultados.

te dejo el modelo de un sukhoi su60. que no llegué a terminar https://grabcad.com/library/sukhoi-su60-1
y el del cochecillo que estoy haciendo https://grabcad.com/library/mini-rc-car-1-28-_v2-1

un saludo

[sergiodp]

Hola Alberttoy gracias por tu interés

Quiero aclarar que esta sonda es con el fín de simplificar la construcción mecánica, no es algo profesional ni mucho menos.
He visto en estos foros que nombran equipamiento profesional, no es el caso mío para nada, todo a nivel aficionado y con el menor costo posible.
Ahora os dejaré el link de donde baje el programa para arduino y lo modifiqué.
https://naylampmechatronics.com/blog/25_tutorial-trasmisor-de-celda-de-carga-hx711-ba.html  

 La celda de carga que utilizó es de un kilogramo y el conversor es el hx711.
 Aquí en Argentina cuesta unos u$s 7 el conjunto.
 La plaquita de arduino puede ser la pro mini o nano o la uno($4)
La idea es simplificar con cosas existentes y un proyecto muy económico y cómo no lo uso todo el tiempo compartirlo con otros proyectos, por ejemplo un medidor de empuje y eficiencia para motor hélice de aeromodelismo.
Tuve que hacerle una muy sencilla modificación a la placa el conversor ad para que tome más muestras por segundo y sea menor el error.
Si les interesa con gusto explico todo pero no quiero aburrirlos.
El conversor tomaba 10 muestras por segundo y cambiando unas patillas pasa a tomar 80. 
He comprobado que se puede dejar activado el puerto serie a 115200 baudios y no afecta la velocidad de captura, para poder visualizar en la PC que está enviando el conversor.
 La salida es una salida digital del arduino. Hice mediciones de velocidades de conversión para ver los errores qué obtenía. Hay comandos en la librería propuesta en el link que son muy lentas y dan más error.
Lo ideal seria todo analogico sin arduino. ya lo intentaré

dejo fotos de otros proyectos

[sergiodp]

hola. yo los he usado con rhinoceros. pero tuve un programador, que en python le hizo la interface al digitalizador "casero", para usarlo desde el programa. 
algo me hablo que no era muy "complicado" comunicarlos por modbus. pero ni idea. https://wiki.mcneel.com/developer/python  por si quieres trastear.

también tienes programas de fotogrametría, que con camaras sacan buenos resultados.

te dejo el modelo de un sukhoi su60. que no llegué a terminar https://grabcad.com/library/sukhoi-su60-1
y el del cochecillo que estoy haciendo https://grabcad.com/library/mini-rc-car-1-28-_v2-1

un saludo

gracias Alogic  por compartir tus modelos

me interesa la fotogrametria, usas el cnc o solo la camara fotografica ? que resultados has obtenido ?   
Cuando vaya a España te consulto por lugares de vuelo rc, vuelo de ladera etc, ja ja

me gusta el vuelo lento y eficiente hoy no estoy haciendo modelos a escala.
Lo que gustes lo comparto, dejo un link con fotos algunos proyectos

https://photos.app.goo.gl/KRqPF7uCHG2xgFeS7

saludos

[forane]

Hombre, pues este proyecto me viene a ampliar algo que comenté hace tiempo, como el acoplamiento de un microscopio de efecto túnel como palpador. Se me respondió que si matar mosquitos con una bomba H etc. Fue una idea; pero considero que podría inferirse a este montaje, pues en última instancia se basa en efecto piezoeléctrico.

https://foro.metalaficion.com/index.php/topic,479.msg13754.html#msg13754
https://foro.metalaficion.com/index.php?topic=8617.msg99353#msg99353



Como el buscador de Cientificosaficionados tardaba en responder, opté por buscar en la red y no lo encontré. Pero afortunadamente existe WaybackMachine y me permito insertarlo:

https://web.archive.org/web/20021016102310/http://www.geocities.com/spm_stm/Project.html

Y si alguien puede desarrollar esta "probe", pues que la comente aquí. Saludos y gracias a sergiodp por revivir un tema que actualmente me rondaba la cabeza.

[sergiodp]

Gracias forane por el apoyo.

Habiendo construido el clásico palpador de 6 bolas tuve resultados bastante malos ya que mis contactos no estaban bañados en oro o algún otro problema de ruidos e imprecisiones. 

Pensé en algún sensor estático pero cuando leí del piezoeléctrico como el que tú nombras la gente comentaba que era muy difícil aislar el ruido del control numérico y discernir entre la señal correcta.Una celda de carga china económica como un palpador estático y no hay que hacer nada ya está hecho y da una sensibilidad muy buena y una inmunidad muy grande al ruido.
Prácticamente es imperceptible la presión que hace el palpador con respecto a cualquier resorte de un palpador de 6 bolas.

Y aunque la celda de carga tiene sensibilidad en una dirección más que en otras, capta perfectamente cualquier deformación que se transformaría en una torsión de manera muy sensible.
La idea del "vago" ja ja, es encontrar algo ya hecho y prácticamente gratis, que me sirva,  no ponerme a fabricar algo muy difícil. 

Como contra se puede decir que al ser digital hay demora aunque pequeña.
Creo que la imprecision viene por mi montaje y la holgura de mi cnc casero. 

Si a alguien le interesa probarlo para ver qué precisión se logra con un montaje más prolijo, puedo subir el código de arduino.

saludos

[supercanii]

Sergio pues si que es interesante el proyecto, si lo compartes seguro que lo pruebo... y más viendo el "coste" del chisme... muy interesante.

[TecnoWorld]

Habiendo construido el clásico palpador de 6 bolas tuve resultados bastante malos ya que mis contactos no estaban bañados en oro o algún otro problema de ruidos e imprecisiones.

Ya, hacer con las bolas funciona bien, más preciso de 1µm, pero necesitas desarollar bien. Yo tengo un hilo para la fabricacion de un palpador 3D https://foro.metalaficion.com/index.php?topic=34320.0
Ahí tienes unas fotos de un palpador industrial (renishaw) y yo estoy fabricando casí el mismo, pero para recibir resultados repetibles hay unos cuantos de calculos etc.
Hasta ya creo que he fabricado 20 o 30 palapadores solo para verficar y comprobar.
El diametro de las bolas y el angulo de contacto es muy importante, tambien la fuerza que necesitas.
En el modelo de Renishaw son 70gF, yo hecho igual.. Con menos no funciona, con más se dobla la sonda demasiato.

El sistema con la celda de carga usan tambien unos fabricantes (y es bajo de patentes, así no puedo usar).
Tambíen puedes usar un sistema capacitivo. La forma como dos cono (uno en el otro) y mides la capacidad. Funciona tambien perfectamente.

[sergiodp]

Sergio pues si que es interesante el proyecto, si lo compartes seguro que lo pruebo... y más viendo el "coste" del chisme... muy interesante.

hola supercanii

Si subire todo lo que hice hasta ahora.  el lunes porque lo tengo en mi taller.
puedo adelantarte la modificacion del ADC
la pata 15 (pin 15 hay que ponerle 5 volts en vez de gnd)  se corta la pista que llega desde gnd  (0v masa) a la pata 15 y
se conecta 15 con 16 y listo. pasa de 10 muestras  a 80 sps   segun indica el datasheet del HX711

subire fotos

saludos

[sergiodp]

Hola tecnoworld

qué buen trabajo !!! que muestras en el hilo . Muy prolijo supongo que es para comercializarlo.

El caso mío es solamente hobbista y para uso eventual.
Me falta medir con cuántos gramos fuerza se activa. El lunes lo voy a probar cálculo que muy poquito.

Nuevamente felicitaciones por tus trabajos.

Saludos 

[Newlathe]

Hola. Yo también me hice el típico de bolas, con resultados al principio buenos, con el tiempo fueron empeorando por culpa de la condictividad de las bolas. Luego mejoró cambiando las bolas por tornillos de acero inoxidable de cabeza redondeada. Eso daba la ventaja de poder regular la altura del punto de apoyo y así alinear el brazo palpador

https://foro.metalaficion.com/index.php?topic=23574.msg268339#msg268339

También probé el sistema de contacto eléctrico directo entre pieza y punta palpador, aunque ese sistema sólo vale para piezas conductoras, aunque me parece más fiable que el de bolas/tornillos.

No entiendo como finciona el tuyo, ni para que necesitas el arduino ni la programación si ya estás usando el wizard de mach3. Este ya lo hace todo, solo necesita un interruptor que corte o abra señal cada vez que la sonda toca la pieza. Por favor podrías mostrar y explicar más detalladamente como fábricaste y como funciona tu sonda?

Entiendo lo que dices de la lentitud del wizard del mach3, yo también lo uso. El problema radica en que en cada palpación la sonda sube hasta el punto máximo que se le ha establecido y eso es mucha pérdida de tiempo. Yo también he pensado que sería genial que pudieras decirle que solo suba 1mm con respecto al punto donde tocó pieza la última vez. Sería muuucho más rápido. También me pregunto si habrá otros wizards que agilicen esto.

Por otro lado últimamente no paro de darle vueltas a si esta operación no se podría hacer con algún montaje láser. Los scaneres láser tipo cyclop no me valen para lo que yo quiero porque yo necesito escanear la parte interior de piezas, imaginad que tengo que obtener la forma interna de una copa o vaso. Un cyclop no puede llegar ahí. Pero pienso se se podría hacer una sonda que emita láser y reciba la señal, y en cada pasada te ahorrarás todo el movimiento de bajada y subida de Z. O una especie de barrido con un haz ancho...

Saludos

[sergiodp]

Hola  Newlathe 

Primero te explicaré para qué yo use el Arduino.

La idea de hacer una sonda "estática" es justamente para lo que tú describes, el problema con los contactos y demás como es un una celda de carga(para balanza)  que se deforma ante la menor perturbación o toque con el elemento a digitalizar( conductivo o no conductivo), esto hay que amplificarlo y dar una señal on-off para usarlo como entrada en el mach3.

 El conversor AD (ADC) económico que todo el mundo usa es el que describo pero tiene como salida una salida proporcional a la deformación ó sea al peso cuando se usa como balanza.
Esta salida va por un pin en formato serie hacia el arduino y el arduino lo transforma en un on-off para el mach 3.

Se podría evitar el arduino con un amplificador analógico pero hay que hacer más electrónica y ajustar los niveles con respecto al ruido entonces resulta más fácil algo estándar y economico como lo es un arduino y una celda de carga con su correspondiente  ADC y la contra son los tiempos de demora en la parte digital( ya conte antes que es poco el error).

Estoy de acuerdo contigo en qué es muy lento subir hasta la posición máxima en el wizard del mach3 por eso consultaba aquí si alguien conoce otro wizard más efectivo. O un software especifico de captura xyz.
 Yo tengo otro que lo voy a compartir, pero no logró que ande significativamente más rápido que el original del mach3.

puedes ver en el link de abajo un pequeño video escaneando 3d  y capturando xyx con el wizard  de mach3 que tu describes.

https://photos.app.goo.gl/KRqPF7uCHG2xgFeS7

saludos

[TecnoWorld]

Problema de usar una celda de esta manera, igual que usar el contacto directo electrico, hace muchos problemas.
Pq no tienes ni un margen del camino despues del contacto.
En ejemplo si voy con 1000mm/min en direccion al canto para medirlo, tengo el impulso de contacto pero ya tengo que frenarlo.
Este necesita 0,5-2mm, y el palpador tiene que ser elástico sin romperlo.
Una vez acabado el movimiento el eje va en direccion contrario lentamente hasta el contacto se cierre otra vez. Ya tienes la coordenada perfecto.

Solo así puedes medir con una velocidad aceptable sin romper nada..

[Newlathe]

Hola, gracias por tu perfecta explicación. Una duda, esa salida proporcional a la presión ejercida en la célula, en que formato va? 0 volts si no hay presión y va incrementando los voltios conforme aumenta la presión. Hasta que voltaje sube en un contacto "normal" de un palpando? Normalmente las placas breakout funcionan con 5v para todas estas señales, pero creo que podría  "saltar" con menor voltaje. Quizá sería cuestión de ver con cuál es el mínimo que salta y si el conversor da unos valores por debajo de eso quizás se podría ver la manera de ponerlo directo, o si es mayor poner alguna resistencia para que no pueda subir de 5v...estoy hablando sin saber, supongo que tu tendrás estudiado el tema.

TecnoWorld, llevas razón, pero yo por lo menos no hago palpados a más de 100 o 120mm/min, no es razonable una velocidad de 1000mm/min en una máquina de aficionado si quieres algo de precisión. De hecho muchas máquinas de aficionado ni son capaces de moverse a esa velocidad.

Saludos