user7467006

Всем привет!

Решил написать вторую часть истории создания станка для намотки трансформаторов.

Электронная часть станка состоит из трех блоков питания, трёх шаговых двигателей, платы коммутации, платы преобразователя напряжения в частоту, датчика оборотов главного привода, датчика натяжения проволоки, двух концевых выключателей и передней нанели с кнопками, лампочками, переключателем режимов и энкодером.

Первый блок питания с напряжением 24в и током 0.8а питает контроллер, плату преобразователя V/F а так-же индикаторные лампы, зумер и лазерную линейку.

Второй блок питания 17в, 2.5а (от ноутбука) питает ШД главного привода.

Третий блок питания тоже от ноутбука питает ШД укладчика и ШД регулятора натяжения.

Плата комутации сделана на бале макетной платы. На ней расположены клеммники, фильтрующие конденсаторы, индикаторы питания, оптопары и реле. Для удобства наладки установил множество светодиодов для индикации питания и наличия сигналов на входах и выходах.

Плата преобразователя V/F уже создает дополнительные проблемы. При напряжении на входе 0 вольт она выдает сигнал 100-200 герц. Компаратор ловит наводки и воспринимает их как сигнал. Буду решать эту проблему.

Датчик оборотов главного привода состоит из двух герконов и магнита приклееного к шкиву ременного редуктора. Работает по принципу квадратурного энкодера. При вращении по часовой стрелке сначала замыкается геркон А потом геркон В. После прохода магнита размыкаются они в той же последовательности. При вращении в другую сторону все происходит в обратной последовательности. Это сделано для того чтобы контроллер мог прибавлять или вычитать витки при ручной отмотке в обратную сторону если что-то пошло не так.

В качестве датчика натяжения применил аналоговый проксимити-сенсор. При отсутствии метала около его чувствительной части он выдает сигнал 10в. При приближении метала вплотную к чувствительному торцу напряжение на выходе падает до 0в. Ширина чувствительной зоны примерно 10мм. Подвижный, подпружиненый ролик на базе головки от жесткого диска в совокупности с этим проксимити-сенсором будет выполнять роль датчика натяжения.

Шаговые двигатели с драйверами makerbase применил из-за полного отсутствия шума. Они имеют 14 битные магнитные энкодеры и обладают широким функционалом. Драйвер для ШД укладчика сделан для двигателя бОльшего типоразмера и установлен через самодельный переходник. Драйвер ШД главного привода имеет микродисплей с помощью которого очень удобно задавать параметры. С драйвером укладчика в этом плане все сложнее, настраивается только через UART.

Кнопки и лампы заказал в китае.

Зумер когдато бороздил океаны на корабле голандской постройки.

Концевые выключатели амерканские б/у, от каких-то реле давления.

Корпус с электроникой делаю из листового стеклотекстолита и обшиваю листовой нержавейкой как у DeLorian. )))

Вобщем продолжаю сборку. Предстоит борьба с платой V/F.

Всем спасибо за прочтение!

Всем привет! Давно не посещал Пикабу из-за плотного графика. Но теперь я безработный и свободного времени куча. Пока ищу работу решил доделать намоточный станок который начал делать еще год назад и запилить об этом пост. Изготовление затянулось из-за частых командировок и долгого ожидания некоторых компонентов заказаных на Али. Доставка в Калининградскую область всегда мучительно долгая.

Станок я планирую использовать для намотки трансформаторов ламповых усилителей. А также входных и межкаскадных трансформаторов. Возможно получится мотать на нем гитарные звукосниматели, но скорее всего система натяжения которую я собираюсь использовать не совсем подойдет для намотки очень тонкого провода.

Начал я этот проект после того как попытался намотать выходной трансформатор для двухтактного усилителя на нувисторах.

Трансформаторы я всегда мотал вручную. Мотал всегда максимально качественно, виток к витку с секционированием и другими фичами расширяющими ачх. Но последний трансформатор предполагал примерно 6000 витков первичной обмотки проводом 0.1мм и я понял что терпения и умения может не хватить. Еще одним фактором послужил тунельный синдром т.к я почти 20 лет проработал в КИПиА и электроники. Манипуляции с мелкими деталями дали о себе знать. Иногда руки просто отказываются слушаться.

Сначала я решил собрать максимально простой станок, лишь бы мотал, но потом пришло понимание что нужно все делать качественно и надолго, чтобы потом не переделывать.

Планируемые характеристики:

Максимальная длина катушки - 150мм.

Максимальный диаметр зоны вращения - 100мм

Максимальная скорость намотки - 5 витков в секунду.

Минимальный шаг укладчика - 0.01мм.

Как обычно решил начать с корпуса. Взгляд упал на алюминиевую пластину толщиной 30мм которая осталась после постройки чпу станка. Пластина толстая, тяжелая и ровная. Я решил что она будет идеальной станиной.

Следующим шаком был поиск кронштейна для главного привода вращающего наматываемую катушку. Взгляд упал на шасси из силумина от ламповой военной радиостанции. Шасси я прикрутил к алюминиевой пластине двумя болтами М12. Затем были найдены остальные комплектующие: цилиндрические направляющие с кронштейнами, ходовой винт 8мм с шагом 10мм, муфта, зубчатые колеса и ремни, концевые выключатели, шаговые моторы с драйверами Makerbase, провода и всякие мелочи типа лазерной линейки для точного наведения укладчика. Узел главного привода (бабку) я сделал из двух головок от VHS видеомагнитофонов с двойными подшипниками NSK. Просто прикрутил их напротив друг друга предварительно вставив ось (для центровки).

Для привода укладчика я сразу решил применить шаговый двигатель, для главного привода (катушки) заказал BLDC мотор с высоким моментом и управлением частотой (0-900гц). На тот момент я еще не знал что совершил серьезную ошибку.

После начала сборки механики я уже прикидывал чем все это дело будет управляться. В гараже был найден старенький контроллер Mitsubishi Alpha 2. Контроллер имел 15 входов и 9 релейных выходов. Почему-то я решил что с выхода контроллера можно снять частоту 200-400гц и этого будет достаточно для быстрого движения укладчика и скорости работы главного привода в районе 5 оборотов в секунду.

Я выпаял все реле из контроллера и вывел выходы на плату с оптопарами. Потом скачал софт для Mitsubishi и расстроился. Блок генератора импульсов мог настраиваться на минимальное время импульса и паузы 10мс. Таким образом максимальная частота составляла 50гц. Это была катастрофа. Для главного привода такая частота не подходила. Мотор вращался очень медленно и ременной редуктор понижал еще в три раза.

Привод укладчика тоже имел редукцию 2.5. Это было сделано для получения шага в 0.01мм. Мотор 200 шагов, деление шага на 2 и редукция 2.5. Получалась 1000 импульсов на один оборот винта с шагом 10мм, 100 импульсов на милиметр.

Максимальные обороты главного привода планировались примерно 3-5 оборотов в секунду. Получалось что при намотке провода 0.5мм максимальная скорость намотки не могла бы быть выше одного оборота в секунду. Провод толщиной выше 0.5мм я мотать не планировал.

Играясь с софтом для контроллера я обнаружил интересную фичу. Если поставить в блоке генератора импульсов (flicker) время импульса 10мс а время паузы 0мс то частота вырастает до 100гц. Для укладчика это уже что-то. А вот для привода маловато.

Предвосхищая вопросы в стиле "почему не сделал на ардуино?", отвечаю - небыло ардуино и дисплеев. Все ардуинки которые я откопал у себя в запасах оказались частично или полностью дохлыми. Дисплеев вообще небыло а заказывать и ждать доставку не хотелось. Ну и на тот момент я думал что сделаю все побыстрому из говна и палок. Решено было продолжить проект на этом контроллере.

Потом я вспомнил что контроллер позволяет установить один блок расширения и я решил выкрутиться - поставить вместо BLDC мотора шаговый и управлять им при помощи аналогового выхода через плату преобразователя напряжения в частоту. Понял что проект затянется и принял решение заказать блок расширения с двумя аналоговыми выходами и плату преобразователя напряжение>частота. Заказал и улетел в командировку на две недели. Когда прилетел посылки уже пришли.

Испытания показали что все работает вполне сносно.

В скором времени планирую испытания с датчиком натяжения на максимальной скорости.

Электронику временно отложил и занялся механикой.

У меня есть определенные опасения связанные с быстродействием контроллера. Поэтому прошу совета у знающих людей, если таковые есть.

1. Можно ли регулировать натяжение регулировкой скорости подающей катушки?

2. Как лучше регулировать натяжение при намотке очень тонкой проволоки?

3. Как лучше гасить колебания натяжения проволоки при намотке катушек прямоугольной формы?

Прошу прощения за орфографию и пунктуацию.

Надеюсь вам было интересно.

Могу запилить еще один пост с более подробным описанием.