Программа для намоточного станка – Намоточный станок на Arduino

РадиоКот :: НАМОТОЧНЫЙ СТАНОК

РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

НАМОТОЧНЫЙ СТАНОК

Здравствуйте, товарищи!

Снова за окном дождь и холодный ветер. Странное какое-то лето у нас в этом году. Уж чего в нём только не было: и невыносимая жара, и радиоактивные осадки, порождаемые лесными пожарами в Чернобыльской зоне отчуждения, и едкий смог от пожара на нефтебазе под Киевом, и похолодание до 14… Как бы к концу ещё снегом не «порадовало»?
Ну а я, пользуясь случаем небольшого отпуска, хочу поделиться с вами ещё одной полезной конструкцией.

Данный станочек позволяет без особых усилий наматывать миниатюрные дроссели и трансформаторы, обладает множеством полезных функций, прост в изготовлении и не содержит дефицитных компонентов. Собрать такой станочек под силу даже новичку!

Что умеет данный станок?
Мотать и считать витки! Счётчик станочка умеет вести как инкрементный (+1), так и декрементный (-1) счёт от 0 до 9999. Таким образом счёт витков производится как в направлении намотки, так и в обратном, если, например, необходимо отмотать лишнее. Станочек позволяет устанавливать скорость намотки (скорость вращения двигателя) и производит плавный разгон при пуске. Имеет два режима работы: режим свободной намотки - пуск и останов производятся пользователем; и полуавтомат - намотка заранее установленного количества витков со снижением скорости вдвое за 10 витков до окончания намотки и последующей автоматической остановкой. Кроме того станочек не теряет значение счётчика при случайном перебое питания, а все режимы и установки хранятся в энергонезависимой памяти.

И так, из чего же он состоит?
За основу станочка взята часть механизма микролифта компьютерного CD/DVD привода, который выдвигает деку для диска. Идея использовать данный узел заимствована у пользователя Shodan, за что ему отдельная благодарность. Находим ненужный привод, разбираем, снимаем шестерни, чтобы не повредить, и аккуратно отпиливаем нужную нам часть.

Дорабатываем полученный узел установкой оптического датчика. Для этого нам понадобятся ИК светодиод и сдвоенный фототранзистор, которые можно взять из старой компьютерной мышки шарикового типа. Данные элементы на плате имеют обозначения «LED» и «Q» соответственно.

 Кто уже успел избавиться от подобного хлама – не отчаивайтесь. Эти же элементы иногда встречаются и в новых оптических мышках в качестве энкодера колеса скроллинга. Данные ИК фототранзисторы работают на высокоомную нагрузку и потому чувствительны к электромагнитным помехам, а так же световым пульсациям, создаваемым люминесцентными лампами. Потому для повышения помехозащищённости их желательно поместить в экран и подключение к плате выполнить экранированным проводом.

Для удобства крепления и дальнейшей настройки оформим фототранзистор в оптическую головку, для чего приклеим его с помощью суперклея на «Г»-образное пластиковое основание, выпиленное из того же CD привода. Будьте внимательны, так как у фототранзистора только одна чувствительная сторона и её нельзя пачкать клеем. Далее из медной фольги вырезаем экран и закрепляем суперклеем на фотоголовке. С помощью кусочка тонкого провода экран необходимо соединить с общим выводом (коллектором) сдвоенного фототранзистора.

В качестве экранированного провода применён обычный дешёвый тонкий аудио кабель. Далее примеряем получившуюся фотоголовку на её будущее место и делаем пометку на ведущем колесе как можно точнее по оси чувствительности фототранзистора. С помощью сверла диаметром 1,5мм сверлим одно сквозное отверстие в колесе и основании под ним.

С помощью термоклея закрепляем ИК светодиод с припаянными проводами с обратной стороны основания так, чтобы выпуклость корпуса светодиода вошла в отверстие.

В моём случае пластик ведущего колеса оказался слишком прозрачным для ИК лучей и потому мне пришлось окрасить его с обратной стороны чёрной аэрозольной краской. Пластик основания очень чувствителен к растворителям и их парам. Потому дождитесь полного высыхания краски и только потом устанавливайте колесо на место. В противном случае ось, на которую крепится колесо, может быть повреждена.

Для настройки фотоголовки потребуется собрать простую схему.

Снова ставим фотоголовку на место так, чтобы зазор между ней и ведущим колесом составлял 1,5-2мм.

Перемещением головки добиваемся того, чтобы при плавном вращении колеса зажигался первый светодиод, затем второй, затем гас первый, затем второй (смотрите пример на видео в архиве). То есть логика работы энкодера должна выглядеть так: 00, 10, 11, 01, 00 и 00, 01, 11, 10, 00 при вращении в обратную сторону. Теперь фотоголовку необходимо зафиксировать в таком положении и окончательно закрепить суперклеем.

Кто уж совсем не захочет искать детали для предложенного варианта датчика - не проблема. Его можно заменить магнитным на микрогерконах или даже датчиках Холла. Но конструкция такого датчика не является предметом данной статьи и полностью возлагается на ваши творческие способности. Главное при этом, чтобы сохранялась выше описанная логика работы.

Теперь перейдём к электронной части станочка.

Рассмотрим контроллер станочка.

Как можете видеть по схеме, всё довольно минималистично. Сердцем контроллера выбрана однокристальная микро-ЭВМ семейства AVR типа ATmega8A. Питает схему линейный интегральный стабилизатор типа 7805. Индикация динамическая, реализована на четырёхразрядном семисегментном светодиодном индикаторе типа KEM-5641-BSR, который является клоном CA56-21SRWA и RL-F5620RCBW (документация в архиве). В качестве разрядных ключей применены маломощные биполярные транзисторы типа MMBT2907. Вместо указанных подойдут любые транзисторы структуры p-n-p в подходящем корпусе и током коллектора не менее 200мА. Управление контроллером осуществляется с помощью трёх кнопок: «RUN/SET», «STOP/MODE» и «CLEAR». На элементах VT1 и VD2 выполнен импульсный регулятор частоты вращения двигателя. Указанный на схеме транзистор можно заменить на IRLML2402 или более мощный. Диод Шоттки - любым диодом в подходящем корпусе и током не менее 1А. На элементах R1 и R2 выполнен делитель напряжения детектора пропадания питания. Данный узел выполняет важную функцию – определяет момент пропадания питания для сохранения значения счётчика в энергонезависимую память, откуда оно будет считано при следующем включении. Функционирует детектор следующим образом. При снижении напряжения внешнего источника ниже порогового значения (5,6-5,7В) срабатывает встроенный в БИС микро-ЭВМ аналоговый компаратор и даёт прерывание, по которому программа выполняет все необходимые действия. Контроллер в это время питается энергией, запасённой в конденсаторе C4, которой с запасом хватает на доли секунды, необходимые для выполнения программы.

Плата контроллера изготовлена методом ЛУТ на одностороннем фольгированном стеклотекстолите. Мне удобней всего работать с материалом толщиной 1мм, вы же можете использовать более толстый текстолит – это дело личных предпочтений.

Обратите внимание на то, как припаян к плате индикатор. Его передние выводы были предварительно полностью пропущены в отверстия платы так, чтобы он стоял под максимальным наклоном вперёд.

Спаянная без ошибок и из заведомо исправных элементов плата в каких-либо дополнительных настройках не нуждается. Прошивка находится в архиве. Фуз-биты необходимо оставить заводскими с тем лишь изменением, что надо установить галочку в окошке «BODEN».

 

Теперь можно приступить к окончательной сборке. В качестве станины я использовал имеющийся кусок органического стекла размерами около 15,5х7,5см и толщиной 8мм. Конструкция получилась добротной и довольно надёжной, потому рекомендую, по возможности, взять размеры не меньше указанных. Первой закрепляется плата контроллера. Для этого в ней предусмотрено 4 посадочных отверстия, которые рассверливаются под винты М3. Далее с маленьким отступом с помощью суперклея к станине крепится механический узел. С другой стороны к станине приклеивается упор, который вырезается из того же CD привода.

Конструкция упора в моём случае получилась не самой удобной и потому не заслуживает отдельного внимания. Возможно у вас получится практичней и оригинальней. Расстояние между механическим узлом и упором получилось таковым, что длина вала составила 75,0мм (76,5мм с зубцами). Вал изготавливается под конкретный тип каркаса. К сожалению, мне так и не удалось придумать один универсальный вал под все типы сразу. Пока изготовлено два вала под каркасы размеров E12 и E6.3. Изготовлялись они из полосок оргстекла толщиной 3мм тщательным обтачиванием надфилями вручную.

На валу под каркасы E12 сделан фиксатор. В толщу оргстекла засверлены два не сквозных отверстия под углом около 90 градусов относительно друг друга. В одно отверстие вставлен кусочек пружинки, изъятый из контакта какого-то мобильного телефона. В другое - изогнутый кусочек вывода радиоэлемента. Данная конструкция надёжно фиксирует каркас на валу.

Сразу за упором расположился узел «горячей» клавиши. Он изготовлен из микропереключателя, выпаянного с платы компьютерной мышки и обычного красного светодиода. Все элементы закреплены на маленьком кубике оргстекла, который в свою очередь приклеен к станине. Все провода, идущие к данному узлу, были спрятаны в «шахты», просверленные в толще оргстекла станины.

Все соединения (кроме экранированных проводов фототранзистора) выполнены проводом МГТФ.

Отдельного внимания заслуживает сопряжение вала с ведущим колесом.

Тонким ножом сделана выборка материала внутри шестерни ведущего колеса, соответствующая двум 1,5мм выступам вала. Сцепление оказалось довольно надёжным и ни разу не подводило в процессе эксплуатации. Места выборки пометил углублениями с красным лаком на торце шестерни для удобства установки вала.

Сзади плату контроллера закрывает щиток из тонкого оргстекла с отверстием под разъём питания. Данная мера была вынужденной, поскольку применённый тип разъёма оказался весьма хлипким и разламывался при малейших боковых нагрузках.

В качестве источника питания применено импульсное зарядное устройство с логотипом «ORANGE» от неизвестной мне марки мобильного телефона (см. на первой фотографии). Данное устройство довольно мощное, даёт около 8,5В на холостом ходу и ток к.з. порядка 0,75А. При подборе блока питания рекомендую в первую очередь обращать внимание на напряжение. Большинство телефонных зарядок имеют напряжение холостого хода 5…6В – они не подойдут. Вполне сгодится сетевой адаптер со стабилизированным выходом 9В. При недостаточной мощности источника питания станок не сможет выйти на полную мощность и всё время будет останавливаться. В общем, блок питания должен иметь напряжение от 7 до 10В и обеспечивать ток 0,5А при напряжении не ниже 6В.

Рекомендуемый порядок сборки платы: 1) паяются все резисторы, 2) все конденсаторы, 3) диоды и транзисторы, 4) разъём программатора, 5) микроконтроллер, 6) индикатор, 7) тщательная промывка платы от остатков паяльных материалов, 8) разъём питания и кнопки, 9) локальная протирка участков платы с предельной осторожностью, чтобы смывочная жидкость с остатками паяльных материалов не попала внутрь кнопок и разъёма.

Настройка станка и работа с ним достаточно просты и не заслуживают отдельного описания. Вкратце отмечу, что кнопка «CLEAR» производит обнуление счётчика. Кнопка «RUN/SET» разблокирует «горячую» клавишу. Кнопка «STOP/MODE» останавливает намотку, её длительное удержание (более 2с) переводит станок в режим настроек. В режиме настроек кнопки «RUN/SET» и «CLEAR» служат для изменения выбранного параметра, кнопка «STOP/MODE» используется для перехода к следующему параметру. Вместо более детального описания предлагаю вам просмотреть видео, в котором всё это рассказано и показано. https://youtu.be/1tLzHcztzx4

Данный станочек имеет огромный скрытый потенциал для творчества. Так, например, его можно доработать, снабдив такими важными узлами, как узел натяжения и укладчик провода. При этом даже не потребуется доработка платы контроллера – лишь изменение программной части и назначения некоторых её контактов. Мои возможности, к сожалению, ограничены, но я с радостью поделюсь своими мыслями с желающими подхватить эстафету.

Ну и пару слов о технике безопасности. Все работы проводить исправными инструментами, исключительно по их прямому назначению. Рабочее место должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией, а помещение проветриваться. Кто ещё не знаком с правилами электростатической безопасности – настоятельно рекомендую ознакомиться, поскольку данная конструкция содержит компоненты, чувствительные к статическому электричеству. И, помните, что содержащийся в припое свинец и содержащиеся в изоляции проводов галогены – чрезвычайно опасные вещества, с которыми сегодня борется весь цивилизованный мир. Не подвергайте опасности своё здоровье и здоровье ваших близких! Никогда не обжигайте изоляцию с проводов! Срезайте её кусачками-бокорезами, перевернув их острой стороной от себя.

Всем удачной сборки и хорошего настроения!

Вопросы, как обычно - в Форум!

Супер архив.

Файлы:
Архив ZIP

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

WINDING EXPERT | Mikrosam

WINDING EXPERT

“Winding Expert^TM” является софтверским решением, найденным компанией МИКРОСАМ для создания, правки и симуляции программы намотки. Это софтвер легкий в употреблении, дающий возможность конструкторам композитных моделей быть креативными  в создании намоточных программ, удовлетворяющих требованиям изделия. Характеристики симуляции траектории намотки и симуляции схемы намотки дают конструктору мощный инструмент, с помощью которого можно легко и точно создавать композитные изделия используя намоточную технологию.

“Winding Expert”  имеет модуль экспортирования всех необходимых данных в каждую “Finite Element Analysis (FEA)” (Финальный анализ элементов) программу, которая необходима для подсчета и анализа механических свойств намотанных изделий.

В “Winding Expert” существует возможность создания намоточных программ для стандартных симметричных изделий, таких как трубы, резервуары и конусы или для  изделий с несимметричными геометрическими осями, внося CAD данные об оправке из каждой популярной CAD программы.

“Winding Expert” в стандартном виде имеет интерфейс на английском и русском языках.

“Winding Commander^TM“ является специально разработанной программой для управления нашей серией намоточных станков. Компьютерная система на базе новейшего класса CPU процессоров, функционирует с “Windows” оперативной системой и работает параллельно с DSP, предназначенным для обеспечения координации, скорости и точности процесса намотки с неограниченной длиной программы.

Программа управления “Winding Commander^TM” компании МИКРОСАМ – это современная программа, имеющая большое количество функций для управления намоточными станками. Уникальный графический интерфейс программы легкий в обучении и при работе.

Встроенная функция, обеспечивающая координированное движение, значительно улучшает динамику продуктивности.

Встроенная функция безопасности обеспечивает возможность в любой момент продолжить процесс намотки с того места, в котором он был прерван из-за падениянапряжения или включения экстренной остановки из-за других критических/чрезвычайных ситуаций.

Программа управления подходит к любой конфигурации станков и создана с целью удовлетворить ваши требования даже в случаях сложнейшей намоточной техники.

“Winding Commander^TM” в стандартном варианте имеет интерфейс на английском и русском языках.

www.mikrosam.com

Чертежи намоточного станка - Электроника

Намоточный станок радиолюбителя – этот самодельный станок предназначен для намотки катушек медным лакированным проводом диаметром от 0,1 до 1,5 миллиметра.

Это устройство позволяет наматывать катушки трансформаторов и дросселей в навал, а так же виток к витку, при этом устройство без ошибки подсчитает для вас количество витков, которое вы намотали на каркас катушки.

Намоточный станок радиолюбителя достаточно прост в изготовлении. Его может самостоятельно изготовить как опытный, так и начинающий радиолюбитель.

 

Изготовление намоточного станка радиолюбителя

 

Для изготовления намоточного станока радиолюбителя возьмите деревянный брусок примерным размером 35 на 25 см. На это брусок прочно закрепите шурупами два направляющих бруска, у которых выбраны фаски под углом 45 градусов с одной стороны.Между брусками необходимо установить две деревянные стойки, одна из которых должна быть подвижной. Между этими стойками устанавливается каркас, сделанный из деревянного бруска и соответствующий размеру катушки, на который в дальнейшем будет одеваться сам каркас катушки для намотки провода. С одной стороны оси на который надет брусок крепят винтом ручку для вращения бруска с каркасом. С обратной стороны оси необходимо закрепить механический счетчик, который будет показывать наматываемое количество витков на катушку.

Во время работы намоточный станок радиолюбителя рекомендуется закрепить на краю стола, каким либо зажимом или шурупами, для того, чтобы устройство не “ерзало” по столу во время намотки катушки.

 

При составлении данной статьи использовались материалы В.Г. Бастанова.

www.chipmaker.ru

Самодельный намоточный станок с укладчиком

В работе радиолюбителей и электриков полезны устройства для наматывания медного провода диаметром 1,5 мм на специальную электрическую катушку. В промышленных условиях данный процесс требует скорости и точности. Домашние мастера могут воспроизвести такую технологию. Для этого понадобится самодельный намоточный станок. Для него характерны такие признаки:

• простота создания и эксплуатации;
• возможность использования разных трансформаторов;
• наличие дополнительных функций: подсчет количества проволочных мотков.

Метод работы намоточного станка

Станок для намотки – востребованное оборудование, с помощью которого наматывают трансформаторные однослойные и многослойные катушки цилиндрического типа и всевозможные дроссели. Намоточное устройство равномерно распределяет проволоку обмотки с определенным уровнем натяжения. Оно бывает ручным и автоматическим, и работает по такому принципу:

Как работает станок для намотки

• Вращение рукоятки задает намотку проводки или кабеля на каркас катушки. Она служит основанием изделия и надевается на специальный вал.
• Проволока перемещается горизонтально благодаря направляющему элементу укладчика.
• Количество витков определяют специальные счетчики. В самодельных конструкциях эту роль может выполнять велосипедный спидометр или магнитно-герконовый датчик.

Ручной прибор для укладки провода довольно примитивный, поэтому редко применяются на производстве.

Намоточный станок на механическом приводе позволяет выполнять сложную обмотку:

• рядовую;
• тороидальную;
• перекрестную.

Ручной намоточный станок с механическим счетчиком оборотов

Он функционирует с помощью электрического двигателя, который задает движение промежуточного вала с использованием ременной передачи и трехступенчатых шкивов. Большую роль при этом играет фрикционная муфта сцепления. Благодаря ей станок работает плавно, без толчков и обрывов проволоки. Шпиндель с закрепленной оправой, на которую надета катушка, производит запуск счетчика. Намоточный станок настраивается с помощью винта под любую ширину катушечного каркаса.

Современные модели оснащены цифровым оборудованием. Они работают посредством специально заданной программы, которая хранит информацию в запоминающем устройстве. Значение длины и диаметра провода позволяет точно определить точку пересечения линий.

Современные намоточные станки оснащены специальными счетчиками

Механизм намоточного станка

Станок для намотки классифицируют по группам:

• рядовой;
• универсальной;
• тороидальной намотки.

Каждое изделие имеет индивидуальную конструкцию.

Намоточный станок, выполняющий рядовую укладку проволоки, состоит из таких элементов:

• Механизм намотки имеет вид сварной рамы, которая оборудована двигателем, зубчато-ременной передачей, передней и задней бабкой.
• Механизм раскладки позволяет перемещать длинномерный материал вдоль оси намотки. Это сварная конструкция, по которой двигается каретка с направляющими роликами для провода.
• Модели устройств отличаются друг от друга габаритами и функциональными возможностями.

Стандартная модель прибора для укладки провода несколькими перегибами за один оборот предполагает наличие таких элементов:

Составляющие станка

• Основной каркас, состоящий из деревянных или металлических стоек, которые занимают вертикальное положение.
• Между опорами расположены две горизонтальные оси: одна предназначена для пластин, другая – для катушки.
• Сменные шестерни, посылающие на катушку вращение.
• Рукоятка, которая вращает катушечную ось. Для ее фиксации используют цанговый зажим.
• Фиксаторы: гайки, винты.

Намотка проволоки на тороидальные сердечники осуществляется посредством специализированного оборудования кольцевого типа:

• Приспособление имеет вид челнока, работающего по принципу швейной иглы.
• Шпуля представляет собой механизм двух пересекающихся колец с вынимающимся сектором, на который устанавливают тороидальный каркас.
• Вращение шпули задает электродвигатель.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Чтобы собственноручно сделать станок для намотки проволоки на круглый каркас, понадобится несколько деталей.

Станина из листового материала, скрепленного сварочным методом. Оптимальная толщина основания – 15 мм, боковых частей – 6 мм. Устойчивость конструкции обеспечивается ее тяжестью:

Схема станины станка

• Боковые части прикладывают друг к другу, одновременно просверливают в них отверстия.
• Подготовленные элементы приваривают к основанию.
• В высоко расположенные пробоины монтируют втулки, в нижние – подшипники, которые можно взять из использованного дисковода.
• Крепежные детали с внешней стороны боковин надежно фиксируют крышками.

Важные составляющие конструкции станка – валы:

• Верхний вал диаметром 12 мм держит каркас катушки. Его роль может исполнять аналогичная конструктивная деталь вышедшего из строя матричного принтера.
• На средний вал такого же диаметра опирается устройство подачи длинномерного материала. Перед вводом в эксплуатацию его желательно отполировать.
• Нижний вал является подающим элементом. Его размеры зависят от шага резьбы.

Самодельный намоточный станок — схема устройства

Втулка укладчика диаметром и длиной по 20 мм. Ее внутренняя резьба совпадает с резьбой нижнего вала.

Шкивы – трехступенчатые, выточенные из стали, общей толщиной не более 20 мм. В противном случае придется увеличить хвостовики верхнего и нижнего валов. Каждый блок содержит три канавки с разным диаметром, в зависимости от сечения проволоки. Их ширина определяется пассиками. Такая комбинация обеспечивает большое разнообразие шагов намотки провода.

Устройство укладчика проволоки

Укладка и намотка проволоки осуществляются за счет трех пластин, скрепленных между собой винтами диаметром 20 мм. В верхней части делают небольшое отверстие 6 мм, куда вставляют винт регулировки натяжения:

• В верхнюю и нижнюю часть внутренней пластины монтируют фторопластовую и стальную втулки диаметром и длиной по 20 мм.
• Между наружными элементами вклеивают кожаный желобок толщиной до 2-х мм, необходимый для выравнивания и натягивания проволоки катушки.
• Вверху укладчика монтируют специальный стержень с резьбой или мини-струбцину, которая скрепляет внешние пластины и регулирует натяжение. Расстояние крепления зависит от диаметра провода.
• Для удобства работы конструкцию дополнительно оснащают откидным кронштейном для катушки.

Изготовление счетчика витков

Для определения количества намотанных витков на станке необходим специальный счётчик. В самодельном станке устройство делают так:

Счетчик для намоточного станка — схема

• К верхнему валу крепят электромагнит.
• Герметизированный контакт располагают на одной из боковин.
• Выведенные контакты геркона соединяют с калькулятором в том месте, где находится кнопка «=».
• Катушку с проводом размещают отдельно – на другом валу с рычагами, которые поднимают устройство вверх и складывают его внутрь станка.

Благодаря этим элементам, оборудование становится компактным и не занимает много места.

Принцип работы на станке

Трудиться на сконструированном станке несложно. Технологический процесс требует выполнения определенных действий:

1. Верхний вал подготавливают к работе: снимают шкив, задают нужную длину каркаса катушки, устанавливают правый и левый диски.
2. В отверстие верхнего вала вставляют крепежное изделие, центрируют и зажимают каркас специальной гайкой.
3. На подающий вал монтируют нужный шкив для первичной обмотки.
4. Напротив каркаса катушки устанавливается укладчик.
5. Пассик одевают на шкивы кольцом или восьмеркой, в зависимости от вида укладки.
6. Металлический провод заводят под дополнительный вал, укладывают в желобок, закрепляют.
7. Натяжение проволоки регулируют при помощи зажимов, расположенных вверху укладчика.
8. Провод должен плотно наматываться на основу катушки.
9. На калькуляторе фиксируют числовое значение «1+1».
10. Каждый оборот вала прибавляет заданный счет.
11. Если витки нужно отмотать назад, на вычислительном устройстве нажимают «–1».
12. Когда провод достигнет противоположной части каркаса, с помощью цангового зажима меняют положение пассика.

Под разную толщину металлического провода соотносят шкив с шагом намотки.

Видео по теме: Намоточный станок с укладчиком — своими руками

promzn.ru