Руководство пользователя

Назначение

Беспроводной перезаряжаемый центроискатель WL10 предназначен для определения точных координат предметов, установленных на фрезерном станке с числовым программным управлением (ЧПУ) контактным способом. ЧПУ система формирует эти координаты в момент касания предмета стилусом WL10 и использует их для привязки программы обработки к расположению заготовки, для вычисления длин, диаметров, для поиска центров отверстий и т. д. Прибор может использоваться с LinuxCNC, Mach3 и другими ЧПУ системами. Связь центроискателя (ЦИ) с приемником осуществляется с помощью радиосигнала 2,4 ГГц, далее приемник соединяется проводом с ЧПУ системой. Передатчик встроен внутрь ЦИ. Приёмник поставляется в комплекте, в виде отдельного устройства.

Характеристики WL10

• 1. Однонаправленная повторяемость < 0.001 мм.
• 2. Шариковые контакты из карбида вольфрама.
• 3. Свободный ход стилуса (X,Y) ±10 мм, (Z) -7 мм.
• 4. Использована литий-ионная аккумуляторная батарея LIR1240 3.6В, при этом напряжение на контактной группе динамически увеличивается до 16В для надежного смыкания контактов.
• 5. Сверхнизкое потребление тока ЦИ:
  1. - 0,085 мА при работе, реализована непрерывная радиосвязь,
  2. - 0,025 мА в спящем режиме,
  3. - 0 мА, когда кнопка питания выключена.
  Частота подзарядки при ежедневном использовании – в среднем 1 раз в месяц, время зарядки – 1 час. Вы можете продолжать использовать ЦИ при зарядке от приемника.  Сигнал сработки ЦИ может передаваться через кабель TYPE-C. Это может быть полезно в случае сильных радиопомех. Зарядка также возможна от любых зарядных устройств на 5 вольт.
• 6. Датчик вибрации позволяет выйти из спящего режима встряхиванием или вращением ЦИ в шпинделе от 200 об/мин.
• 7. Защита от брызг и пыли.
• 8. Возможности радиоприемника:
  1. - Обеспечивает нормально замкнутую связь с ЦИ, или, другими словами, непрерывную радиосвязь путем приема контрольных пакетов от ЦИ с частотой до 10 раз в секунду (задается пользователем или может быть отключена). Надежность нормально замкнутой цепи по радиоканалу обеспечивается протоколом с подтверждением приема и дублированием неподтвержденных данных.
  2. - Задержка радиосигнала составляет 0,35 миллисекунды, задержка во всей цепочке от шариковых контактов ЦИ до вывода OUT приемника составляет менее 1 миллисекунды.
  3. - Приемник оснащён сенсорным дисплеем для удобной настройки и визуального контроля.
  4. - На главном экране отображены: сработка датчиков, уровень радиосигнала, уровень заряда батареи, время до сна.
  5. - Автоматический и ручной поиск лучшего из 36 поддиапазонов 2,4 ГГц. Приемник также оснащен визуальным анализатором, позволяющим наблюдать за картиной зашумленности радиоэфира по всем 36 каналам одновременно.
  6. - Возможность подключения приемника к источникам питания в широком диапазоне +5В...+24В на входе и на выходе.
  7. - Возможность выбора различных схем подключения к ЧПУ контроллеру: NPN-PNP, NC-NO.
  8. - Вход для NPN-NC или NC датчика инструмента.
  9. - Возможность задания режимов сна.
  10. - Детектор сбоев радиосигнала, вывод предупреждения и индикации на выход ERR.
  11. - Звуковая индикация срабатывания датчика.
  12. - Защита от коротких замыканий выходов на питание или землю, от переполюсовки питания.

Технические характеристики

* Все размеры - для справки. Диаметр шарика (наконечника стилуса) указан ориентировочно, фактически может отличаться от указанного в пределах ±0.01мм, сферическая неравномерность < 0.001 mm.

Перед началом работы

Пожалуйста ознакомтесь с информацией ниже прежде чем начать использование WL10. Перед первым запуском необходимо:

1. Зарядить ЦИ (см. раздел 'Подключение").

2. Нужно найти наилучшее место для размещения приемника. Для этого выполните сдедующие действия. Зафиксируйте ЦИ в шпинделе. Включите приемник и ЦИ. Радио сигнал имеет радиус действия до 3 метров. Чем ближе приемник размещен к рабочей зоне ЧПУ станка, тем лучше радиосвязь. Наложения отраженных сигналов создают сложную и уникальную интерфереционную картину на каждом рабочем месте. Потребуется найти такое положение для приемника, в котором показатель уровня радиосигнала на его экране уверенно выше -80дбм. Это исключит потерю радиопакетов, их дублирование и задержки. Нужно учитывать, что металлические перегородки непрозрачны для радиосигнала, поэтому не размещайте приемник внутри электрошкафов.

Подключение

Комплект WL10 состоит из 2-х приборов: центроискателя (ЦИ) и приёмника. Для зарядки при первом запуске подключите приемник к любому  источнику постоянного напряжения от 5 до 24 вольт:

Затем соедините приемник и ЦИ комплектным TYPE-C кабелем. Сначала нужно включить кнопкой приемник, затем центроискатель. Синий светодиод в ЦИ сигнализирует, что идет процесс зарядки. Когда синий светодиод погаснет, процесс зарядки завершен, можно выключить ЦИ и приемник и отсоединить TYPE-C кабель.

Также для зарядки ЦИ вместо приемника можно использовать любой источник постоянного тока 5 вольт с разъемом TYPE-C, например, зарядное устройство для мобильного телефона. В таком случае просто подключите зарядное устройство к ЦИ и включите ЦИ кнопкой.

Для поиска наилучшее места размещения приемника при первом запуске подключите приемник к любому  источнику постоянного напряжения от 5 до 24 вольт и выполните действия п.2 раздела "Перед началом работы".

Функции переключателей и распиновка разъёма приёмника

Перед подключением WL10 к контроллеру необходимо один раз настроить переключатели на тыльной стороне приемника в соответствии с конфигурацией вашей ЧПУ системы. Переключателями задается возможность подключения датчика иструмента, режимы подключения к контроллеру: NC-нормально-замкнутый, NO-нормально-разомкнутый, NPN-коммутирует минус, PNP-коммутирует плюс. DIP переключатели позволяют задействовать подтягивающие резисторы.

• Переключатель «TS» — используется в комбинации со входом TS. Если вы не используете вход TS, то этот переключатель должен быть выключен "TS NOT CONNECTED", что соединяет на постоянно вход TS с землей. Если вы решите использовать вход TS, то переключатель "TS" обязательно нужно включить, приемник начнет учитывать состояние этого входа.

• Вход «TS» — служит для объединения выхода датчика инструмента (TS10 или другого стороннего датчика NPN-NC или NC типа) с приемником на один общий выход "OUT" по логической схеме "ИЛИ", при которой допускается независимое отключение любого из датчиков (например, если ЦИ "ушел в сон", TS10 останется в рабочем состоянии). TS10 подключается к WL10 как показано на схеме ниже и использует в данном случае источник питания от WL10, TS10 также может использовать и собственный источник питания.

• «NC-NO» — даёт возможность выбора между нормально-замкнутой NC (рекомендуется) и нормально-разомкнутой NO схемой подключения выхода к контроллеру.
• «NPN-PNP» — даёт возможность выбора между npn и pnp схемой подключения выхода к контроллеру.
• «DIP4» — подключает соответствующий резистор подтяжки к выходам OUT и ERR.  Применяется в комбинации с переключателем "NPN-PNP". При NPN режиме DIP переключатели #1,#2 ON, остальные OFF.  При PNP режиме DIP переключатели #3,#4 ON, остальные OFF. 
• «ERR» — это логический выход, который сигнализирует о чрезмерных (более 1 миллисекунды) задержках. Может возникнуть в случае слабой радиосвязи (уровень на экране приемника ниже -80 дбм) или сильных радиопомех. Тогда в момент измерения может потребоваться отправить дублирующий радиопакет, что приведет к задержке. Сопровождается LED индикацией в приемнике. Предоставляет возможность отменить некорректное измерение в случае возникновения задержки отклика радиоканала в момент измерения. Программная проверка Сигнала ошибки ставится сразу после поиска G38 (linuxcnc), G31 (mach3), до отпускания стилуса; в случае выявления Сигнала ошибки измерение рекомендуется провести заново.
  Для работы с сигналом ERR в вашем ЧПУ контроллере должен быть выделен 1 свободный цифровой вход, который может быть считан на уровне программ.

На схемах ниже показано как с помощью переключателей «NC NO», «NPN PNP» и «DIP4» можно выбрать одну из 4-х схем подключения выходов OUT и ERR к контроллеру (обратите внимание, контроллер может иметь свои ограничения по напряжению питания). 

Навигация по экранному интерфейсу

Главный экран:

Элементы экрана с 1 по 6 - кликабельные, остальные - информационные.

1 - Уровень заряда батареи. При нажатии меняется степень информативности в центре экрана от пустого до насыщенного.

2 - Уровень радиосигнала. Переход на Экран настройки радио.

3 - Время до сна. Переход на Экран настройки времени до сна.

4 - Переход на Экран общих настроек.

5 - Переход на Экран помощи.

6 - Вкл-Выкл Зуммер.

7 - Статус стилуса.

8 - Состояние ЦИ. 

Экран настройки радио:

1 - Выставление номера канала от 0 до 36 вручную.

2 - Обновить спектрограмму.

3 - Переключение в автоматический режим поиска канала и обратно.

4 - Удерживать до перезагрузки, чтобы сохранились изменения.

5 - Выход на Главный экран.

6 - Информационная часть, спектрограмма - уровни зашумленности на всех каналах одновременно.

Экран настройки времени до сна: 

Если ЦИ не используется в течении этого времени, то он переключится в спящий режим с минимальным потреблением. Выход и спящего режима - встряхивание или вращение в шпинделе 200 об/мин. При нажатии на стилус обратный отсчет сбрасывается до этого значения и продолжится заново. Установите нужное значение с помощью ползунка или стрелок, нажмите и удерживайте "Set" до перезагрузки для сохранения.

Экран общих настроек:

1 - Поле ввода Серийного номера ЦИ для привязки к приемнику. 5-значный Серийный номер ЦИ выгравирован на корпусе ЦИ. Если гравировки нет, то Серийный номер соответствует номеру заказа.

2 - Этими переключателями можно отключить светодиодную индикацию в ЦИ для энергосбережения.

3 - Check period: это поле ввода задает интервал между пакетами проверки связи ЦИ c приемником. Таким способом имитируется нориально-замкнутая связь в целях безопасности.

4 - Удерживать до перезагрузки, чтобы сохранились изменения.

5 - Выход на Главный экран.

Экран помощи:

Здесь некоторые быстрые подсказки.

Привязка ЦИ к приемнику

Приборы поставляются с уже выполненной процедурой привязки. Данная процедура нужна только для привязки приемника и ЦИ из разных комплектов. Только один ЦИ может быть привязан к одному приемнику.

1. 1. Выключить приемник, ЦИ и все беспроводные устройства WL10, находящиеся в одном помещении.
2. 2. Включить приемник.
3. 3. Выбрать раздел 'Настройки" на экране.
4. 4. Ввести серийный номер вашего ЦИ в соответствующем поле. Нажать и удерживать кнопку "Set" до перезагрузки. 5-ти значный серийный номер можно найти прямо на корпусе ЦИ, либо, если гравировка отсутствует, соответствует номеру вашего заказа на сайте.

 Светодиодная индикация

Светодиодная индикация в ЦИ:

• Красный светодиод горит: нажат стилус;
• Зеленый светодиод (короткий повторяющийся импульс): нормальный режим, есть связь с приемником, светодиод подсвечивает каждый пятый пакет подтверждения связи;
• Синий светодиод горит: аккумулятор заряжается. При сильном разряде аккумулятора синий светодиод может включиться не сразу, пока система динамического контроля не восстановит заряд до безопасного минимального уровня. Синий светодиод погаснет, когда уровень заряда достигнет 80%.

Светодиоды являются крупными потребителей энергии ЦИ. Их можно отключить при желании в настройках приемника.

Светодиодная индикация в приемнике:

• Голубой светодиод OUT: индикация логического уровня выхода OUT;
• Красный светодиод ERR : индикация логического уровня выхода ERR.

Работа по проводу

WL10 имеет возможность работы по проводу в условиях сильных радиопомех. Главными источниками таких радиопомех являются СВЧ печи, сварка, перегруженные Wi-Fi сети. Для передачи сигнала срабатывания датчика по TYPE-C кабелю выключите датчик и приемник, соедините их кабелем, включите только приемник.

Юстировка

Перед началом измерений необходимо произвести юстировку ЦИ. Установите ЦИ в шпиндель, рядом зафиксируйте контрольный индикатор (см. рис. ниже). Индикатор должен быть чувствителен к слабому воздействию 0.3-0.5Н (таким свойством, например, обладают большинство рычажных индикаторов). Рукой проверните ось шпинделя и по индикатору контролируйте амплитуду отклонения шарика стилуса от оси вращения.

Отклонение устраняется поворотом регулировочных винтов M2.5, винты углублены в отверстия, шестигранным ключом 2мм из комплекта. При регулировке применяется как затяжка, так и ослабление винтов. Ключ рекомендуется держать за короткий рычаг, чтобы не развить чрезмерное усилие. Потребуется провести несколько циклов «проворот оси шпинделя — контроль — регулировка», чтобы добиться минимального, приемлемого для конкретного измерения, отклонения.

Использование

Радиоканал в WL10 имитирует нормально замкнутую связь между ЦИ и приемником. Обрыв радиоканала идентичен обрыву провода, с той лишь разницей, что реакция на обрыв канала на выходы OUT или ERR приходит с задержкой, равной Check period (не путать с задержкой реакции на нажатие стилуса < 1 мс). На графике ниже показаны безопасные для поиска комбинации скорость-ускорение (область с зеленой штриховкой), при которых машина остановится не сломав стилус, даже в случае отказа радиосвязи на самом «неудачном» моменте, когда стилус коснулся детали. Учитывается свободный ход стилуса 7 мм и Check period = 300 ms.

Формула выведена из начальных условий:

1. S = 7 мм — дистанция допустимого отклонения стилуса
2. t = 0.3 c — максимальное время задержки обнаружения обрыва связи, спустя это время начинается торможение до полной остановки
3. V — скорость поиска в мм/мин, ось Y на графике
4. a — ускорение, заданное в настройках станка, в мм/c², ось X на графике

(Формула, применяемая для расчетов: S = 2*V*t - a*(t²)/2)