Есть следующая задачка. Станок для ударной гравировки по камню. В нем керн с алмазным наконечником по программе построчно долбит по каменной плите (полированной).
Все хорошо, но камень вещь неоднородная, в разных участках имеет разные свойства, в результате керн долбит одинаково, а вид сколов получается разный, в частности различается размер точки сколотой ударом. Вопрос: как построить систему обратной связи чтобы стабилизировать количество сколотого за один удар материала.
Есть пока такие мысли:
Надо измерять процесс или результат предыдущего удара для корректировки энергии рядомстоящего. Поскольку относительно размера точки свойства материала меняются незначительно.
1) Ставить камеру и пытаться изменить объем сколов на микроуровне - решение качественно сложное и принципиально не гарантирующее эффективность, к тому же скорость движений каретки для обработки изображения слишком высока.
2) Ставить акселерометр на керн и быстрым АЦП промерять ускорения в момент удара, зная ускорения можно по составленным таблицам корректировать энергию, но эффективность тоже не вполне ясна.
3) Ставить датчик положения керна, измерять его перемещение в момент удара, тоже что и 2 но косвенно.
Может есть у кого светлые мысли?

Если для формирования удара применяется электромагнитная система, то можно получить информацию о перемещении керна с катушки соленоида.

Да теоретически можно, но практически это не тривиальная схема, значительно сложнее постановки пъезокорсталла в керн для измерения ускорений или оптического датчика для измерения перемещений., токи в катушке действуют 90% всего цикла. привод типа "voice coil", керн может быть не один и работают керны не синхронно, токи большие, поэтому будут большие сложные наводки. Хотя целесообразность именно "voice coil" пока под вопросом, теоретически сложно доказать преимущества перед классической электромагнитной системой как в матричных принтерах. В любом случае требуется обеспечить максимальную частоту ударов при необходимой энергии каждого.

Камень - это застывшая лава. Хорошо. Представте, что у вас не камень, а стекло. Или лист прочной керамики. В печи отлили большой кусок стекла, отожгли и дали медленно остыть, в результате оно стало практически однородным. Как вы думаете, если его засунуть в ваш станок, сколы повсюду будут одинаковыми ? Едва ли ... Т.е., дело, наверное, совсем не в неоднородности, а в чем-то еще. Это лучше у скульпторов поспрашивать, откуда они знают, как дозировать усилия при обработке камня ...

Значительно уменьшить силу удара и пропорционально увеличить количество ударов в каждый "пиксель".
Скорость упадет в n раз, а воспроизводимость интегрального скола в "пикселе" увеличится.
Ибо диаметр осколка пропорционален силе удара. Можно сделать более хитрую систему нескольких слабых ударов для каждого пикселя. "Я так думаю" (с).

У скульпторов обратная связь реализуется через зрение в частности, у машины с этим проблемы. Скульпторы практически не могут объяснить как они анализируют вид.
Силу дара и одновременно частоту надо увеличивать всеми способами, снижать скорость недопустимо. Практически есть только три регулируемых параметра
1) плотность точек на ед поверхности
2) энергия удара
3) число проходов.

Я имел в виду не скорость "бойка", а скорость печати изображения.

По Вашей классификации регулируемых параметров я бы уменьшал энергию удара с пропорциональным увеличением точек на ед. поверхности. Глядишь, и проблема рассосется сама. "Спешить не наааадо." (с)

Это что, самодельная "гравировка" или серийный агрегат? Для серийного должны быть уже отработанные режимы для каждого материала наверное. Как выбор бумаги для принтера.


А можно, наверное, и так:
- делаем фото поверхности и определяем необходимую плотность ударов в каждый "пиксель" в соответствии с заданным рисунком;
- устанавливаем микрокамеру, оценивающую яркость для рабочего пикселя, и многократно низкоэнергетично долбим в него до тех пор, пока яркость не станет нужной.

и я про это. это основной параметр, его надо увеличивать. но чтобы сколоть как можно быстрее требуемое количество камня надо бить быстро и сильно.

Я бы порекомендовал вариант попроще.
На керн крепится маленький постоянный магнитик, а напротив него маленькая катушечка.
Амплитуда сигнала с катушки пропорциональна скорости керна, а производная - ускорению.
Если учитывать оба параметра и знать массу керна и форму его острия, то теоретически можно даже измерять твердость с неплохой точностью.
В простом случае можно просто стабилизировать глубину проникновения острия с помощью обратной связи.

Толково. Подумаю.

На сколько я понимаю проблемму при одной и тойже силе удара в разном месте материала отколется кусочек разного размера, из-за неоднородности материала. Просто глядя на материал вы не угадаете как он будет колоться, надо делать тестовый скол и анализировать как материал колется, затем бить нормально. И как я понимаю на одну и туже силу удара можно получить глубокий ско с небольшим радиусом или неглубокий но с большим радиусом и одинаковая глубина хода бойка может дать разный радиус скола. Вас наверно интересует как раз радиус скола, глубина наверно менее важна. Оптический датчик (небольшая камера) наверно самый хороший, можно поэксперементировать с измерением емкости между бойком и кольцом вокруг него, чем ближе материал к бойку с кольцом тем выше ёмкость (правда тут вопрос крошки быстро удаляются?). Как вариант бъём тестовую сетку из точек ресунка например с шагом в 10 мм фотографируем второй раз, анализируем получившийся результат, на базе этих данных строим профель силы удара для заготовки и операясь на него работаем.

Во многом согласен с автором предыдущего поста и хочу предложить свой способ. Регулировать не силу удара а глубину. Силу удара оставить максимальной, а всю операцию проводить с дискретным увеличением глубины удара.

К керну крепим коврик для мыши, к станине - мышь. На каждом ударе получаем глубину проникновения