2011年6月14日火曜日

ピリオディックモーション測定治具_04

18°毎(ウォームギヤ2回転)にモーター駆動パルス数を計数し、2回トレース分のデータを重ねてみました。
手持ちの精度の低いロータリーエンコーダーによるデータなので、明確な事は書けませんが、ウォームギヤの偏芯と酔歩の影響を無くした、主にウォームホイールとエンコーダーへの伝達歯車の合算偏芯量を再現性良く表してると思います。つまり、今考えている測定方法で、上手く検査ができる可能性は見えてきたと・・・思います。
横軸:回転角

7 件のコメント:

匿名 さんのコメント...

とりあえずウオームホイールとエンコーダの連結精度の検証ですね。見事な結果だと思います。次はウオームネジ(ギヤ)の検証で再現性のある波形が出るかどうかですね。
Pモーションを電気的に補正するご計画とのこと。ご存知とは思いますが、そのよう仕組みは20年前からあります。
赤道儀の望遠鏡に高倍率で星を導入して10分ほど(Pモーションの周期以上)ガイディングします。ガイディングのボタンを押す様子をメモリーして、その後に反映してPモーションを補正する仕組みででPEC(Periodic Error Collection)と言います。電源を切るとメモリーは消えます。電源を切っても良いようにウオームネジに位置決めセンサーを付けた仕組みをPPEC(Permanent Periodic Error Collection)と言います。いずれもユーザーがガイディングして設定する方式なのは、製品毎のバラツキが多く使うたびにPモーションの異なる赤道儀だと、ユーザー任せにせざるを得ないのでしょう。実用しているという話は、あまり聞かないですけどね。
ビクセンの100万円のAXDという新型赤道儀にはVPECというのが付きました。これはメーカーがベンチでPモーションを検証して不揮発メモリーに書き込むものです。高級な赤道儀はPモーションが再現性の高い綺麗なサイン波なので可能な方式なのでしょう。竜爺さんのご計画と同じですね。
竜爺さんポタ赤は綺麗なサイン波なのでVPEC(RPECとか?)方式が可能と思います。どうせPECを積むならギヤをガチガチに組んでガタを無くして精度の補正はPECに任せてはいかがでしょうか?

竜爺 さんのコメント...

匿名さん おはようございます。

>次はウオームネジ(ギヤ)の検証で・・・
今、業者にお願いして、ロータリーエンコーダー出現タイミングの精度を調べて頂いてるのですが、仕様として謳ってるモノが少なく、謳ってるモノも最良で150秒角ですから、正攻法では落とせませんね。。それと、ん万円のコストも・・・何か工夫が必要ですね。
例えば、出力されるパルス幅のバラツキを全て管理するとか・・・(汗

>補正・・・
先ずは、平歯車の偏芯方で、±25~30以内に入れて・・。

>PEC・・・
VPEC、やりたいですね~。アイデアはあります。ただ、このあたりはあまりオープンにやると、特許侵害の可能性が・・・。

匿名 さんのコメント...

VPECは簡単ですが位置決めセンサーが必ず必要ですね。
しかしポタ赤にVPECが必要かどうか? コンスタントに±40″以下のモーションが得られれば不要に思います。Pモーションが悪くても、それなりには使えますよ。経緯台や赤緯の部品などで作ると良くても±40″以上はありますからね。逆にPモーション僅少のすごく良いものができても、極軸のみのポタ赤だと重量バランスが悪いので、現実的には望遠レンズの追尾は難しいです。
下記のスカイバードさんのサイトでオルゴール赤道儀MusicBox EQⅡの「取説」と「Q&A」(中程のオレンジの帯)のPDFをぜひ見てください。
http://www2u.biglobe.ne.jp/~sky-bird/
「Q&A」の方には600mmを追尾した写真もあります。部分ウオームホイールが直径160mm/歯数288枚相当と大きいので速度さえ正確なら追尾精度は圧倒的に優秀です。つまりオルゴール赤道儀の弱点は「オルゴールの速度調整」でして、それで使えるレンズが決まります。もう一つはゼンマイの巻き上げが面倒なことですね。
100mm以下のレンズはオルゴール赤道儀で問題なく撮影できるので、竜爺さんのポタ赤はタイマー内蔵とか、その他の電子制御を満載して欲しいと思います。

竜爺 さんのコメント...

匿名さん、こんにちは・・

情報をいつもありがとうございます。
高精度なピリオディックモーションはあまり必要無い件、僕もそう思います・・・。
それより、プレートを付けた場合、メカ部剛性の限界点をチェックしたり、雲台の脱着装置の改造とか・・・。
やらなければならない箇所はあるのですが、自分でも嫌になるほど、今はハマってます、ピリオディックモーションに・・(苦笑
量産品?に反映の有無は別にして、フラグシップと呼べるような(±10秒角)モノを1台で良いので、8号機のフレームで実現したいです。
そのあたりのノウハウ皆無の私には、旋盤をひいて、小部品を作り、少しずつ改善する事で、勉強になると考えております。。
将来はどうなるかわかりませんが、人様にお金を頂ける様なモノになったとき、それらの技術は役に立つような気がします。

>位置決めセンサーが必ず必要ですね。
8号機でも、一応設置可能なのですが、肝心のデータを正確に測定できる治具(ノウハウ)がありません。
昨日、USARTでパソコンに取り込みCSVファイルに落とせる様になりました。。
これで、グラフ化が楽になります。。

>MusicBox・EQⅡ
オルゴールBOXとコンパチなモーターボックスを作ると、売れますか?(笑

匿名 さんのコメント...

天文趣味のエポックって、マニアでなく他の分野の人やうんと若い人が作ることが多いんですよ。マニアは経験則で固まっていますからね。そういった意味でも竜爺さんに期待します。Pモーションの保証、剛性の確認、極軸設置の精度その他の計算、など根本的に見直してあげてください。短時間露出の極軸設置はペンタックスの星を追尾するGPSの「5度」の精度でも何とかなりますからね。
そのGPSの追尾ですが、撮像素子を動かして天球を平面で追尾するということは、地球儀の地図をはがして平面に貼り付けるのと同じ理屈です。広角で撮れば周囲が伸びてしまう(地球儀の地図なら破ける)のです。地球儀は小学校で習うので小学生でも分かる理屈です(笑)
しかし、『天文ガイド』と『星ナビ』の記事を見ると全然分かっていない! 『星ナビ』の方は少しだけ分かりかけた感じのする内容でしたけど…。そこで、ネットの見解はどうかと見てまわったら「経緯台と同じ方式」なんて論外の話があったり、「歪曲の多い広角レンズだと周囲が流れる」とか頓珍漢な話ばかりで、天球と平面の関係のまともな話は一つも見つかりませんでした。
こんな体たらくですので、竜爺さん。頑張ってください!

竜爺 さんのコメント...

匿名さん、おはようございます。

ブログやHPで計算上・・・って、よく書いてますが、これが計算不得意の証明ですね(苦笑
元々はアナログ回路設計屋で、今から思えば雑な設計をしたのですが、一度痛い目にあい、意識して1%以内を求めています。余談ですが、アナログ回路では0.1%以下ですね。経験上1%の誤差があれば、OPアンプが極部発振してますね・・。
ザックリですが、極軸が5度ズレ、2分の撮影で100秒角ってところでしょうか?ちゃんと計算しようと思ったのですが、中学校レベルの知識では円の方程式2個と直線2本の交点を求め・・・ってなり、難儀ですね。。。

匿名 さんのコメント...

計算結果は正しいです。本気で計算すると座標変換の数学になりますが、円と直線の関係だけで充分です。
おっしゃるとおり「極軸5度のズレ、2分露出で100秒角」です。したがって24mm広角なら追尾の許容範囲に入り、目測で極軸設置しても良いレベルですよね?(ペンタックスのGPS追尾の設置精度5度がすいぶんラフな仕様な事も分かります。まぁ、オマケ機能ですからOKですが)

50mmレンズは±40秒角が追尾の許容範囲なので、極軸2度のズレで4分露出が可能です。100mmレンズなら2分露出が可能です。オルゴール赤道儀は計算に基づいた仕様ですが、天文マニアはなかなか理解しませんねぇ。
逆に40分~1時間露出した銀塩時代は、正確な極望でも満足な極軸設置はできませんでした。
ブログやHPには「追尾失敗は極軸設置が悪かったからだろう」と書かれていることが多いですが、本当は追尾精度が悪いか強度不足でブレたかのどちらかなんです。「極軸設置」が免罪符になって精度や強度の不足がバレないのは、メーカーにとっては好都合でしょうけどね(笑)
それと、ブレや精度不足がたまたま良い方向に働いて追尾が成功することもあります。そのような結果が「○○赤道儀で○○mm望遠を追尾できた」といった情報になって一人歩きするのだと思います。