[sn4]

Hallo
Das hat zwar überhaupt nichts mit dem Thema zu tun, aber ich frag trotzdem mal. Da wo ich jetzt arbeite haben wir einen Wagen auf dem diverse Messinstrumente sind. Diesen muss ich am Anfang auf einen einen Nullpunkt fahren und zwar auf den uM genau. Naja nicht ganz, also bis jetzt wurde dies von Hand eingestellt und man kommt dabei etwa auf plus minus 3 uM Genauigkeit hin.
Das Ganze funktioniert über zwei irgendwelche Lichtleiter die durch einen Spalt durchleuchten und je nachdem wie stark die beiden sind gibt es am Ausgang eine Spannung (hab das Prinzip nicht genau verstanden, auf jeden Fall funktioniert es ).
Diese Spannung liegt zwischen plus/minus 0.3 Volt. Wenn der Wagen genau über dem Nullpunkt ist, so ist sie genau Null Volt. Das Ganze soll jetzt über die Software gesteuert werden. Der Regler des Motors hat jedoch nur einen Analog-Eingang von Null bis 5 Volt. Das Signal muss also angehoben und verstärkt werden. Das Ganze muss nicht mal besonders linear sein, wichtig ist nur, dass die 0 Volt nachher zB. genau bei 2.5 Volt liegen.
Als Versorgung habe ich eine 24 Volt Spannung.
Wie mache ich das am Besten?

Hier noch ein Bild von dem Teil

[Bandre]

Hallo SN4,
normal macht man bei den Genauigkeiten einen Glasmessstab an die Achsen, schon alleine um die Temperaturdrift in den unterschiedlichen Materialien auszugleichen(Stahlführungen & Alu). Bei älteren Werkzuegmaschinen wurden die Achsantriebe auch mit einer analogen Steuerspannung bzw. Strom angesteuert. Bei heutigen Maschinen werden die Motoren digital angesteuert, wobei die Motoren einen Winkelencoder bezitzen der für die Wegmessung verwendet wird(genauigkeit 2-3um), wobei bei guten Steuerungen der Spindelsteigungsfehler per Lasermessung vermessen wird, und als Offsetwerte in der Steuerung verarbeitet wird, die Längentoleranzen der Temperaturdrift verechnet die Steuerung auch. Bei Hochgenauigkeits-Maschinen wird die Lageregelung zusätzlich über Glasmessstäbe durchgeführt, wobei der Winkelencoder nur für die Ansteuerung der Motoren dient. Aber ohne weitere Angaben wie die Maschine aufgebaut ist kann ich dir kein Rat geben.

Ich hoffe trotzdem das ich Dir ein bissel helfen konnte.

Gruß Bandre

[Rumgucker]

Du sagts, daß Deine Meßbrücke eine Ausgangsspannung von +/- 0,3V produziert, die auf 0V wandert, sobald der Nullpunkt gefunden ist. Und Dein Motor hat einen Analogeingang von +/- 5V.

Aus der Aufgabenstellung entnehme ich, daß Du einen PID-Regler konstruieren sollst.

Warum verstärkst Du das Sensorsignal nicht (0.3V -> 5V) und verbindest dann den Motoreingang mit Deinem Verstärker? Das ist der "P"-Anteil (proportional) des PID-Reglers.

Okok... das kann ne Schwingung hervorrufen, wenn es um den Nullpunkt herum pendelt, aber das kann man mit einer Integrationskapazität dämpfen, dem "I"-Anteil.

Und vermutlich wird man Dich zum Schluß der Arbeit noch bitten, das alles schneller zu machen. Dann mußt Du Deinen PID-Regler mit einem Diffenzierglied vervollständigen.

Lieg ich sehr falsch?


P.S. natürlich geht das auch alles per Software, dann brauchst Du allerdings nen Rechner mit AD/DA-Schnittstellenkarten.

[Rumgucker]

...Du kannst allerdings auch eine PWM produzieren. Ob wir nun eine D-Amp-Ausgangsspannung erzielen oder ne Motorspannung, das ist im Prinzip egal. Die Aufgabenstellung ist immer die gleiche:

..in möglichst kurzer Zeit den gewünschten Sollwert erreichen und stabilisieren.

Ob das nun [um] auf Deiner Achse sind oder [um] Deines Lautsprechermembranhubes...

[sn4]

@ Bandre
Ja das mit dem Glasmesstab wollten wir ja auch, kostet aber um die 2000 Euro bei den geforderten Genauigkeiten...

Also die ganze Anlage ist in einem klimatisierten Raum (20° +-0.5°). Die Länge der Messbahn beträgt 52 Meter. Auf der einen Seite steht nun ein Laser-Interferometer (HP5519A). Dies sollte glaube ich auf etwa 1u genau sein (Temperatur- sowie ein Luftdrucksensor sind vorhanden um die die Berechnung der Länge zu korrigieren).
Auf der anderen Seite ist ein Messpunkt. Darauf kann man die zu messenden Instrumente stellen (ein Theodolit zur Distanzmessung zum Beispiel).
Auf der gleichen Seite kurz vor dem Messpunkt ist dann der Nullpunkt festgelegt. Die Distanz zwischen Null und Messpunkt muss natürlich erst berechnet werden (soll auf den Hundertstel Millimeter genau sein). Mit dem Interferometer kann ich nur relative Abstände messen. Ich muss also erstmal mit meinem Wagen auf den Nullpunkt fahren. Der Motor ist ein Schrittmotor (2000 Inkremente pro Drehung). pro Drehung fährt der Wagen etwa 10mm. Dadurch könnte ich etwa pro Schritt 5um fahren. Also könnte ich den Wagen dadurch auf 2.5 um genau plazieren. Das ganze hat natürlich mechanisch ein wenig Spiel also kann man sowieso nie nach den Inkrementen fahren, was nachher auch egal ist, sobald ich den Nullpunkt gefunden habe, übernimmt das Interferometer die Distanzmessung.
Wir haben mal getestet, wie genau man von Hand auf Null Positionieren kann. Wir haben den Wagen also mit der vorhanden Vorrichtung auf Null positioniert, dann das Interferometer genullt. Dann den Wagen weggeschoben und nochmals positioniert (das Ganze ein paar mal) Die Abweichung war immer unter 3u. Dann habe ich getestet, ob ich den Wagen auch mit dem Motor dahin bringe, dass die Anzeige bei Null ist und auch dies geht. Also sollte die Genauigkeit etwa hinkommen.

@ Rumgucker:

Der Ausgang ist +- 0.3 Volt und soll nachher auf 0 bis 5 Volt kommen (Regler hat nur einen Eingang von 0 bis 5 Volt, nicht +- 5 Volt) Der Regler ist schon komplett fertig, kann per Software dem Motor direkt sagen, wieviel Inkremente er fahren soll und er macht den Rest von alleine

[lenz]

Zitat:Original geschrieben von sn4

@ Bandre
Ja das mit dem Glasmesstab wollten wir ja auch, kostet aber um die 2000 Euro bei den geforderten Genauigkeiten...

Also die ganze Anlage ist in einem klimatisierten Raum (20° +-0.5°). Die Länge der Messbahn beträgt 52 Meter.

Hi
Rück sofort mit der Adresse des Lieferanten raus!
2000,-? für 52 m ist ein Geschenk.

[sn4]

Du Dödel

2000 Euro für 20 cm... Mehr ist ja auch nicht erforderlich, auch 5 würden reichen. Sobald ich den Nullpunkt gefunden habe, oder mittels Messtab genau weiss, wieviel ich daneben lieg, kann ich das Interferometer nullen und weiss dann auf u genau wo ich bin...

[Bandre]

Hi SN4,

schau dir mal die Längentastschalter vom My-Com an, gibts bei RS.
Reproduzierbarkeit 0,001mm
Schaltweg 0,001mm
Hysterese <=0,002mm
Mech. Lebensdauer <10 000 000 Schaltspiele
Schaltfrequenz 10Hz.

Vieleicht ist das was?.


Gruß Bandre.

[Gast]

Ich denke du meinst damit so einen micro Endschalter oder?
So einen haben wir hier auch. Dieser schaltet auf ein u genau. Das Problem ist, dass ich keine Ahnung habe wo ich bin, bis ich draufgefahren bin und er nicht weiter als 1.5 mm gedrückt werden darf, sonst ist er kaputt.
Wir müssten den Wagen also mechanisch bei dem Endschalter stoppen...

[Bandre]

Hallo SN4,
wie es sich anhört hast du bei der Anlage einen fertigen Schrittmotortreiber der nur auf Eingangsspannung&Richtung reagiert. Leider kann ich dir da auch nicht weiter helfen. Bei der Anlage die ich gebaut habe, habe ich die Schrittmotoren und alle Ein-und Ausgänge selber überwacht und gesteuert(per software). Bei meiner Anlage habe ich vor dem Ref. Endschalter einen Nockenschalter montiert, wenn dieser Nochenschalter betätigt wurde habe ich die Geschwindigkeit stark reduziert und nach jedem weiteren Schritt den Eingang des Referenzschalters abgefragt, dadurch wird der Ref.-Schalter nicht überfahren.

Gruß Bandre.

[sn4]

Hallo Bandre
Ich kann bei dem Motor auch alle Ein- und Ausgänge selber überwachen und Schrittweise fahren (eben pro Schritt theoretisch etwa 6 u). Deine Lösung würde also funktionieren. Wir hatten nur bedenken, falls mal etwas schief läuft und der Endschalter zur Geschwindigkeitsreduzierung nicht anspricht oder etwas am Regler nicht stimmt. In diesem Fall kommt jetzt nach dem Nullpunkt ein Endschalter der den Saft vom Motor nimmt und den Wagen auslaufen lässt. Als letzte Sicherheitsmassnahme gibt es noch Endschalter die den ganzen Strom abschalten. Diese befinden sich vorhe und hinten, werden also gedrückt, falls der Wagen auf die Puffer auffährt.

Wir haben es jetzt mit der bestehenden Lösung versucht. Habe heute ein kleines Programm gemacht und es funktioniert im Moment so, dass der Wagen irgendwo stehen kann und dann auf 4 u auf den Nullpunkt gebracht wird. Mit einem anderen Decoder des Motors könnte es noch genauer werden, aber die 4 u sollten eigentlich reichen (die Distanz Nullpunkt zum Messgerät kann anscheinend auch "nur" auf 10u genau bestimmt werden)

Gruss
Rico