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Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - Druckversion

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Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - Bernd Alexander - 11.03.2019 23:04

Hallo,

ich bin neu hier, kurze Vorstellung: Name Bernd, Ort Oldenburg, Beruf Goldschmied, Graveur, Edelsteinfasser -und schleifer. Wenn etwas aus diesem Bereich jmd weiterhelfen kann, gern eine pn senden.

Zurzeit stoße ich bei der Realisierung eines Projektes auf ein Problem. Es handelt sich um Konstruktion und Bau einer Präzisions-Einscheibenschleifmaschine, bei der die Reproduzierbarkeit der Schleifwinkel von großer Bedeutung ist. Dazu benötige ich eine Digitalanzeige, die mir a) den Winkel des Schleifarmes zur Schleifscheibe nicht nur anzeigt (z.B. 41,78°), sondern es mir b) darüber hinaus auch ermöglicht, exakt diesen Winkel zu einem späteren Zeitpunkt erneut mit dem Schleifarm zu "treffen". Das heißt, ich muss einen gewünschten Winkel erneut anfahren können.
Der Schleifarm wird händisch gesteuert, es geht nur um die Anzeige des Winkels im 1/100-Bereich, also wie im obigen Beispiel mit zwei Stellen hinter dem Komma.

In meiner Vorstellung tendiere ich zu einem hochauflösenden optischen Inkrementalgeber, einem Arduino-Board und einer ein- oder zweizeiligen Anzeige (die zweite Zeile könnte man für eine Drehzahlanzeige der Schleifscheiben nutzen)

Meine Frage an das Forum: Was meint ihr, bin ich mit meiner Vorstellung auf dem richtigen (Arduino)Weg, oder verlaufe ich mich hier grad? Ich weiß eure Meinungen zu schätzen und wäre für Anregungen dankbar.

Viele Grüße

Bernd


RE: Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - ardu_arne - 11.03.2019 23:45

Hallo Bernd,
erst mal eine kurze Frage bevor man weiter auf Deine Aufgabenstellung eingeht.
Ist Dir der Unterschied zwischen einem Inkrementalgeber und einem absoluten Drehgeber bekannt?
Siehe diese Erklärungen.

Ich vermute Du brauchst einen absoluten Drehgeber.


RE: Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - Blende8 - 12.03.2019 00:09

Hallo,

wenn du das zum Schleifen von Steinen verwenden willst, brauchst Du dann nicht zwei Winkel? Einen zur Scheibe und einen für die Drehung des Steines. Das scheint sehr kompliziert zu werden.

Gruß, Anton.


RE: Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - Bernd Alexander - 12.03.2019 00:23

(11.03.2019 23:45)ardu_arne schrieb:  Hallo Bernd,
erst mal eine kurze Frage bevor man weiter auf Deine Aufgabenstellung eingeht.
Ist Dir der Unterschied zwischen einem Inkrementalgeber und einem absoluten Drehgeber bekannt?
Siehe diese Erklärungen.

Ich vermute Du brauchst einen absoluten Drehgeber.

Hallo Arne,
danke für den Hinweis. Ich denke, dass beide Geber ihren Zweck erfüllen können. Wenn der Inkrementalgeber nach einer Spannungsunterbrechung an einen Referenzpunkt, z.B. 90°, bzw. 0° zur Schleifscheibe gefahren und dort genullt wird, kann man damit arbeiten. In meiner Werkstatt sind in digitalen Messgeräten beide Systeme im Einsatz. Wenn allerdings der absolute Drehgeber nach einiger Zeit im Einsatz ebenfalls genullt, bzw. kalibriert, werden kann, ist mir der absolute tatsächlich lieber, weil damit ein Arbeitsschritt eingespart werden könnte.
Viele Grüße
Bernd


RE: Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - Bitklopfer - 12.03.2019 00:33

(12.03.2019 00:23)Bernd Alexander schrieb:  ....
Hallo Arne,
danke für den Hinweis. Ich denke, dass beide Geber ihren Zweck erfüllen können. Wenn der Inkrementalgeber nach einer Spannungsunterbrechung an einen Referenzpunkt, z.B. 90°, bzw. 0° zur Schleifscheibe gefahren und dort genullt wird, kann man damit arbeiten. In meiner Werkstatt sind in digitalen Messgeräten beide Systeme im Einsatz. Wenn allerdings der absolute Drehgeber nach einiger Zeit im Einsatz ebenfalls genullt, bzw. kalibriert, werden kann, ist mir der absolute tatsächlich lieber, weil damit ein Arbeitsschritt eingespart werden könnte.
Viele Grüße
Bernd

...habe mal die große Suchmaschine bemüht und habe hier eine umfangreiche Auswahl gefunden.
...also ein Absolutwertgeber mit 16Bit Auflösung 0,005° weil sonst schafft man die 2 Nachkommastellen nicht kosten dann beim Big C so zwischen 500 und 600 Geld.

Andererseits wird da schon die Genauigkeit der Position des Edelsteines zum Halter der dann den Schleifwinkel bestimmt eine größere Abweichung haben als der Drehgeber...

lgbk


RE: Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - Bernd Alexander - 12.03.2019 00:47

(12.03.2019 00:09)Blende8 schrieb:  Hallo,

wenn du das zum Schleifen von Steinen verwenden willst, brauchst Du dann nicht zwei Winkel? Einen zur Scheibe und einen für die Drehung des Steines. Das scheint sehr kompliziert zu werden.

Gruß, Anton.

Hallo Anton,

tatsächlich soll die Maschine zum Anlegen von Facetten an Mineralien dienen. Dazu sind in der Tat zwei Winkel erforderlich. Allerdings stelle ich die Winkel in Drehrichtung mechanisch über ein Indexrad mit beliebiger Gradzahl ein. Somit ist die Reproduzierbarkeit auf dieser Achse sichergestellt - ich kann sogar auf eine Gradangabe verzichten. Bei der Querachse ist das leider nicht so einfach weil jede Facette mehrfach mit unterschiedlichen Schleif - und Polierscheiben bearbeitet werden muss und diese Scheiben sind alle unterschiedlich dick.
Viele Grüße
Bernd


(12.03.2019 00:33)Bitklopfer schrieb:  
(12.03.2019 00:23)Bernd Alexander schrieb:  ....
Hallo Arne,
danke für den Hinweis. Ich denke, dass beide Geber ihren Zweck erfüllen können. Wenn der Inkrementalgeber nach einer Spannungsunterbrechung an einen Referenzpunkt, z.B. 90°, bzw. 0° zur Schleifscheibe gefahren und dort genullt wird, kann man damit arbeiten. In meiner Werkstatt sind in digitalen Messgeräten beide Systeme im Einsatz. Wenn allerdings der absolute Drehgeber nach einiger Zeit im Einsatz ebenfalls genullt, bzw. kalibriert, werden kann, ist mir der absolute tatsächlich lieber, weil damit ein Arbeitsschritt eingespart werden könnte.
Viele Grüße
Bernd

...habe mal die große Suchmaschine bemüht und habe hier eine umfangreiche Auswahl gefunden.
...also ein Absolutwertgeber mit 16Bit Auflösung 0,005° weil sonst schafft man die 2 Nachkommastellen nicht kosten dann beim Big C so zwischen 500 und 600 Geld.

Andererseits wird da schon die Genauigkeit der Position des Edelsteines zum Halter der dann den Schleifwinkel bestimmt eine größere Abweichung haben als der Drehgeber...

lgbk

Über die Preise habe ich mich auch gewundert, aber dass es bei dieser Genauigkeit nicht ganz preiswert wird, dachte ich mir schon. Diese Geber haben ganz unterschiedliche Schnittstellen. Welche kann man mit dem Arduino verbinden um die Werte auf einem Display anzuzeigen?
Was die Genauigkeit der Position des Edelsteinhalters angeht, so hoffe ich darauf, die Maschine konstruktionsseitig mit einer ausreichenden Steifigkeit ausgestattet zu haben.


RE: Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - ardu_arne - 12.03.2019 13:34

So wie es aussieht wirst du an einen Singleturn-Geber der 16 Bit Auflösung für 360° oder auch 90° bei der gewünschten Genauigkeit nicht vorbei kommen.

Bei einem Absolutwertgeber wären es dann immer 16 Bit die die aktuelle Stellung repräsentieren und übertragen werden müssten. Ein Arduino könnte diese 16 Bit (mit einer Erweiterung) parallel einlesen. Aber auch seriell über I2C oder SPI wäre möglich. Mit entsprechenden Libraries (wenn es die für den Arduino denn gibt) wären auch andere Schnittstellen möglich.

Ein Relativwertgeber braucht halt nach jedem Einschalten einen Referenzpunkt.
Im einfachsten Fall kommt man dann aber am Arduino mit zwei Binäreingängen aus.
Ein Signal vom Geber das die Impulse liefert und ein Signal vom Geber das die Drehrichtung angibt.
65000 Impulse pro Umdrehung sind aber auch nicht gerade wenig. Und wenn man (zu) schnell dreht könnte sich der Arduino auch mal verzählen weil er Impulse überspringt. Auch schnelle Interruptroutinen stoßen irgend wann mal an Grenzen.

So liegt es erst mal an dir welchen Betrag du in den Geber investieren willst und dann kann man schauen welche Arduino tauglichen Schnittstellenvarianten es für diesen Geber gibt.

Eine Anzeige auf einem zwei- oder vierzeiligen LC-Display wäre dann das kleinere Problem.


RE: Optischer Inkrementalgeber ...oder doch ganz anders? - Bernd Alexander - 12.03.2019 16:19

Hallo,

beste Ergebnisse stehen und fallen in diesem Falle mit der exakten Winkelanzeige und deren Wiederholbarkeit, daran komme ich nicht vorbei.
ardu_arne hat es schon kommen sehen und vorgeschlagen: optisch, absolut, 16 Bit und teuer. Optisch wegen der Baugröße (magnetisch wäre auch eine Option, allerdings nicht in einer Baugröße von ca. 60mm). Bei dem absoluten System entfällt auch das erwartete Problem des "Verzählens". Ich werde dann jetzt einen Drehgeber suchen und diesen dann hier heute oder morgen in der Runde vorstellen, zwecks Ratschlag bezüglich Schnittstellenkompatibilität und genereller Machbarkeit , wenn das ok ist.

Liebe Grüße

Bernd