Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Absoluten Verdrehwinkel im Bereich von 0 bis 90° feststellen, aber auf 0,01° genau


von Paul H. (powl)


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Hi,

die Problemstellung steht im Betreff. An Werkzeugmaschinen ist es öfters 
mal notwendig, dort einen Winkel von 0 bis 90° exakt einstellen zu 
können. z.B. in dem man den gesamten Fräskopf losschraubt und verdreht, 
das ist z.b. ein Stahlteil von 10cm Durchmesser, das innen u.U. hohl 
sein kann aber nicht sein muss.

Öfters ist es nötig, dieses Teil wieder exakt auf 0,01° genau 
auszurichten, fällt jemandem ein wie man den Winkel elektronisch messen 
könnte? Eine Stufige Ausrichtung mit Stufen für 0°, 30°, 45°, 60° und 
90° wäre auch schon denkbar. Hauptsache es ist wiederholgenau!

lg PoWl

von Michael (Gast)


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Für soetwas gibt es Winkelencoder. Bei einer Genauigkeitsanforderung von 
0.01° wirst du allerdings ein bisschen tiefer in die Tasche greifen 
müssen.

von Fabian (Gast)


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Untersetzung und Impulsgeber?!

von Harald Wilhelms (Gast)


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Michael schrieb:
> Für soetwas gibt es Winkelencoder. Bei einer Genauigkeitsanforderung von
> 0.01° wirst du allerdings ein bisschen tiefer in die Tasche greifen
> müssen.

ACK. Selbstbau ist da nicht mehr möglich. Ausserdem muss man gewisse
Regeln einhalten, z.B. Positionen immer nur von einer Seite her
anfahren.
Gruss
Harald

von Matthias (Gast)


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Da gibt es z.B. von Heidenhain ein paar edle Teile
http://www.heidenhain.de/de_DE/produkte-und-anwendungen/winkel-messen/

von Paul H. (powl)


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Positionen anfahren? Wie gesagt, die besagten Teile werden von Hand in 
einem Winkel von 0-90° verstellt und dann wieder festgeschraubt.

von TestX .. (xaos)


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Paul Hamacher schrieb:
> Positionen anfahren? Wie gesagt, die besagten Teile werden von Hand in
> einem Winkel von 0-90° verstellt und dann wieder festgeschraubt.

von hand... dann stell deine anfordderungen mal auf 0.1° zurück.. viel 
genauer bekommst du es nicht ausgerichtet, da in dem moment wo du den 
fräskopf mit einer schraube o.ä. feststellst sich das ganze ding um > 
0.1° verschiebt.
ich würde dir raten das ganze mechanisch mit mehreren nuten für die 
verschiedenen winkel zu lösen, so kannst du das ding gut arretieren

von Paul H. (powl)


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Ach ja, die Lösung sollte sich im Bereich bis 200€ bewegen sonst steht 
das ganze nicht mehr in Relation zum Preis der Maschine

von Paul H. (powl)


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Andi D. schrieb:
> Paul Hamacher schrieb:
>> Positionen anfahren? Wie gesagt, die besagten Teile werden von Hand in
>> einem Winkel von 0-90° verstellt und dann wieder festgeschraubt.
>
> von hand... dann stell deine anfordderungen mal auf 0.1° zurück.. viel
> genauer bekommst du es nicht ausgerichtet, da in dem moment wo du den
> fräskopf mit einer schraube o.ä. feststellst sich das ganze ding um >
> 0.1° verschiebt.
> ich würde dir raten das ganze mechanisch mit mehreren nuten für die
> verschiedenen winkel zu lösen, so kannst du das ding gut arretieren

meinst? hab bisher noch nicht sooviel an solchen maschinen gearbeitet, 
möchte mir aber eine anschaffen und grad schoss mir diese idee durchs 
hirn ;) da ich es immer sehr sehr lästig empfinde die maschine hinterher 
genau auszurichten.

zudem könnte ich dann halt auch sehen, ob sich der verdrehbare kopf 
durch das anziehen der mutter verstellt hat und dann gegenkorrigieren.

das mit den arretiernuten ist natürlich auch eine lösung, die frage ist 
aber, wie kriegt man die da rein..

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Paul Hamacher schrieb:
> Öfters ist es nötig, dieses Teil wieder exakt auf 0,01° genau
> auszurichten, fällt jemandem ein wie man den Winkel elektronisch messen
> könnte? Eine Stufige Ausrichtung mit Stufen für 0°, 30°, 45°, 60° und
> 90° wäre auch schon denkbar. Hauptsache es ist wiederholgenau!
>
> lg PoWl

Paul Hamacher schrieb:
> Positionen anfahren? Wie gesagt, die besagten Teile werden von Hand in
> einem Winkel von 0-90° verstellt und dann wieder festgeschraubt.

Von Hand verdrehen mit einer Genauigkeit von 0,01°? Da bist du aber 
lange mit Hin- und Herklopfen beschäftigt, bis du die 0,01° erreicht 
hast. Wenn du danach deinen Fräskopf festziehst liegst du wieder ein 
paar hundertstel Grad daneben.

von Paul H. (powl)


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naja.. irgendwie muss mans ja ausrichten, notfalls so lange bis man den 
richtigen winkel hat. denn schon 0,1° wirken sich bei einem 
planmesserfräskopf mit 60...80mm durchmesser recht deutlich dahingehend 
aus, dass die eine seite einen zehntel millimeter tiefer schneidet als 
die andere.

von Harald Wilhelms (Gast)


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Paul Hamacher schrieb:
> Positionen anfahren? Wie gesagt, die besagten Teile werden von Hand in
> einem Winkel von 0-90° verstellt und dann wieder festgeschraubt.

Ja, aber bitte nur von einer Seite, und nicht hin und her bis es
passt. Sonst wirds nichts mit dem Hundertstel Grad!
Gruss
Harald

von Jens (Gast)


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Nur so als Idee, du kannst dir vielleicht mit einem Spiegel helfen:

Du brauchst einen Laser und einen Spiegel, der den Laserstrahl ablenkt. 
An irgendeiner Wand hängst du dir dann ein Plakat auf mit einer 
Skalierung. Wenn die Distanz groß genug ist, kannst du damit recht 
kleine Winkel auflösen, alles was du brauchst sind einfache 
trigonometrische Funktionen.

So werden zum Beispiel in einer Gravitationswaage (Cavendish-Waage) 
minimale Winkel ermittelt: http://de.wikipedia.org/wiki/Drehwaage

Ich finde, das ist ein ganz nettes Konzept, weil es ohne jegliche 
Elektronik auskommt, aber trotzdem saugenau ist.

Gruß
Jens

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Nix Elektronik: ich würde einfach einen entsprechenden Hebel anbringen:

0,01° Auflösung entsprechend bei ca. 55cm Radius (Umfang etwa 3,6m) 
bereits bei 1mm Abweichung. Das kann das Auge locker abschätzen.

55cm könnte man noch mechanisch lösen aber wie wäre ein Laserpointer, 
der dann auf eine entsprechende mm-Skala oder auch nur eine aufgeklebte 
Referenzmarke zeigt? Das Ganze könnte man für beliebige Winkel machen, 
eventuell auf einer vorher anzufahrenden XYZ-Koordinate.

Oder ein Aufgeklebter Spiegel, der den Laserstrahl entsprechend umlenkt.
Damit lassen sich dann noch sehr viel genauere Messungen durchführen.

Einfach etwas Fantasie entwickeln :-)

Zumindest wäre so die Wiederholgenauigkeit gegeben und: simpel, 
preiswert

Chris D.

P.S.: Da waren wir fast gleichschnell, Jens :-)

von Harald Wilhelms (Gast)


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Magnus Müller schrieb:
> Paul Hamacher schrieb:
>> Öfters ist es nötig, dieses Teil wieder exakt auf 0,01° genau
>> auszurichten, fällt jemandem ein wie man den Winkel elektronisch messen
>> könnte? Eine Stufige Ausrichtung mit Stufen für 0°, 30°, 45°, 60° und
>> 90° wäre auch schon denkbar. Hauptsache es ist wiederholgenau!
>>
>> lg PoWl
>
> Paul Hamacher schrieb:
>> Positionen anfahren? Wie gesagt, die besagten Teile werden von Hand in
>> einem Winkel von 0-90° verstellt und dann wieder festgeschraubt.
>
> Von Hand verdrehen mit einer Genauigkeit von 0,01°? Da bist du aber
> lange mit Hin- und Herklopfen beschäftigt, bis du die 0,01° erreicht
> hast. Wenn du danach deinen Fräskopf festziehst liegst du wieder ein
> paar hundertstel Grad daneben.

Nun, ich habe Spiegel für Interferrometer per Hand auf < 1 Winkel-
minute eingestellt; aber erstens hat der Winkelmesser dafür > 2k€
gekostet und zweitens waren die nicht ganz so schwer.
Gruss
Harald

von Uwe N. (ulegan)


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Wenn es an dem Flansch, der verdreht wird die Möglichkeit gibt, würde 
ich Stiftlöcher bohren und reiben. Ist einfacher als Nuten zu fräsen. Da 
beim Ausrichten einen Passstift rein und dann festschrauben. Drei Löcher 
für 0, -90 und +90 Grad.

von Jens (Gast)


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Du brauchst keinen teuren Winkelmesser dafür, du musst nur die Distanz 
an der Wand messen, wenn du einmal die Null-Lage eingestellt hast ;-)

Unter Kenntnis Entfernung Spiegel <-> Wand ist das dann nur noch 
Trigonometrie.

@Chris: Jo, zwei Blöde, ein Gedanke ;-)

Gruß
Jens

von Harald Wilhelms (Gast)


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Paul Hamacher schrieb:
> Ach ja, die Lösung sollte sich im Bereich bis 200€ bewegen sonst steht
> das ganze nicht mehr in Relation zum Preis der Maschine

Da musst Du wohl entweder Deine Genauigkeitsanforderungen um den
Faktor 10 nach unten oder Deine Preisvorstellungen um den Faktor
10 nach oben korrigieren.
Gruss
Harald

von Paul H. (powl)


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Eiei ;) Der Laser mit dem Spiegel gefällt mir übrigens sehr gut! Könnte 
man dann sogar mit lichtempfindlichen Sensoren so genau machen wie man 
lust hat.

von TestX .. (xaos)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Paul Hamacher schrieb:
>> Ach ja, die Lösung sollte sich im Bereich bis 200€ bewegen sonst steht
>> das ganze nicht mehr in Relation zum Preis der Maschine
>
> Da musst Du wohl entweder Deine Genauigkeitsanforderungen um den
> Faktor 10 nach unten oder Deine Preisvorstellungen um den Faktor
> 10 nach oben korrigieren.
> Gruss
> Harald

preis eher faktor 1000 ;)
ansonsten billigvariante: laserpointer dran und markierungen an die 
wand/decke.. bei lowcost fräsen reicht das...

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