Gabellichtschranke als Absolutweggeber

(Firma: http://www.gyurma.de) #3413549
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Hi!

Ich habe ein paar Gabellichtschranken des Typs CNY 36 daheim liegen.

Ich wollte für eine CNC Maschine einen Absolutweggeber bauen, der 
abhängig von der Position des Schlittens eine analoge Spannung ausgibt. 
Somit könnte man einen analog aufgebauten Positionier-Servo-Verstärker 
bauen.

Die Idee dahinter wäre, daß ich die Lichtschranke mit einem Dreieck, daß 
neben der Schiene montiert ist, positionsabhängig abschatte. Siehe 
Anhang.
Dabei kommt der Schatten von oben in die Schranke, nicht von der Seite.

Frage:

Könnte das so überhaupt halbwegs genau aufgebaut werden?
Worauf muß ich achten?
Sind die Ausgangskurven wirklich so linear, wie im 
http://www.reichelt.at/index.html?&ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A500%252FCNY37_CNY36%2523VIS.pdf 
beschrieben?
Sind die auch Linear, wenn ich nicht von der Seite, sondern von Oben 
komme?

Liebe Grüße,
Martin
Angehängte Dateien:
(Firma: matzetronics) #3413588
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Leider ist das ganze auch noch anfällig gegen Schmutz und Fremdlicht. Du 
müsstest zumindest differentiell gegen eine 2. Lichtschranke messen, um 
einen groben Eindruck der Störeinflüsse zu haben.
Besser ist dann doch digitales Zählen von Strichen. Das machen übrigens 
viele Tintenstrahldrucker - da ist eine Dualgabellichtschranke und ein 
Filmstreifen eingebaut und die Lichtschranke liefert prima 
Quadratursignale.
(Firma: http://www.gyurma.de) #3413629
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Karl schrieb:
>> Sind die auch Linear, wenn ich nicht von der Seite, sondern von Oben
>> komme?
>
> Was spricht dagegen, das selbst auszuprobieren ?

Habe leider wenig Zeit für diese Basteleien, und wollte deshalb erst 
schauen, was erfahrene Analogler dazu sagen, um dann gezielt einen Pfad 
zu laufen, der nicht in einem Abgrund oder undurchsichtigem Dschungel 
endet :D

Ich weiß nicht, wie ich einen Gegenstand total linear ohne zu zittern 
hineinbewegen könnte, nur um die Machbarkeit zu testen.

Das mit der Differentiellen Lösung könnte interessant sein die 
Störlichter zu eliminieren. Darüber denke ich erst mal nach.
Schräger absolut paralleller Streifen, 2 Lichtschranken? :D
Staub kann da wirklich schaden.
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(Firma: matzetronics) #3413649
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Martin G. schrieb:
> Schräger absolut paralleller Streifen, 2 Lichtschranken? :D
> Staub kann da wirklich schaden.

Wenn du auf der analogen Lösung bestehst, könntest du nun deine beiden 
Lichtschranken in Brückenschaltung bauen und diese dann mit einem 
Differenzverstärker auswerten. Wenn beide Lichtschranken dann gleich 
verschmutzt sind oder gleichviel Fremdlicht bekommen, hast du so schon 
mal ein, zwei Störfaktoren weg. Aber für eine genaue Positionierung ist 
das m.E. immer noch ungeeignet. Nicht ohne Grund verwenden die meisten 
Leute doch lieber echte lineare Wegaufnehmer oder zählen Impulse.
(Firma: http://www.gyurma.de) #3413707
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Wollte statt Schrittmotoren DC Motoren mit Getriebe benutzen, und die 
mit Analogen Verstärkern ansteuern. Die anzufahrende Position will ich 
mit Analogen Spannungen vorgeben. Alles Analog, also keine 
Digitaltechnik. Wie genau das jemals seien könnte ist unklar. Das 
Rauschen beherrscht ja die Welt.

Natürlich wäre an einer richtigen CNC die digitale Lösung das Beste, 
aber ich wollte ausprobieren, ob es auch ohne Digitalservos geht.

Die Drehgeber sind aber sündhaft teuer...
Gast #3414453
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Hi,
ich glaub nicht, dass das so funktionieren wird. Die Gabellichtschranken 
sind auf exaktes Schalten ausgelegt. Also kleiner Durchmesser des 
wirksamen Lichtstrahls, geringste Toleranzen in deiner Mechanik werden 
sich um ein Vielfaches im Signal wieder spiegeln.
Der einzig machbare Weg, den ich sehe, nimm anstatt der 
lichtundurchsichtigen Blende ein Verlaufsfilter. Eventuell reicht eine 
bedruckte Overheadfolie

Grüße
(Firma: matzetronics) #3415171
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Martin G. schrieb:
> Wollte statt Schrittmotoren DC Motoren mit Getriebe benutzen, und die
> mit Analogen Verstärkern ansteuern. Die anzufahrende Position will ich
> mit Analogen Spannungen vorgeben. Alles Analog, also keine
> Digitaltechnik.

Du wirst dir schnell darüber klar werden, das du dir hier gleich mehrere 
Quellen für Ungenauigkeiten ins Boot holst. Durch die DC-Motore bist du 
schon in der Unsicherheit, wo sie denn nun genau stehen, und nun 
möchtest du ihre Position auch noch mit analogen Spannungen im mV 
Bereich herausfinden.

Wenn du dir schon die Mühe machst, eine anständige Mechanik zu bauen, 
rate ich dir, dann diese auch mit geeigneten Mitteln zu betreiben, das 
wäre sonst schade um die Zeit und den Aufwand. Mach z.B. 
Unterbrecherrädchen auf die Motorachsen und sorge für wenig Schlupf 
zwischen Motor und den X und Y Achsen, das wird um Längen besser als die 
Gabellichtschranken Lösung.
#3415309
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Krangel schrieb:
> Hi,
> ich glaub nicht, dass das so funktionieren wird. Die Gabellichtschranken
> sind auf exaktes Schalten ausgelegt. Also kleiner Durchmesser des
> wirksamen Lichtstrahls, geringste Toleranzen in deiner Mechanik werden
> sich um ein Vielfaches im Signal wieder spiegeln.
> Der einzig machbare Weg, den ich sehe, nimm anstatt der
> lichtundurchsichtigen Blende ein Verlaufsfilter. Eventuell reicht eine
> bedruckte Overheadfolie

Dazu kommen noch die Fehler des Kopplers selbst. Nicht ohne Grund sind
Standard-Optokoppler normalerweise nicht dafür geeignet, analoge
Signale zu übertragen.
Gruss
Harald
#3416582
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Die optische Abtastung eines breiter werdenden Dreiecks dürfte sehr 
ungenau werden, bzw. es wird aufwendig es genau genug und 
stabil(Wiederholgenauigkeit) zu machen. Wenn sich die Lichtverhältnisse 
ändern(Fremdlich), oder die Temperatur schwankt, ändert sich die 
Position. Auch sind die Gabellichtschranken für Durchlicht ausgelegt und 
eher zum einfachen Ein/Aus geeignet. Es müsste also ein lineare 
Reflexabtaster sein.
Wenn der Antriebmotor eine Achse hat könnte man es mit einem 
magnetischen 1-Chip Absolutencoder machen. Die andere Alternative ist 
ein Magnetstreifen und mit einem magnetischem 1-Chip Linear Encoder 
abzutasten. Absolut geht es dann aber nur mit zwei Spuren und ist wieder 
aufwendig. Wie genaug und wie lang soll eine Wegstrecke den abgetastet 
werden?
(Firma: http://www.gyurma.de) #3428198
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Weg: ca 400 und 600mm. Auflösung 50µm. Das sind 14 Bit. Bei 16 Bit hab 
ich 10µm.
Ginge das überhaupt?
Ich wollte auch den ganzen Hysteresefehler vermeiden der mit dem 
Motor-Kupplung-Spindel-Mutter-Mutterfassung System eingeführt wird.
Das heißt, die direkte Messung an der Spindel ist m. E. n. nicht 
zweckmässig.

Ich denke grade über eine kapazitive Lösung nach.
Dreieckabschattung gemacht aus Dielektrikum, fährt zw. 2 Platten ein, 
und verändert damit die Kapazität des aus ihnen gebildeten Kondensators. 
Den kann man in einem Oszillator verwenden, und auswerten. Steuern würde 
ich dann das Regelsystem auf Frequenz, und die Positionsvorgabe wäre 
auch eine Frq.
Da ist warscheinlich das Problem mit dem Dreck geringer.
Das ganze noch differenziell wie oben ausgeführt wäre der totale 
Hammer...

Und später digitalisieren ginge auch. :D

mfg
Martin

http://www.gyurma.de

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