Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Encoderscheibe oder Encoderband


von Hans W. (Gast)


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Hallo Leute. Ich habe nur eine kleine Frage:

Ich beschäftige mich nebenbei mit dem Thema CNC und habe eine Frage zu 
der Positionsbestimmung.

Nehmen wir als Beispiel eine CNC-Fräse.
Eine CNC-Fräse mit Schrittmotoren braucht im Allgemeinen für die Fahrt 
ja keine absolute Positionbestimmung. Es reicht zur 
Nullpunktreferenzierung ja ein Endschalter und den Weg rechnet man sich 
anhand der Schritte (bzw. umgekehrt) aus. Soweit ja ganz klar.

Nun sehe ich natürlich den Vorteil einer zusätzlichen absoluten 
Positionsbestimmung darin, dass es eine Kontrolle des tatsächlich 
gefahrenen gegenüber dem errechnet gefahrenen Weg gibt, sowie das 
Wiedererkennen der Position nach dem Aus- und Einschalten.

Nun überlege ich grade was denn besser geeignet wäre:

- Eine Encoderscheibe - hat meiner Meinung den Nachteil, dass die 
Signale sich nach nach einer vollen Umdrehung wiederholen. (Und bei 
einer CNC-Fräse dreht sich die Welle an den Motoren einige Male) Somit 
ist eine eindeutige Positionserkennung nicht möglich und es muss dennoch 
wieder eine Referenzfahrt gemacht werden.

- Ein Encoderband kann über den vollen Fahrtweg gespannt werden und wäre 
für eine eindeutige bestimmung dadurch sehr gut geeignet wenn auf die 
länge des Bandes für jede Position ein eindeutiger Code aufgedruckt 
wäre. Auf den Bändern sind allerdings nur Striche und ich muss per 
Zähler die Position "mitzählen"

In beiden Fällen müsste ich die Position errechnen und beim Ausschalten 
im EEPROM ablegen und kann mir nach Einschalten dennoch nicht sicher 
sein das die abgelegte Position auch noch der tatsächlichen entspricht. 
(Drehen oder bewegen der Welle per Hand oder ähnliches)

Habt ihr da einen guten Tipp für mich wie man das ganze Lösen könnte?
Wie macht ihr das?

Klar kann ich nach dem Einschalten einfach eine Referenzfahrt machen und 
die Encoderscheibe nur zur Kontrolle des Fahrtweges nutzen und ggf. 
korrigieren.
Diese Frage ist rein interessehalber.


Gruß

von Hans W. (Gast)


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Achso:
und kann mir wer gute Encoderscheiben + Lichtschranke + Befestigungen 
empfehlen. Ich tu mich etwas schwer etwas passendes zu finden.

von Georg G. (df2au)


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Es gibt auch Bänder mit einem "kompletten" Code, der dir die absolute 
Position angibt. Allerdings kann man da schnell arm werden.

von Hans W. (Gast)


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Das habe ich mir allerdings schon ungefähr gedacht :-D
Deswegen ja die Frage an die Hobbybastler die an ihrem Hobby nicht arm 
werden wollen ;-)

von Georg G. (df2au)


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von Hans W. (Gast)


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Oh ja die Teile sehen stark nach einem Zweitjob aus :-D
Also definitiv bei der Regerenzfahrt bleiben.

Was würdet ihr eher empfehlen und warum.. Scheibe oder Band?

von Einer (Gast)


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Mit Scheibe am Motor hast du wahrscheinlich mehr Auflösung.

von Einer (Gast)


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Scheibe lässt sich auch besser kapseln.

von rmf (Gast)


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Ich würde eher ein Band (Linearencoder) nehmen.
Grund: wenn die Scheibe auf der Achse sitzt nützt das nur zum Erkennen 
von Schrittverlusten oder händicher Verstellung der Achse. Mit einem 
Band wird zusätzlich auch ein eventuell vorhandenes Spiel mitgemessen 
und kann berücksichtigt werden.

Gruß
Udo

von Christopher B. (chrimbo) Benutzerseite


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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hans W. schrieb:
> - Eine Encoderscheibe - hat meiner Meinung den Nachteil, dass die
> Signale sich nach nach einer vollen Umdrehung wiederholen.
Meist wiederholen sich die Signale schon nach 4 Schritten oder besser 
gesagt schon in einem "Schritt". Das Ganze nennt sich "Quadratursignal".

Nach einer Encoderumdrehung kommt dann bestenfalls noch ein Indexpuls 
dazu.

rmf schrieb:
> Mit einem Band wird zusätzlich auch ein eventuell vorhandenes Spiel
> mitgemessen und kann berücksichtigt werden.
Das muss man aber auch können und tun...

von Walter T. (nicolas)


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Hast Du mal überlegt, wie lange der Start einen CNC-Maschine 
(einschalten und einrichten) dauert und wie klein der Anteil der 
Referenzfahrt daran ist?

Bei Einzelstückfertigung dauert allein das Einspannen und das Antasten 
deutlich länger - da fällt die Referenzfahrt schlicht nicht ins Gewicht.

Bei Serienfertigung - dauert der Start noch länger und kommt seltener 
vor.

Hans W. schrieb:
> Wie macht ihr das?

Ich nutze ein normales System mit Referenzfahrt und nutze die 10 
Sekunden (ja, ist nicht die Schnellste) meistens dazu, die richtigen 
CAM-Daten zu laden.

von Mat (Gast)


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Du könntest auch einen Absolutencoder oder je nach gewünschter 
Genauigkeit auch ein Seilzugpoti über die Wegstrecke verwenden.

von Michael B. (laberkopp)


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Hans W. schrieb:
> Habt ihr da einen guten Tipp für mich wie man das ganze Lösen könnte?

Wenn du Schrittmotoren hast: Encoder weglassen.

Wenn Encoder und Schrittmotor macht das nur Sinn, wenn du damit die 
absolute Lage des Werkstücks erfasst, also am Kreuztisch (oder Portal), 
nicht an der Motorachse (und Spindel).

Ich habe an meiner CNC Messschieber am Kreuztisch und kann die Anzahl 
der Schritte anpassen, um Unlinearitäten der Trapezgewinderspindeln 
auszugleichen, die eine steht auf 996, die andere auf 1001 Schritte.

Das muss man aber nicht ständig mitlaufen lassen, sondern nur ein mal 
ausmessen, ggf. zentimeterweise.

Wenn dein Schrittmotor einen Schrittausfall hat, ist das Werkstück 
sowieso ruiniert. Da Schrittmotoren eine Beschleunigungsrampe brauchen, 
heisst 1 Schrittausfall auch gleich daß er stehenbleibt (stall), weil 
zur Wieder-beschleunigung die Pulse zu schnell sind, man müsste auf 0 
abbremsen (steht schon, also die andere Achse) und wieder beschleunigen.

Das macht keinen Sinn.

Hans W. schrieb:
> Klar kann ich nach dem Einschalten einfach eine Referenzfahrt machen

Nullpunktsetzen macht man bei einer CNC sowieso bei jedem Werkstück, und 
oft vor jedem Ablauf. Die absolute Lage braucht man nur, um die absolute 
Maschinenbegrenzung auch ohne Endschalter erfassen zu können (falls 
deine Motoren überhaupt stark genug sind, um beim Anschlag was kaputt zu 
machen, meine bleiben einfach stehen und dann haut man manuell auf 
Not-Aus).
Eine Referenzfahrt beim Einschalten bloss um die Grenzen der Maschine zu 
erfassen, ist Unsinn.

Eine Referenzfahrt zum abnullen von Z ist bei jedem Werkzeugwechsel 
nötig (es sei denn, an hat vorbereitete, hat man i.A. nicht), eine 
Referenzfahrt zum Abnullen von X/Y ist bei jedem Werkstückwechsel nötig.

Gerade halbmechanisch (die netten Wizards von Mach3) setzt man sowieso 
vor jeder Bearbeitung 0 neu (grosses Loch hier, hinfahren, Mitte 
anpeilen, nullsetzen, Wizard für Loch aufrufen, ...).

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