Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Positionsregelung von Druckluftzylinder ohne teuren Schnickschnack


von student (Gast)


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Hallo,

ich habe hier einen doppelwirkenden Druckluftzylinder den ich gerne in 
jede beliebige Stellung fahren möchte.

Jetzt gibt es ja für sowas sogenannte "Proportional Wegeventile" mit 
denen man stufenlos einen Pneumatikzylinder verstellen kann.

Leider sind aber solche "Proportional Wegeventile" (und die dazugehörige 
Elektronik) sehr teuer, von daher hätte ich mir gedacht ob es nicht eine 
einfachere Möglichkeit gäbe einen Pneumatikzylinder stufenlos zu 
verstellen?

Vielleicht indem man ein 4/3 Wegeventil nimmt und dieses entsprechend 
schnell antaktet, also immer hin und her schalten lässt bis man die 
gewünschte Position des Druckluftzylinders erreicht hat. Mit einer 
Chopperschaltung könnte man das ganze auch noch etwas "frisieren".

Ginge das?
Bzw. welche Möglichkeiten gäbe es einen Druckluftzylinder in jede 
beliebige Stellung fahren zu können?

von Karl (Gast)


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Druckluftzylinder lassen sich schlecht Positionieren, dass hat die 
Gasgleichung nun mal so in sich. Proportionalwegwentiel heißt nicht, 
dass sich der Weg des Zylinders proportional zum Ventil bewegt! Für das 
was du machen willst, brauchst du Elektromechanik oder Hydraulik.

von wendelsberg (Gast)


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student schrieb:
> Jetzt gibt es ja für sowas sogenannte "Proportional Wegeventile"

Die sind mir in meiner langjaehrigen Praxis noch nicht untergekmmen.
Was es definitiv gibt, sind Proportionalventile, die stellen aber einen 
konstanten Druck ein unddas ist von einer konstanten Position mit 
Druckluft noch weit weg.

wendelsberg

von Schreiber (Gast)


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student schrieb:
> Ginge das?
> Bzw. welche Möglichkeiten gäbe es einen Druckluftzylinder in jede
> beliebige Stellung fahren zu können?

gar keine. Ein Gas ist ein kompressibles Fluid, da muss man selbst bei 
der kleinsten Lastregelung nachregeln. Für sowas wurde Hydraulik 
erfunden...

von Ulli-B (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Bzw. welche Möglichkeiten gäbe es ...

> gar keine. ...

Aber selbstverständlich gibt es diese Möglichkeit!
Die Firma Festo (und bestimmt auch andere) stellen solche Dinge her. Da 
kannst du sowohl absolut als auch wiederholgenau auf den Millimeter 
genau positionieren.
Nur der Preis widerspricht deinen Anforderungen.

Suchen kannst du selbst: festo.de

Ulli

von Karl (Gast)


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Ulli-B schrieb:
> Suchen kannst du selbst: festo.de

Kannst du auch etwas genauer das Produkt beschreiben, dass du meinst. 
Ein Standardpneumatikzylinder kann das definitiv nicht!

von MarkusW (Gast)


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Hi,

schau auch z.B. mal nach "Linearantrieb" (elektrisch)...
Mit Druckluft genau positionieren kann man vergessen, wenn man nicht 
UNBEDINGT ein Druckluftsystem braucht (Ex-Umgebung etc.) - das kann man 
fast nicht bezahlen.
Normale Druckluftsysteme haben überdies einen Losreißmoment, den man 
nicht einschätzen kann...

Grüße
Markus

von student (Gast)


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Hallo,

hier ist etwas bzgl. Festo:
"Servopneumatisch positionieren":

http://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/0576225001120726858.pdf


Bild A1.2 zeigt den Druckluftschaltplan.
Sie wie das aussieht, verwenden die ein spezielles 5/3 Wegeventil.

Meine Idee wäre jetzt gewesen nur ein stink normales 4/3 Wegeventil zu 
verwenden und dieses anzutakten um einen Pneumatikzylinder entsprechend 
anzufahren (Ein-Aus-Ein-Aus-Ein-Aus.... z.b. mit einen Takt von 
vielleicht 5 Hz solange bis die Position des Zylinders erreicht ist).

mfg

von Karl (Gast)


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student schrieb:
> Meine Idee wäre jetzt gewesen nur ein stink normales 4/3 Wegeventil zu
> verwenden und dieses anzutakten um einen Pneumatikzylinder entsprechend
> anzufahren (Ein-Aus-Ein-Aus-Ein-Aus.... z.b. mit einen Takt von
> vielleicht 5 Hz solange bis die Position des Zylinders erreicht ist).

Das kannst du sicher so machen. Erwarte aber keine allzu große 
Genauigkeit und such ein Ventil, dass die 5 Hz auch dauerhaft verträgt. 
Außerdem brauchst du noch einen Endschalter/Wegaufnehmer. Und wenn sich 
die Belastung ändert, ändert sich auch der Weg, sodass ein zusätzliches 
nachregeln erforderlich wird. Zum Positionieren gibt es besseres als 
Pneumatik. Aber ohne weitere Angaben ist alles Räzelraten.

von Der Andere (Gast)


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student schrieb:
> Meine Idee wäre jetzt gewesen nur ein stink normales 4/3 Wegeventil zu
> verwenden und dieses anzutakten um einen Pneumatikzylinder entsprechend
> anzufahren (Ein-Aus-Ein-Aus-Ein-Aus.... z.b. mit einen Takt von
> vielleicht 5 Hz solange bis die Position des Zylinders erreicht ist).

Selbst wenn das irgendwie funktionieren sollte ist das für die 
Lebensdauer des Ventils bestimmt ganz toll.

Pneumatik nimmt man für binäres Schalten, weil es bei Undichtigkeiten 
keine Sauerei macht und das Fluid kostenlos und in quasi unendlicher 
Menge verfügbar ist -> Luft! Zudem braucht man keine Rückleitung.

Der Nachteil des Kompressibilität ist beim Schalten unerheblich.

Sobald es proportional werden soll nimmt man eine inkompressible 
Flüssigkeit-> Hydraulik

von heinz (Gast)


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Hier gibt es ein paar Informationen
https://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/13785/Servopneumatik_de.pdf

>Sobald es proportional werden soll nimmt man eine inkompressible
>Flüssigkeit-> Hydraulik

Inkompressible - aber nur in der Theorie. Schau dir mal das Lösevermögen 
von Öl/Luft an.

von Der Andere (Gast)


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heinz schrieb:
> Inkompressible - aber nur in der Theorie. Schau dir mal das Lösevermögen
> von Öl/Luft an.

Nur weil Öl sich nicht ideal inkompressibel verhält nimmst du nicht 
etwas das um Größenordungen schlechter ist.
Probleme hat man da noch an anderer Stelle. Schon die Konstruktion von 
Hochdruckschläuchen ist eine Wissenschaft für sich.

von Martin K. (Gast)


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Wenn es unbedingt Pneumatik sein soll:
Nimm deinen Zylinder, 2 Stück 3-Wegeventil (oder nur 1 Stück wenn es 
eine rückstellende Kraft gibt) und einen "Hilfzylinder", der das am 
"Hauptzylinder" angebaute Teil - wenn es die Wunschposition erreicht hat 
- festklemmt. Brauchst dann natürlich noch ein Ventil für den Hilfszyl.
Bei Erreichen der Wunschposition den Hauptzyl drucklos schalten.

von Ulli-B (Gast)


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Karl schrieb:
> Ulli-B schrieb:
>> Suchen kannst du selbst: festo.de
>
> Kannst du auch etwas genauer das Produkt beschreiben, dass du meinst.
> Ein Standardpneumatikzylinder kann das definitiv nicht!

Link zur Doku:
https://www.festo.com/cat/de_de/data/doc_DE/PDF/DE/VPWP_DE.PDF

Der Pneumatikzylinder ist Standard! Da kannst du praktisch jeden nehmen.
Nur das Steuergerät, das ist eben das Besondere daran.
Habe gerade gelesen: Positioniergenauigkeit ist besser als 0,2mm.

Aber wie gesagt, dem TO ist ja schon ein Proportionalventil zu teuer. Da 
ist Festo nicht das was er sucht.
Wir haben das schon eingesetzt. Sowohl die Positioniergeschwindigkeit 
als auch die Regelung ist beeindruckend schnell.

Ulli-B

von Der Andere (Gast)


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Ulli-B schrieb:
> Der Pneumatikzylinder ist Standard!

Jein
Zitat von deinem Link:
"Normzylinder mit integrier­tem Wegmesssystem"

von Ulli-B (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Ulli-B schrieb:
>> Der Pneumatikzylinder ist Standard!
>
> Jein
> Zitat von deinem Link:
> "Normzylinder mit integrier­tem Wegmesssystem"

Das ist ein Vorschlag wie man es mit Festoteilen machen kann.
Links oben steht es: "Antriebsoptionen". Natürlich benötigt das System 
einen Positionssensor. Dieser muss aber nicht unbedingt im Zylinder 
integriert sein. Nur: wenn man einen Zylinder von Festo einsetzt, dann 
bietet es sich natürlich an einen mit integriertem Sensor zu verwenden.

Ulli-B

von Der Andere (Gast)


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Ulli-B schrieb:
> Natürlich benötigt das System einen Positionssensor.

Genau das ist der springende Punkt. Das System braucht einen 
Positionssensor und muss bei wechselnden Lasten immer aktiv nachregeln.
Eine Hydraulik braucht das bei 'normalen' Genauigkeitsanforderungen 
nicht, das weiss jeder der schon mal auf einem Gabelstapler, Bagger oder 
Radlader gesessen hat.

von Ulli-B (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Ulli-B schrieb:
>> Natürlich benötigt das System einen Positionssensor.
>
> Genau das ist der springende Punkt. Das System braucht einen
> Positionssensor und muss bei wechselnden Lasten immer aktiv nachregeln.

Und eine Hydraulik braucht den Positionssensor nicht?
Weiss ein Hydraulikzylinder ganz von alleine wo es steht? Beeindruckend!

Es ist mir doch scheiss egal ob geregelt werden muss oder nicht. Das 
System macht das ganz alleine, da muss ich nicht daneben stehen und 
aufpassen.


Abgesehen davon, die Aufgabe war:

student schrieb:
> Bzw. welche Möglichkeiten gäbe es einen Druckluftzylinder in jede
> beliebige Stellung fahren zu können?

Ulli-B

von Karl (Gast)


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Ulli-B schrieb:
> Und eine Hydraulik braucht den Positionssensor nicht?
> Weiss ein Hydraulikzylinder ganz von alleine wo es steht? Beeindruckend!

Hydraulik braucht ihn meist auch, aber ein Linearantrieb mit 
Schrittmotor geht ohne.


> Es ist mir doch scheiss egal ob geregelt werden muss oder nicht. Das
> System macht das ganz alleine, da muss ich nicht daneben stehen und
> aufpassen.

Kommt auf die Kraftänderung an. Wenn Die Kraft von Volllast auf 0 
Springt wird es bei einem Pneumatikzylinder einen erheblichen Ausschlag 
geben. Wenn man das nicht will, muss man Hydraulik/Elektromechanik 
verwenden.


Fest steht, ohne eine gut, und damit auch teurere Regelung, wie die von 
Festo, wird man mit Pneumatik keine vernünftige Positionsregelung machen 
können. Das was der TO machen möchte geht also nicht.

student schrieb:
> Leider sind aber solche "Proportional Wegeventile" (und die dazugehörige
> Elektronik) sehr teuer, von daher hätte ich mir gedacht ob es nicht eine
> einfachere Möglichkeit gäbe einen Pneumatikzylinder stufenlos zu
> verstellen?

von Der Andere (Gast)


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Ulli-B schrieb:
> Und eine Hydraulik braucht den Positionssensor nicht?

Es ging hier um Proportionalantriebe nicht um geregelte 
Positioniersysteme.
student schrieb:
> ich habe hier einen doppelwirkenden Druckluftzylinder den ich gerne in
> jede beliebige Stellung fahren möchte.

Du hast meinen Post nicht gelesen, sondern reflexhaft widersprochen, 
obwohl ich dir gar nicht widersprochen habe.
Siehe:

Der Andere schrieb:
> Eine Hydraulik braucht das bei 'normalen' Genauigkeitsanforderungen
> nicht, das weiss jeder der schon mal auf einem Gabelstapler, Bagger oder
> Radlader gesessen hat.

Oder haben alle diese Hydrauliken einen Positionssensor? Die ganzen 
Hydraulikkreise von heutigen Traktoren kannst du da noch dazunehmen.
Die Position bestimmt das Augenmaß, nachgeregelt bei Laständerung wird 
nicht oder nicht automatisch.

von Stefan (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Die Position bestimmt das Augenmaß

Das ist aber der springende Punkt. Der Sensor ist das Auge, der Regler 
ist hier das Gehirn. Wenn du den Zylinder nicht sehen kannst, musst du 
die Position anderweitig ermitteln. Es entfällt nur das nachregeln bei 
Laständerung.
Wenn man ohnehin ohne ein menschliches Auge + Gehirn auskommen will, 
kann die Elektronik die Nachregelung aber gleich mit übernehmen.
Alles eine Frage der geforderten Genauigkeit. Im gewissen Rahmen aber 
machbar.

von Ulli-B (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Ulli-B schrieb:
> Es ging hier um Proportionalantriebe nicht um geregelte
> Positioniersysteme.

Das ist unser Problem.

> student schrieb:
>> Ginge das?
>> Bzw. welche Möglichkeiten gäbe es einen Druckluftzylinder in jede
>> beliebige Stellung fahren zu können?

Für mich bedeutet diese Forderung: Ich gebe eine (beliebige) Position 
(am besten in Millimeter) vor und der Zylinder fährt dort hin und bleibt 
dort.
Ich bin eben Maschinenprogrammierer. Da gibt es kein "ungefähr".

Für Dich bedeutet das: Ich gebe dem Zylinder händisch eine (variable) 
Geschwindigkeit vor und stoppe ihn wenn ich sehe es passt.

Ulli-B

von Der Andere (Gast)


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Stefan schrieb:
> Der Sensor ist das Auge, der Regler
> ist hier das Gehirn.

Ich gebs auf. Von euch hat noch keiner auf einem Stapler oder Radlader 
gesessen.

Es ging dem TO NICHT um eine Positionierungsautomatik im µm Bereich, 
sondern um eine manuelle proportionalsteuerung!
Und dazu ist eine herkömmliche Hydraulik inkompressibel genug, ein 
Pneumatik aber niemals.

von Ulli-B (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Ich gebs auf. Von euch hat noch keiner auf einem Stapler oder Radlader
> gesessen.

Nein, was soll ich auf nem Stapler? Ich programmiere Hydraulikfunktionen 
in Montage- und Produktionsmaschinen.

> Es ging dem TO NICHT um eine Positionierungsautomatik im µm Bereich,
> sondern um eine manuelle proportionalsteuerung!

Wir wissen es nicht wie und wie genau er positionieren möchte.
Es gibt mindestens zwei Interpretationen.
Und ich wollte nur klar stellen, dass man sehr wohl mit Pneumatik 
ziemlich genau positionieren kann.
Mit dem Teil von Festo kannst du übrigens auch manuell verfahren. Dann 
dient der Regler "nur" dazu die Position zu halten.

Ulli-B

von Alex H (Gast)


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Aber selbstverständlich gibt es die Möglichkeit Doppelwirkenden 
Druckluftzylinder ziemlich genau auf 0,1mm zu positionieren.
Hier gibt es die Informationen:

http://propventile.de/produkte/zylinderpositionierung

von deintherapeuth (Gast)


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Ja, genau das stand bereits vor einem Jahr im Eröffnungsbeitrag dieses 
Fadens, du kleiner Klug.......r.
Biste Werbefuzzi bei hilinski, oder wie diese Bude heißt die keiner 
kennt?

student schrieb:
> Jetzt gibt es ja für sowas sogenannte "Proportional Wegeventile" mit
> denen man stufenlos einen Pneumatikzylinder verstellen kann.
>
> Leider sind aber solche "Proportional Wegeventile" (und die dazugehörige
> Elektronik) sehr teuer

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