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Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Genauigkeit eines Mechanismus bestimmen


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Autor: Plau (Gast)
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Hallo,

ich versuche im Moment die Genauigkeit eines Systems zu bestimmen. 
Leider komme ich nicht weiter.

Mein System besteht aus einer Schubkurbel. An einem Ende ist eine 
Schrittmotor angeschlossen. Am anderen Ende ist eine Kugellinearführung 
montiert (auf dem Schlitten). Auf dem Schlitten befindet sich eine 
Zahnstange, welche ein Ritzel antreibt.

Ich würde gerne die Positioniergenauigkeit des Ritzel (Welche Abweichung 
tritt auf) berechnen.
Bis auf die Schubkurbel und das Pleuel sind alle Bauteile eingekauft.
Mir ist die Auflösung des Schrittmotors und das Spiel der 
Ritzel/Zahnstange Übertragung bekannt. Leider weiß ich nicht wie das 
Spiel bzw. die Genauigkeit des Schubkurbelmechanismus berechnet werden 
kann? Woher kann die Positioniergenauigkeit des Schlittens des 
Kugellinearantriebes bestimmt werden?

Welche Möglichkeiten gibt es?

Beitrag #5840911 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5840980 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: ryven (Gast)
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Ist doch relativ einfach.
Bestimme die Lagerluft bei deinem Kubeltrieb. Da sind ja eh schon mal 2 
vorhanden. Das Zahnflankenspiel ist ja über den Abstand ermittelbar. 
Oder ist es geteil und gegenander verspannt?

Am Einfachsten ist messen. Einmal von links und einmal von Recht auf 
Postion fahren und die Abweichung messen. Gerne wiederholen oder im 
Stillstand den Schlitten per Hand drücken.

Und keine Sorge Tesa liefert dir Längentaster mit 0,05 µm 
Wiederholgeauigkeit.
Falls dir das noch nicht reicht, genauer geht dann über Licht.

Übrigens komischer Spielaufbau.

Autor: Plau (Gast)
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Leider kann ich das System nicht messen, da ich es im Augenblick 
konstruiere und vorher berechnen muss wie gut die Positioniergenauigkeit 
sein wird.

Autor: Plau (Gast)
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Der Motor soll den Schubkurbelmechanismus vom UT zum OT bewegen, also 
180°. Durch diese Bewegung soll der Schlitten auf der Kugellinearführung 
um ca. 20 cm verfahren. Auf dem Schlitten ist eine Zahnstange, welche 
mit einem Ritzel verzahnt ist und ihn durch die Bewegung bewegt. Alles 
passiert in einer Ebene, es gibt keine Vertikalbewegungen.

Ich würde diese Positioniergenauigkeit vorauslegen und dann diese mit 
der fertigen Konstruktion vergleichen.

Autor: Feinmechaniker (Gast)
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Plau schrieb:
> Leider kann ich das System nicht messen, da ich es im Augenblick
> konstruiere und vorher berechnen muss wie gut die Positioniergenauigkeit
> sein wird.

Wenn du solche Fragen stellst, solltest du deinen Chef fragen, ob nicht 
jemand anderes die Aufgabe übernehmen kann. Oder dem Betreuer deiner 
Bachelorarbeit mitteilen, dass du dich entschieden hast, doch lieber 
Bauarbeiter zu werden und nur noch stumpfe Wiederholungsarbeiten zu 
machen.

Man berechnet die Positioniergenauigkeit, indem man die Toleranzen und 
dynamischen Beanspruchungen aller Komponenten in Richtung der 
Kraftschlüsse aufsummiert und den Maximumoperator anwendet.

Autor: Plau (Gast)
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Feinmechaniker schrieb:
> Man berechnet die Positioniergenauigkeit, indem man die Toleranzen und
> dynamischen Beanspruchungen aller Komponenten in Richtung der
> Kraftschlüsse aufsummiert und den Maximumoperator anwendet.

Ich stelle solche Fragen, weil ich nicht weiß wie ich es für den 
Schubkurbelmechanismus berechnen kann. Ich würde nur die Toleranzen in 
den einzelnen Gelenken zusammenaddieren. Die Deformationen sind sehr 
gering. Da ich noch einmal sicher gehen wollte, fragte ich nach.

Beitrag #5841254 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: ich (Gast)
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Eine mathematische Beschreibung der Bewegung aufstellen und via 
Fehlerfortpflanzung den Gesamtfehler ermitteln. Alle Fehler die ermessen 
und gegen die Zielgröße korreliert werden können, müssen nicht 
betrachtet werden (Stichwort partielle Ableitung der ermittelten 
Gleichung), sondern werden additiv ergänzt.

Beitrag #5841350 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5841748 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: L. H. (holzkopf)
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Plau schrieb:
> Leider kann ich das System nicht messen, da ich es im Augenblick
> konstruiere und vorher berechnen muss wie gut die Positioniergenauigkeit
> sein wird.

Mach alles spielfrei:
Dann wird es genau sein. :D

Du meinst vielleicht, sowas wäre gar nicht machbar?
Da irrst Du Dich ganz gewaltig:
Ist alles nur eine Frage dessen, was man für Genauigkeit bereit ist, 
auch zu bezahlen!

Quantifizier doch bitte mal die Genauigkeit, sowie, was die kosten 
"darf".

Hast Du überhaupt eine Vorstellung davon, welchen Aufwandes es bedarf, 
um 0,001mm Genauigkeit sicherstellen zu können?

Grüße

Beitrag #5841802 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: my2ct (Gast)
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Jaja schrieb:
> Je nachdem in welche Richtung das System -nach einer vorhergehenden
> Bewegung- läuft, gibt es Abweichungen, die sich nicht bestimmen
> oder berechnen lassen.

Warum soll sich das Umkehrspiel nicht berechnen lassen. Wenn 
irgendwelche Eigenschaften des Systems nicht bekannt sind, muss man sie 
bestimmen, um sie in das Rechenmodell einfließen lassen zu können.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Jaja schrieb:
> Das sind dann also: 2400 Positionen pro Millimeter (1/2400mm).

Nennt man Auflösung.

Er fragte aber nach

Plau schrieb:
> die Genauigkeit

Leider wimmelt es auf der Welt von Leuten die den Unterschied nicht 
kennen.

Feinmechaniker schrieb:
> Man berechnet die Positioniergenauigkeit, indem man die Toleranzen und
> dynamischen Beanspruchungen aller Komponenten in Richtung der
> Kraftschlüsse aufsummiert und den Maximumoperator anwendet.

Genau.

Beitrag #5841842 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5841846 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5841851 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Plau (Gast)
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Jaja schrieb:
> Aufgrund der bisherigen Antworten kann ich ausschließen, daß irgendein
> ernstgemeinter seriöser Hintergrund hinter der TO-Frage steckt.

Die Frage ist ernstgemeint. Welche Eigenschaften bedarf es noch? Als 
Kugelschienenführung wollte ich das nehmen: 
https://www.boschrexroth.com/ics/cat/?cat=Linear-Motion-Technology-Catalog&language=de&p=g281380

Auf diesem Schlitten ist ein Augenstab (Pleuel) befestigt (Bolzen durch 
Augenlasche)

Das andere Ende ist an einer Schubkurbel montiert, welche direkt auf der 
Motorwelle sitzt.

Ich weiß, dass theoretisch die Genauigkeit auch 0 sein kann. Leider weiß 
ich nicht wie dies berechnet werden kann, soweit ich bisher verstanden 
habe, kann das durch das Zusammenaddieren berechnet werden. Ist das nun 
richtig? (Bitte keine blöden Kommentare wie bisher von manchen)

Mein Ziel mit dieser Frage ist es nicht, dass jemand für mich dies 
berechnet. Ein Beispiel im Allgemeinen oder ein Verweis auf ein Solches 
würde mir schon reichen. Ich habe leider keine Gefunden, vlt. ist es 
wirklich so einfach.

Nochmal Frage: Mechanische System mit Hilfe der DGL beschreiben und 
davon ausgehend die GEnauigkeit berechnen oder einfach die Toleranzen 
der Bauteile zusammenaddieren.

Autor: Feinmechaniker (Gast)
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Plau schrieb:
> Die Frage ist ernstgemeint.

In deiner Vorstellung vielleicht. Du nimmst uns nicht ernst. Also nehmen 
wir dich nicht ernst. Werde glücklich, aber nerv uns nicht weiter!

Autor: Feinmechaniker (Gast)
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Plau schrieb:
> Bitte keine blöden Kommentare wie bisher von manchen

Die blödesten Kommentare stammen von dir selbst.

Plau schrieb:
> Nochmal Frage: Mechanische System mit Hilfe der DGL beschreiben und
> davon ausgehend die GEnauigkeit berechnen oder einfach die Toleranzen
> der Bauteile zusammenaddieren.

Nochmal deutsch?

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Du musst dir erst einmal über folgendes klar werden:

Wie definierst du die Genauigkeit deines Systems? Welche ist bzw. sind
die Bezugsgröße(n), auf die du die im realen System entstehenden
Abweichungen beziehst?

Welche Einflussfaktoren möchtest du berücksichtigen (Lagerspiel,
geometrische Bauteiltoleranzen, Wärmeausdehnung, Verformung unter
Belastung usw.)? Sind deren jeweilige Werte dieser Größen überhaupt
alle vorab bekannt?

Wie du dann die Einzelfehler miteinander verrechnest, hängt davon ab, in
welcher Beziehung sie zueinander und zur Bezugsgröße stehen. In einigen
Fällen werden zwei Einzelfehler addiert, in anderen wird das Maximum von
beiden genommen. Manchmal geht ein Einzelfehler nicht direkt, sondern
mit einem Faktor ungleich 1 in den Gesamtfehler ein.

All das hängt von der Antwort auf die obigen Fragen ab.

Autor: Mach (Gast)
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Zeichnung/Skizze, "or it didn't happen".

Autor: L. H. (holzkopf)
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Plau schrieb:
> Ich weiß, dass theoretisch die Genauigkeit auch 0 sein kann. Leider weiß
> ich nicht wie dies berechnet werden kann, soweit ich bisher verstanden
> habe, kann das durch das Zusammenaddieren berechnet werden. Ist das nun
> richtig? (Bitte keine blöden Kommentare wie bisher von manchen)

Ich sagte es bereits:
Mach den ganzen Sums spielfrei.
Sowas kannst Du nicht berechnen, sondern nur per Maßnahmen kompensieren, 
welche dazu geeignet sind, jegliches Spiel "wegdrücken" zu können.
>
> Mein Ziel mit dieser Frage ist es nicht, dass jemand für mich dies
> berechnet. Ein Beispiel im Allgemeinen oder ein Verweis auf ein Solches
> würde mir schon reichen. Ich habe leider keine Gefunden, vlt. ist es
> wirklich so einfach.

Was sollte dabei so einfach sein?
Ich verstehe nicht, wovon Du dabei redest.
Die höchst effektive Kompensation von (möglichem) Spiel ist niemals "so 
einfach"!
>
> Nochmal Frage: Mechanische System mit Hilfe der DGL beschreiben und
> davon ausgehend die GEnauigkeit berechnen oder einfach die Toleranzen
> der Bauteile zusammenaddieren.

Ist alles nur kompletter Quatsch:
Die DGL zur mathematischen Erfassung der Problematik kannst Du Dir ganz 
getrost "auf den Bauch klatschen"!
Nur ungefähr annähernd vermag das, die Realität tatsächlich "erfassen" 
zu können.

Die sieht nämlich ganz anders aus:
Z.B. auf 0,001mm genau etwas bearbeiten zu können.
Oder auch noch weitere 0,001mm von etwas "wegzupfen" zu können.

Dazu brauchst Du absolut zuverlässige "Spielkompensationen" und weiter 
gar nichts!
Berechnen kannst Du die aber leider gar nicht.
Sondern nur rein mechanisch sicherstellen.

Grüße

Autor: Zitronen F. (jetztnicht)
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> Leider kann ich das System nicht messen, da ich es im Augenblick
konstruiere und vorher berechnen muss wie gut die Positioniergenauigkeit
sein wird.


Das ist etwas wenig... vergiss es, das wird so nichts. Bau's dir mal so, 
dann spiel damit und ueberleg dir wie man's rechnen koennte.

Autor: Bernd F. (metallfunk)
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Jaja schrieb im Beitrag #5841842:

> Oder laß dir mal ein Foto 'dieses Systems', soweit bisher vorhanden,
> hochladen!
> Oder wenn du hochintelligent bist, fertige mal eine Skizze davon an.

Da sind wir wieder (Die alte Garde).
Wir hätten lieber die Zeichnung, als tausend Worte.

Grüße Bernd

Autor: Bernd F. (metallfunk)
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Angehängte Dateien:

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Nur mal als Beispiel: Bender-Isolationsmessung

Hier waren 3 Firmen beteiligt. Es gab Zeichnungen als
Pdf und DWG. Jede Firma hat das auf Machbarkeit überprüft
und ihr Bestes gegeben. (Ich war auch mit dabei).

Das Endergebnis ist toll geworden.

Die Zeichnung ist deutlich mehr wert, als 10 Seiten Text.


Grüße Bernd

Autor: Karl (Gast)
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Eben. Ohne groben Entwurf und Skizze kann man garnix dazu sagen.
Welche Kräfte treten wo auf usw usw....

Die Genauigkeit ist mit Sicherheit nicht nur vom Spiel irgendwelcher 
Komponenten abhängig wie einige hier behaupten.

Autor: Bernd F. (metallfunk)
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Nur mal als Beispiel:

Meine Drehbank wiegt 1,5 Tonnen.
Wenn ich da eine Welle einspanne und die Messuhr anbaue,
(1/1000 mm Anzeige) und dann nur leicht (200 N ) gegen
die Maschine drücke,(egal ob an dem einen oder anderen Ende)
zuckt die Nadel um 2-3 Striche.

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
Autor: L. H. (holzkopf)
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Karl schrieb:
> Die Genauigkeit ist mit Sicherheit nicht nur vom Spiel irgendwelcher
> Komponenten abhängig wie einige hier behaupten.

Ja, natürlich kann das gar nicht anders sein:
Genauigkeiten hängen nur davon ab, inwieweit man Spiel(e)
"wegdrücken"/gegen Null gehend kompensieren kann.

Bernd F. schrieb:
> Meine Drehbank wiegt 1,5 Tonnen.
> Wenn ich da eine Welle einspanne und die Messuhr anbaue,
> (1/1000 mm Anzeige) und dann nur leicht (200 N ) gegen
> die Maschine drücke,(egal ob an dem einen oder anderen Ende)
> zuckt die Nadel um 2-3 Striche.

Kann ich nur bestätigen:
Habe neben Drehmaschinen auch Rund-Schleifmaschinen, deren 
(mechanische)Zustellung 0,001mm genau ist.

Drücke ich aber nach (mindestens 15min) "warmgelaufener" Schleifmaschine
an die Hauptspindel (im Stillstand von ihr) hin, zuckt die (0,001mm) 
Nadel auch um ca. 2 Striche.

Bei Rotation der Hauptspindel wird sich in ihren (ausgefuchsten) 
Gleitlagern dieses Spiel sicherlich (sich minimierend) verändern.
Messen kann ich das aber gar nicht.

Sondern nur indirekt am Schleif-Ergebnis messen.
Wobei dieses auch alleine schon durch "Ausfeuern" der Schleifscheibe 
verändert werden kann.

Was ich damit insgesamt sagen will:
Es gehört viel Erfahrung dazu, mit einer (angeblich) "genauen" Maschine 
auch genaue Ergebnisse erzeugen zu können.

Nichts ist schlimmer, als sich im "Genauigkeits-Wahn" darauf zu 
verlassen, daß Genauigkeit jemals berechenbar wäre! :)

Grüße

Autor: Karl (Gast)
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L. H. schrieb:
>> Die Genauigkeit ist mit Sicherheit nicht nur vom Spiel irgendwelcher
>> Komponenten abhängig wie einige hier behaupten.
>
> Ja, natürlich kann das gar nicht anders sein:
> Genauigkeiten hängen nur davon ab, inwieweit man Spiel(e)
> "wegdrücken"/gegen Null gehend kompensieren kann.

Wie willst du denn Temperaturausdehnungen wegdrücken?

Oder den Einfluss von sich verformenden Teilen? Wenn ich ein Werkzeug 
(z.B. Fräser) zustelle und die Hauptspindel verformt sich... Dann ist 
das sicher keine Ungenauigkeit wegen Spiel.

Oder Ungenauigkeiten die sich aus geometrischen Unzulänglichkeiten 
ergeben?
z.B. ungleichmässige Steigung von Gewinden? Das hat doch alles mit Spiel 
nix zu tun oder?

Autor: Bernd F. (metallfunk)
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Es gibt auch ein völlig anderen Weg zu hoher Genauigkeit.

Das macht man bei jeder modernen CNC-Maschine.

Es wird z.B. auf der CNC-Drehbank eine lange Welle gedreht.
Dann wir das Ergebnis vermessen und alle Abweichungen
werden in den Daten erfasst und kompensiert.

Das nächste Exemplar wird perfekt.

Da spielen gewisse Ungenauigkeiten der Maschine kaum noch
eine Rolle.

Eventuell wäre das ein Ansatz für den Poster.
Wirklich genau wird sein Konstrukt nie, aber.....

Eine Voraussetzung ist natürlich eine steife und spielfrei
Konstruktion, die auch reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd F. (metallfunk)
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Der Trick ist, nicht auf irgendwelche angebauten
Anzeigesystem vertrauen, sondern das Ende zu messen
und dann die Parameter zu verändern.

Damit lässt sich mit einer relativ ungenauen Maschine
was Genaues herstellen.

( Alter Spruch: Jede neue Maschine wurde auf einer Gebrauchten
hergestellt).

Grüße Bernd

Autor: Karl (Gast)
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Da der ThreadStarter viel zu wenig Informationen liefert kann man ihm 
auch nicht helfen...

Weder sagt er genaues über seinen Aufbau noch über die wirkenden kräfte, 
noch über die Umgebungsbedingungen, noch über die anforderungen.

Autor: Bernd F. (metallfunk)
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Karl schrieb:
> Da der ThreadStarter viel zu wenig Informationen liefert kann man ihm
> auch nicht helfen...
>
> Weder sagt er genaues über seinen Aufbau noch über die wirkenden kräfte,
> noch über die Umgebungsbedingungen, noch über die anforderungen.

Eigentlich schade, das kompetente Fachwissen in diesem Forum
hätte ihm bestimmt weiterhelfen können.

Grüße Bernd

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