Ritzhärteprüfmaschine

[BenKraus]

Hallo RoboterNETZ User,

ich bin neu im Forum.
Bitte verzeit mir Rookie Fehler im Umgang mit dem Forum.

Mal was über mich.
Bin 26 Jahre alt,
befinde mich derzeit am Ende meines Maschinenbau/Mechatronik Studiums.
Durch meine Arbeit an der Hochschule bin ich an ein tolles Projekt gekommen, um das sich auch meine Fragen drehen.


Wie im Titel schon zu lesen ist geht es um die Ritzhärtprüfmaschine.
Diese ist schon über 15 Jahre alt, mit Schrittmotoren an den 3 Achsen bestückt. Die Z Achse ist noch mit einer Kraftmesszelle ausgestattet. Leistungselektronik mit Messwerterfassung, einem etwas in die Jahre gekommenem, PC mit einem alten Dos Programm. Über das die Messwerterfassung läuft sowie die Steuerung der Achsen.

Meine Aufgabe bei diesem Projekt ist die Erneuerung der Steuerung.
Das heißt Leistungselektronik und Mechanik sollen erhalten beleiben.
PC, Interface, Kopplerplatine und Programm usw. erneuert.

Nun zu meinen Fragen.

Welche Bausteine Benötigt man um sicher die Leistungstreiber der Achsen, vom PC aus, anzusteuern und die Messwerte Auf dem PC Grafisch darzustellen?


Kopplerplatine bestückt mit opto 22 ODC5 (Halbleiterrelais) und einem Klemmbrett von dem ein für mich unbekannter Stecker zur Leistungselektronik geht. Gibt es bessere Alternativen?
Wie zum bespiel das compuLAB? Hat damit schon mal jemand Erfahrungen gesammelt?

Danke euch schon mal für die Antworten.
Und Hoffe euch nicht zu Langweilen

Grüße

[HannoHupmann]

Sinnvoll wäre eine "moderene" steuerung aufzubauen. Was, hängt vom Budget ab. Entweder mit eine I/O Interface karte (was ziemlich einfach ist mit ein bischen ICs) alternativ über RS232 mit nem µC oder noch besser mit nem USB Converter.

Leider gibt es sehr viele Lösungen und es wird ne ganze Menge Elektronik benötigen.

[BenKraus]

Hi Hanno,

danke für den Tipp.
Mach mich mal über solch eine I/O Interface karte schlau.

Das mit der Menge der Elektronik ist denke ich kein Problem. Und über ein Budget wird morgen verhandelt.

Wäre Schön wenn du mir Alternativer über Mögliche Arten der Steuerung Geben könntest.
Spielt die Ausstattung des neuen PC eine Rolle?
Oder Kann ich da auf ein X beliebigen PC mit einem X Beliebigen Betriebssystem zurückgreifen?

[HannoHupmann]

Ich würde ein Windows System nehmen, die meisten I/O Karten sind damit kompatibel. Ausstattung ist egal, da tut es das billigeste vom billigsten und das ist noch zuviel. Ansonsten würde sich vielleicht ein embedded Linux Board lohnen, aber damit musst du dich auskennen.

[BenKraus]

Wie sieht das mit der Kompatibilität der I/O Karte mit den total veralteten Treiberkarten für die Schrittmotoren aus?
Gibt es da eventuell Schwierigkeiten?

Hat Jemand einen Tipp für eine gute I/O Karte zum Steuern und Messen?
Das Netz ist überflutet mit einer Riesen Auswahl. Und ich finde mich nicht wirklich zurecht.

@ Hanno,

dank dir für die Tipps.
Mit Linux hatte ich bisher leider nichts zutun.

Gruß

[Besserwessi]

Wie ist denn die alte Steuerung mit dem PC verbunden ?
Davon hängt ab was man als IO Karte braucht. Für die Karftmesszelle braucht man noch einen Weg ein analoges Signal einzulesen. Das kann eine extra AD karte sein, ein externer AD wandler (ggf. noch der alte) oder wenn es ein muß ggf. eine Bastellösung an der Soundkarte. Da müßte man überlegen was vom alten System übernommen werden kann / soll.


Bei der IO Karte muß man vor allem auf die Unterstützung durch den verwendeten Compiler achten. Beim Interface zu den Schrittmotoren ist eigentlich nur die Frage ob man direkt TTL Pegel braucht, oder Optokoppler. Bei einer internen Karte sollte die Gschwindigkeit allemal ausreichen, bei einer externen USB Lösung könnte es knapper werden, wegen der Reaktionszeit.


Beim PC nichts zu schnelles / neues nehmen und auf den richtigen Bus zur IO Karte achten.

[s.frings]

Kennst Du die USB und Ethernet I/O Module von chip45? Falls nicht, schau sie Dir mal an.

[BenKraus]

@ Besserwessi,

danke für die Tipps.
Kann eine I/O Interface Karte das Analoges Signal der Kraftmesszelle nicht digitalisieren?
Wenn ich morgen in der Hochschule bin poste ich mal den Aufbau der alte Steuerung.

[BenKraus]

Hi,

@Besserwessi


Es handelt sich um das Analog Output Board ACAO-12-2 von IOtech,
in verbindung mit dem Terminal Panel T31. Vom Panel aus gehts zu den Leistungstreibern der Schrittmotoren!

Frage:
könnte ich diese Steuerung durch z.B.
diese PCI Karte ersetzen?

http://www.plug-in.de/produkte/messen-steuern/?user_produkte[PATTR]=HPG_1-UPG1_86-UPG2_2-UPG3_44&user_produkte[PR]=340&cHash=4562292f5c

[Osser]

Hi BenKraus,


ich finde 12Bit A/D etwas schwach/ungenau für eine Messeinrichtung!

Einen 16Bit A/D must Du der Maschine schon mindestens spendieren, etwa die Karte APC330 (http://www.systerra.de/inhalt.php?seite=50&pfad=1_5_154_50&inhalt=2712) für PCI Bus. Mit 8 µS Conversion time ist die auch schon ganz flott.

Die Karte die Du angibst hat ja auch bis zu 20 Bit Auflösung was ich so schnell sehen konnte.

Die Schrittmotoren sind an die T31 Karte angeschlossen?
Welche Signale gehen an die Leistungstreiber der Schrittmotoren?
- Takt- und Richtungssignale
- Analoge Geschwindigkeitsvorgabe
- ...

Hier noch ein Link für interessierte zum bisherigen ACAO-12-2 den Du vergessen hast zu posten.
DynaRes ACAO-12-2 (http://www.datasheetarchive.com/pdf/Datasheet-049/DSA00101692.pdf)


Gruss,

O.

[s.frings]

20 Bit ADC? In dieser Ligra kann ich nicht mitspielen. Mehr als 10 Bit habe ich bisher noch nie benutzt, außer beim Aufnehmen von Musik mit der Soundkarte :-)

[BenKraus]

Hi O,

die t31 ist mit den Leistungstreibern verbunden, mein Fehler!
Auf der t31 befinden sich Halbleitetrelais die nachträglich aufgelötet wurden.

@ alle die das lesen und mir Helfen wollen

Frage:
Benötige ich bei der neuen PCI Karte auch einen Optokoppler zwischen Leistungselektronik und Pci karten Interface? die meisten neuen karten sind doch schon geschützt!? Oder lieg ich da Falsch.


Was sagt Ihr zu diesem Karten Anbieter?

http://www.pci-card.com/msr-pci.html

Sagt mal was Ihr in meinem Speziellen Fall für Karten bevorzugen würdet.
Ich brauch einen Lösungsansatz.
Ihr würdet mir einen Riesen Gefallen tun

Grüße

[BenKraus]

Guten Morgen,

was haltet Ihr hier von:

http://www.plug-in.de/produkte/messen-steuern/?user_produkte[PATTR]=HPG_1-UPG1_86-UPG2_177-UPG3_45&user_produkte[PR]=1091&cHash=b472ce939a

[Besserwessi]

Die Karten sind bis zu einem gewissen maß geschütz. Trotzdem könnte es sinnvoll sein noch Optokopler zu nemhen. Damit ließen sich ggf. Masseschleifen und HF Störungen vom PC vermeiden. Ob es nötig ist, kann man schwer im vorraus sagen. Weil beim alten Aufbau wohl schon so eine Art Optokopplergenutz wurden könnte es gut sein das es zumindest damals Probleme gab.

Nach den Daten der alten Karte zu urteilen wird keine wirklich schnelle Wandlung gebraucht, und 16 Bits sollten auch ausreichen, eventuell sogar weniger.
Bei der Motoransteuerung ist noch nicht klar wieviele Leitungen Wirklich gebraucht werden. Im Prinzip sollten 2 Leitungen je Motor reichen, es gibt aber auch Treiber die 4 brauchen.

[BenKraus]

@ Besserwessi,

dank dir!
Die Treiber der Schrittmotoren werden jeweils über 2 Leitungen angesteuert.
Und zweileitungen für die messzelle laufen auch noch vom T31 panel zur Elektronik der Maschine.

[Osser]

Hi BenKraus,


meine Frage war eigentlich nicht wieviele Drähte es sind, sondern was der Signaltyp ist.
Wenn rechteckige Signale auf den Leitungen
==> Takt- und Richtungssignal
Wenn stetige Signale auf den Leitungen
==> analoger Vorsteuerwert
Whatever, ich vermute ersteres, also Takt- und Richtungssignal.

Meiner Bemerkung zur 12 Bit A/B Wandlung liegt auch zu Grunde, dass bei einer Abweichung der maximalen Ausgangsamplitude der Messdose zu dem Spannungsbereich des A/B Wandlers eine Verschlechterung der Genauigkeit entsteht. Die diskreten Spannungswerte der A/B Wandlung sind ja in Bezug auf die Referenzspannung angegeben.

Auf Deutsch für 16 Bit A/B:
Referenzspannung 5V
Diskrete Werte maximal 2^16==65536
messbarer Spannungsschritt 5V/65535 = 7,6e-5 V
Sicher messbarer Spannungsschritt 7,6e-5 V * 10 = 7,6e-4 V = 0,00076V

Angenommen die Messdose hat einen Vorverstärker der das Ausgangssignal auf typisch 2V verstärkt, können mit obigem Wandler maximal ~2631 Werte aufgenommen werden (2V / 7,6e-4 V).

Bei 12 Bit wären es hier nur 5V/4096 * 10 = 1.2e-2
==> ~163 (2V / 1.2e-2 V)

Das sind dann im Verhältnis gerade mal 6,1%!!

Gruss,

O.