Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Projekt Maschine mit Messuhr zur Messung von Oberflächen
Hallo, dies ist mein erster Beitrag hier im Forum. Ich hoffe schonmal, dass ich in diesem Forum richtig bin.
Grund für meine Anmeldung hier ist ein ehrgeiziges Projekt, das ich mir als Neuling, was die Steuerung und Programmierung von Komponenten und den Bau in den Kopf gesetzt habe.
Folgendes soll entstehen: Ich möchte eine Maschine (mögl. akkubetrieben) konstruieren, welche die Ebenheit von Kunststoffplatten misst und auswertet.
Die Kunststoffplatten sind alle einen Meter breit und etwa fünf Meter lang. Es geht hier um Unebenheiten/Vertiefungen/Erhöhungen im hundertstel mm bis Millimeter Bereich.
Ich hätte mir nun vorgestellt eine digitale Messuhr auf einer Lineareinheit zu montieren, welche die Messuhr über die Platte führt. Die Messuhr soll mit einem Raspberry oder Arduino (oder was anderes?) zusammenarbeiten und die Daten an das Board senden. Dort sollen sie dann weiterverarbeitet werden (wenn möglich per WLAN gleich auf einen mysql Server). Die entsprechende Software zur Steuerung der Messuhr, Messungen, Lineareinheit möchte ich selbst entwerfen (Ich habe etwas Erfahrung mit PHP und Mysql, in Python würde ich mich dann intensiv einlesen)
Zusätzlich soll die Maschine auf der Platte beweglich sein, sprich über die Kunststoffplatte zu den Messpunkten fahren (als Messuhr fährt rechts links und Maschine an sich fährt vorwärts und rückwärts auf bestimmte Positionen). Die Messpunkte sind immer an den gleichen Stellen.
So das waren erstmal meine Wünsche ;-)
Ich möchte mich zu Anfang auf das Eigentliche konzentrieren und zwar die Messung mit Datenspeicherung, Verarbeitung.
1. welche Messuhr würde sich für meinen Zweck eignen um Daten mit eigener Software auszulesen und die Messuhr anzusteuern, ohne sie manuell bedienen zu müssen? (Ich kann dem Gerät ja nicht ständig hinterherlaufen)
2. welche Hardware ist zur Datenerfassung, Datenverarbeitung und Steuerung einer solchen Maschine am besten geeignet?
So, das war erstmal ganz schön viel fürs erste. Ich hoffe, ihr könnt mir hier weiterhelfen und mich ermutigen ein solches Projekt anzugehen.
Joe
Peter(TOO)
22.04.2016, 20:46
Hallo Joe,
Du fängst da am falschen Ende an, die Messuhr alleine hilft dir gar nichts, du brauchst als erstes eine Referenzfläche!
Du brauchst eine Konstruktion , welche sich auf 5m Länge weniger als 1/100mm durchbiegt. Du kannst nicht genauer messen, als die Durchbiegung der Referenz.
Mechanisch brauchst du also einen massiven Messtisch und einen XY Antrieb, welcher genauer als ein 1/100mm ist.
Wieso das Akku-Betrieben sein soll, weiss ich nicht wirklich. Das ganze wird so schwer werden, dass es nicht portabel sein wird. Zudem muss man das Ganze nach dem Aufstellen erst mal ausrichten, sonst schaffst du die Genauigkeit nicht.
Bei 5m hast du schon Probleme mit der Längenausdehnung durch die Temperatur.
Also als erstes musst du die Mechanik hinbekommen, dann kannst du über Messuhren nachdenken.
Möglich wäre vielleicht auch noch die Referenzfläche mit einem Strich-Laser zu erzeugen, die Höhe würde man dann optisch messen.
Man könnte z.B. einen rotierenden Laser in die Mitte der Platte stellen, die mögliche Genauigkeit hängt dann aber vor allem von den Lagern ab.
Dann könnet man mit einem kleinen Roboter auf der Platte rumfahren und die höhe des Lasers messen.
Praktisch wird die Referenzfläche aber nicht parallel zur Platte sein, aber das kann man dann aus den Messwerten rausrechnen.
MfG Peter(TOO)
Hi Peter,
da habe ich mich wohl unverständlich ausgedrückt. Die Maschine soll relativ klein und leicht werden. Im Grunde genommen soll es eine fahrbare Schiene (1 Meter lang) sein, welche lediglich die Lineareinheit mit Messuhr, die Steuerung und den Antrieb trägt und diese über einen Antriebsmechanismus über die Platte fährt. Die Schiene soll vordefiniert einfach über die Platte fahren, an vordefinierten Stellen anhalten und dann soll die Messuhr nach links oder recht über die Platte fahren und quer einige Messungen durchführen und dann weiter bis zum Plattenende. Die hunderstel mm werden hier wohl nicht einzuhalten sein, es soll halt so genau wie möglich mit herkömmlichen Mitteln sein. Im Konkreten geht es hier um mögliche Toleranzen in der Ebenheit von mehr als einem mm, da sollten zehntel ausreichen. Ist das möglich?
Das mit dem Akkubetrieb wäre halt ein nettes Feature.
Joe
- - - Aktualisiert - - -
OK, nochmal zur Verdeutlichung meines Vorhabens.
Meine aktuelle Messmethode besteht aus einer Aluschiene an der eine analoge Messuhr verschiebbar befestigt ist. Ich lege die Schiene quer auf die Kunststoffplatte und verschiebe per Hand die Messuhr an ein paar vordefinierte Stellen quer auf der Platte und notiere mir die Messwerte auf einem Zettel. Das mach ich alle 20, 30 cm bis ich am Ende der Platte bin. Nach hundertmal Bücken bin ich dann auch am Ende ;-)
Ich glaube, dass eine relativ einfache Maschine auch nicht ungenauer ist, als ich mit der Hand.
Joe
oberallgeier
22.04.2016, 21:56
.. Es geht hier um Unebenheiten/Vertiefungen/Erhöhungen im hundertstel mm bis Millimeter Bereich ..Hallo Joe,
willkommen im Forum. So ungefähr ist mir Deine Aufgabenstellung wohl klar. Unklar ist mir und wohl auch meinem Vorredner, woher Du die Sicherheit nimmst, dass die "andere" Seite der Platte eben ist und zwar ".. im hundertstel mm bis Millimeter Bereich ..". Die Unterseite kann ja bei Deinem Messverfahren theoretisch total uneben und pickelig sein, wenn die resultierenden Auflagen auf der Unterseite wenigstens so eng liegen, dass kein Verformen der Oberseite im geforderten Genauigkeitsbereich entsteht (Durchhang oder Aufwölbung). Dann könntest Du bei unebener Unterseite immer noch eine total ebene Oberfläche messen. Könntest Du bitte mal diese Ungereimtheit aufklären ?
Die Platten sind auf ihrem Untergrund fest verbunden. Mich interessieren eben genau diese Durchhänge und Wölbungen, die durch die Befestigung der Platten und mögliche Veränderungen des Unterbaus entstanden sind.
Ich weiß, dass diese Messmethode wie beschrieben nicht sehr genau ist. Allein durch das Verfahren meiner "Aluschiene auf Rädern" hebt oder senkt sich ja die gesamte Maschine und das wirkt sich auf die restlichen Messungen aus. Mir fällt aber nichts Besseres dazu ein.
Joe
Peter(TOO)
22.04.2016, 22:42
Hallo Joe,
Schau dich mal bei den Plottern und 3D-Druckern um. Da findest du jede Menge Selbstbauprojekte.
Dein Alu-Balken muss schon ein gewisses Gewicht haben, damit er durch die Vibrationen des Antriebs nicht rumrutscht.
Ich würde dann an jedem Ende je 2 Stahlfüsschen befestigen, mit welchen der Balken Punktförmig auf deiner Platte aufliegt.
Die Idee mit anheben, auf Rädern verschieben und wieder absenken ist nicht falsch. Braucht an jedem Ende 2 Räder, den Mechanismus zum anheben/Absenken und einen Antrieb.
Sind dann wohl total 5 Schrittmotoren für alles.
Die Messuhren gibt es auch elektronisch und manche haben auch einen Datenausgang.
z.B. so etwas: http://www.amazon.de/elektronische-Anzeige-Digitale-output-datalink-Daten-Ausgang/dp/B00OIQ0GYM
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter,
danke für die Info zur Messuhr. Ich bräuchte dazu aber auch das Protokoll der Daten, die die Messuhr liefert oder wie soll ich das mit der Steuerung der Uhr und dem Auslesen der Daten angehen? Da wären Erfahrungen von anderen Usern hilfreich, die sowas schonmal erfolgreich realisiert haben. So ein Kauf ins Blaue für 240 Euro ist mir zu riskant.
Und meine anfängliche Frage bzgl. des Boards oder der Boards mit denen ich mein Projekt realisieren kann. Was benutze ich zum Auslesen der Daten, was zur Steuerung der Maschine und was zur Verbeitung der Daten?
Joe
Peter(TOO)
23.04.2016, 05:12
Hallo Joe,
danke für die Info zur Messuhr. Ich bräuchte dazu aber auch das Protokoll der Daten, die die Messuhr liefert oder wie soll ich das mit der Steuerung der Uhr und dem Auslesen der Daten angehen?
Wenn du schon an diesem Punkt scheiterst, übernimmst du dich mit dem Projekt!
Ich habe einfach mal nach Messuhr elektronisch gegoogelt!
Da gibt es noch hunderte andere Modelle.
dann könnte man ja mal das Handbuch suchen.
und wenn da nix drin steht, den Hersteller anfragen.
Aber wenn du dies schon nicht hinbekommst, lass das Ganze!
MfG Peter(TOO)
Hallo,
bei teuren Messuhren sollte das Protokoll ordentlich dokumentiert sein. Ich habe mal Daten von einer Uhr der Firma Mahr eingelesen, das war nicht so kompliziert.
Aber wenn du dies schon nicht hinbekommst, lass das Ganze!
MfG Peter(TOO)
Ich bin da trotzdem zuversichtlich. Du kennst meinen Ehrgeiz nicht :mrgreen::mrgreen:
Das Projekt muss nicht nächste Woche fertig sein.
Joe
- - - Aktualisiert - - -
Hallo,
bei teuren Messuhren sollte das Protokoll ordentlich dokumentiert sein. Ich habe mal Daten von einer Uhr der Firma Mahr eingelesen, das war nicht so kompliziert.
Ich hatte auch bereits die Fa. Mahr ins Auge gefasst. Die bieten ja auch eine Funklösung an, was mir auch gefällt.
Nachdem du schreibst, dass du das schon mal gemacht hast, könntest du mir da ein paar Tipps geben?
Hast du direkt auf einen PC eingelesen oder auf ein Mikrokontrollerboard o. Ä.?
Joe
Ich hatte auch bereits die Fa. Mahr ins Auge gefasst. Die bieten ja auch eine Funklösung an, was mir auch gefällt.
Nachdem du schreibst, dass du das schon mal gemacht hast, könntest du mir da ein paar Tipps geben?
Hast du direkt auf einen PC eingelesen oder auf ein Mikrokontrollerboard o. Ä.?
An der Arbeit muss ich regelmäßig irgendwelche Geräte mit Schnittstellen einbinden, deshalb bringe ich da möglicherweise einiges durcheinander. Aber ich meine bei der Messuhr von Mahr war das so: Wir haben die Uhr gekauft und zusätzlich ein serielles Schnittstellenkabel für den PC. Bei dem Kabel war auch die Beschreibung des Protokolls dabei.
Aber im Prinzip ist das auch nicht viel anders als bei anderen Waagen, Multimetern usw. Wenn es sich um einem Markenhersteller handelt, kann man auch davon ausgehen, dass es da einen Support gibt, den man fragen kann.
Ein Raspi ist in diesem Falle auch nur eine Art PC. Die allermeisten USB zu Seriellwandler, die auf normalen Linux-PCs gehen, sollten da auch gehen. Damit kann man Messuhren/Sensoren mit serieller Schnittstelle anschliessen. Bei vielen Anschlüssen mit USB und oft auch bei Bluetooth, handelt es sich auch um virtuelle serielle Schnittstellen. Das geht dann von der Programmierung im wesentlichen genauso, wenn die Treiber funktionieren.
Es gibt übrigens auch "Messuhren ohne Uhr" also nur die Tastspitze. Da würde mir als erstes die Firma Keyence einfallen. Diese Taster gibt es auch mit Analogausgang. Allerdings wären die analogen Eingänge auf einem normalen Arduino dafür zu ungenau. Da müsste man schon einen besseren AD-Wandler über SPI oder I2C anbinden.
In der Industrie würde man deine Messaufgabe eventuell eher mit einem Lasermesssystem lösen. Da fallen mir auch wieder Keyence sowie Micro Epsilon ein. Da gibt es auch diverse Dinge mit Analog, Seriell, USB oder Ethernet.
i_make_it
23.04.2016, 10:08
Hallo, wie bewandert bist Du den in der Metrologie (die Wissenschaft vom Messen und ihre Anwendung).
Genauer in der Koordinatenmesstechnik. Denn daß ist das was Du machen möchtest.
Denn die Beschreibung deines bisherigen Vorgehens in Verbindung mit den Gegebenheiten des Werkstücks sagt das Du keine Ebenheit (Fläche) misst, sondern eine Reihe von Gradheitsmessungen (Strecke) die zu einander in keiner Relation stehen.
Die Aussagekraft zur Ebenheit ist also "Null".
Bei der Gradheit hängt die Aussagekraft davon ab welche Bedingung Deine Aluschine erfüllt.
Da die Gradheit der Schiene ja dein Referenzsystem ist, gilt hier, für eine vergleichbare und reproduzierbare Aussage, die DIN 874 (Toleranz der Ebenheit und Parallelität)
Deine Schiene ist fachlich richtig nämlich ein Messbalken oder Präzisionslineal.
Die Abweichungen und damit der kleinste messbare Abweichung deines Prüflings hängen ja von der Präzision deines Referenzsystems ab.
Bei einer Länge von 5 Meter hat die Güte DIN874/00 34µm Tolleranz. Damit ist eine Messung auf 0,01mm (ein Hundertstel) schon mal nicht realisierbar, da die aus dem Referenzsystem stammende Unsicherheit ja schon knapp 3,5 Hundertstel beträgt.
http://www.thome-praezision.de/deu/DIN874.html
Jetzt kommt noch das Problem hinzu, daß die Angaben für so einen Messbalken nur für den unbelasteten Zustand und für die Auflage an den markierten Auflagepunkten gilt (ist zumindest bei Montagelinealen so)
Verschiebst Du deinen Meßaufbau (die Messuhr) also entlang des Messbalkens und belastest diesen an verschiedenen Stellen mit der Masse der Messuhr, dann verändert sich die Durchbiegung und somit die Messunsicherheit.
Über den Daumen, sage ich mal alles unter 0,1mm folgt dem Grundsatz "wer misst, misst Mist".
Jetzt hast Du also einen Aufbau der die Gradheit einer Strecke, quer zur Längsseite des Prüflings misst.
Für die Ebenheit braucht man aber jetzt mehrere Messreihen, die alle untereinander auf ein gemeinsames Referenzsystem bezogen sind, sonst kann man sich das ganze nämlich auch sparen.
Da ja die Ebenheit des Prülings, der fest auf dem Untergrund befestigt ist, gemessen werden soll, geht also die Ebenheit des Bodens entscheident mit in das Messergebniss ein.
Der Boden scheidet also als Referenzsystem aus.
Man könnte jetzt an beiden Längsseiten des Prüflings zwei Messbalken aufstellen, die je an zwei Punkten aufliegen und für jede Messreihe den Abstand in der Höhe (Z-Achse) des 0,5m langen Messbalkens (Y-Achse) zu den beiden 5m langen Messbalken (X1-Achse und X2-Achse) messen.
Somit kann man jede Y-Messreihe in Bezug zu den X-Achsen setzen und erhält einen Datensatz der (Abzüglich der Ungenauigkeit der Referenzsysteme) eine Ebene bildet und innerhalb dieser Ebene die Formabweichung des Prüflings angibt.
Eine eventuelle räumliche Verdrehung des Referenzsystems zur Ebene des Prüflings kann man rausrechnen.
Für die Koordinatenmesstechnik gibt es induktive Präzisionsmesstaster auf Basis von Differentialtransformatoren.
Die können Messwege von üblich +-1/5mm (bis über 300mm) bei Auflösungen bis 0,0001mm (0,01mm ist deutlich günstiger).
Da dort im Gegensatz zu einer Messuhr keine Anzeige, keine Messgetriebe und kein Gehäuse vorhanden ist, sind die meist günstiger und meist leichter als eine Messuhr mit Datenausgang.
Das anheben des Tasters kann man über Vakuumrückzug durchführen.
Bsp. für Taster:
http://www.studenroth.com/de/laengenmesssysteme/anzeigeeinheiten_messtaster.php
http://www.ballbach-messzeuge.de/06/70/70_4.html
Übrigens hat so ein Präzissionslineal üblicherweise so 6 bis 10kg Gewicht je Meter Länge (Je Länger um so höher das Gewicht pro Meter).
Ein mobiler Leichtbau wäre mit Lasern anstelle Linealen möglich.
man hat dann den mechanischen Aufbau für für die Führung und Bewegung des Messwertaufnehmers und misst bei jeder Messposition die Höhenabweichung zum Laserstrahl der eine absolut grade Refferenz darstellt.
Drei Laser mit entsprechender Optik (um auf der Meßstrecke keine Strahldivergenz zu haben) plus die 3 entsprechend genauen Detektoren gehen allerdings ins Geld. Bei der Laserinterferometrie arbeitet man z.B. mit solchen Lasern und den entsprechenden Detektoren.
Da kann man z.B. mal bei Laser2000 oder Coherent schauen.
Peter(TOO)
23.04.2016, 10:37
Hallo Joe,
Im Konkreten geht es hier um mögliche Toleranzen in der Ebenheit von mehr als einem mm, da sollten zehntel ausreichen. Ist das möglich?
Um was genau geht es eigentlich?
Das Ganze scheint im Bereich QS angesiedelt zu sein.
Die Frage ist jetzt, WAS garantiert werden soll und ob die Welligkeit in mm wichtig ist oder der optische Eindruck?
Im letzteren Fall könnte man die Fläche fast waagrecht anleuchten und mit einer Kamera das entstehende Schattenbild aufnehmen. Je höher der "Hügel" um so länger ist der Schatten.
MfG Peter(TOO)
Jetzt kommt noch das Problem hinzu, daß die Angaben für so einen Messbalken nur für den unbelasteten Zustand und für die Auflage an den markierten Auflagepunkten gilt (ist zumindest bei Montagelinealen so)
Bei einer Lasermessung müsste das nicht unbedingt ein Problem sein. Man könnte die Messlineale auf die zu vermessende Fläche legen und hat damit "die Referenz im Bild". Die Positionierung des Scanners wäre dann unkritisch.
Auch müssten die Lineale dann keine 5m lang sein. Mir hat ein Sensorlieferant mal erklärt wie die Firma Liebherr ihre Kräne scant. Aus naheliegenden Gründen sind Lineale umd Messräume von Scannern deutlich kleiner als die zu vermessenden Teile. Man scant also nur (sich überlappende) Teile und setzt die dann am Computer wieder zusammen.
Über diese Erklärung bin ich passenderweise wieder beim Raspi angelangt. Bei solchen Verfahren kommt oft diese Software zum Einsatz
http://pointclouds.org/
Das läuft auch unter Debian, also wahrscheinlich auch auf dem Raspi. (Auch wenn ich da eher einen Rechner mit Core-i7 oder besser Xeon nehmen würde.)
- - - Aktualisiert - - -
Hallo Joe,
Im letzteren Fall könnte man die Fläche fast waagrecht anleuchten und mit einer Kamera das entstehende Schattenbild aufnehmen. Je höher der "Hügel" um so länger ist der Schatten.
Das ist im wesentlichen das Funktionsprinzip solcher Sensoren
https://www.sick.com/de/de/produktportfolio/vision/3d-vision/ranger/c/g138563
http://www.keyence.de/products/measure/laser-2d/index.jsp
http://www.micro-epsilon.de/laser-scanner/index.html
Hallo zusammen,
@i_make_it
Boah - das ist heftig :confused:
Das ganze ist relativ simpel. Ich muss die Oberfläche von Bowlingbahnen auf ihre Unebenheit messen. Hierzu gibt es eine offizielle Wasserwage aus Alu, welche so lang ist, wie die Bahn breit. Auf der Wasserwaage wird ein Schlitten mit einer Zeigermessuhr angebracht. Die Wasserwaage hat an ihren Enden zwei kleine Füße, damit sie nicht komplett aufliegt. Die Wasserwaage wird nun auf bestimmte Bereiche der Bahn gelegt. Der Schlitten wird auf eine Seite geschoben und die Uhr auf Null gestellt. Dann schiebt man die Messuhr per Hand in die Mitte der Bahn, notiert den Messwert (zB +10/1000"), schiebt weiter auf die andere Seite und notiert wieder.
Ich habe diese Messmethode nicht erfunden, sie ist so aus den USA vorgegeben. Die Wasserwaage und die Messuhr wird dort speziell für diese Anwendung mit dieser Anleitung zum Messen verkauft. Da die Zeigermessuhr 1/1000" anzeigt, gehe ich davon aus, dass die Uhr das auch anzeigt und misst.
Ich möchte diesen Vorgang einfach automatisieren und ein paar mehr Messpunkte einfügen. Wie genau diese Messungen sind, kann ich nicht sagenn. Aus den Messergebnissen wird dann eine Topografie erstellt, so dass man grafisch die Höhen und Tiefen der Bahn sehen kann.
Falls es interessiert: man kann das kurz auf diesem Youtube Video sehen https://www.youtube.com/watch?v=AJpp_BNCVb0 08:34-08:40
Joe
i_make_it
23.04.2016, 11:39
Auch müssten die Lineale dann keine 5m lang sein. Mir hat ein Sensorlieferant mal erklärt wie die Firma Liebherr ihre Kräne scant. Aus naheliegenden Gründen sind Lineale umd Messräume von Scannern deutlich kleiner als die zu vermessenden Teile. Man scant also nur, sich überlappende, Teile und setzt die dann am Computer wieder zusammen.
Leider sind das aber zwei paar Schuh.
Beim einen geht es um Allgemeintoleranzen nach DIN 7168, da ist beim Genauigkeitsgrad f(fein) beim Nennmaßbereich 4000-8000mm schon gar keine Toleranz mehr genormt und m (mittel) hat +-3mm.
In diesem Fall geht es um eine Form- und Lagetoleranz nach DIN 1101 mit engeren Toleranzen.
Ich habe auch schon 22m lange Werkstücke gefräst auf einer Maschine die 5m hatte. Da ist das Umspannen und Ausrichten das spannende.
Man sollte auch beim scannen mindestens 30% uberlappen um halbwegs genau zu bleiben.
Und das Lineal einfach auflegen, ist nicht besonders gut.
Da man dann undefinierte Auflagepunkte hat, kann es zu Kippungen und verdrehungen kommen, die man nur sehr schwer wieder rausrechnen kann.
Ich mußte schon Messungen im Bereich von 0,01 und genauer auf sonntags verlegen, da mir die Vibrationen von LKW die 40m entfernt vorbeifuhren die Ergebnisse verfälscht haben.
Messreihe 5 mal wiederholt und bei zu großer Range für den selben Messpunkt wurde die gesammte Messung als Ungültig angesehen (Abnahmemessung für den Kunden).
Wenn man eine 30m (X) Führung alle 100mm eine Messung auf Abweichung in Y, Z und Verdrehung der Führungsfläche misst (903 Messwerte) lernt man alles zu verfluchen. Von vorbeifahrenden LKW bis hin zur Sonne die hinter Wolken vorkommt und dazu führt das die letzte Messreihe durch Wärmeausdehnung schön wegläuft.
So ein Messprotokoll muß ja gut aussehen damit der Kunde dann auch im 8 Stelligen Bereich den überweist.
Peter(TOO)
23.04.2016, 11:44
Hallo Joe,
Die Wasserwaage hast du Unterschlagen :-)
MfG Peter(TOO)
i_make_it
23.04.2016, 11:51
Ich muss die Oberfläche von Bowlingbahnen auf ihre Unebenheit messen.
OK, Du willst also keine Ebenheit der Fläche messen, sondern nur ob die Bahn in Querrichtung im Wasser ist, damit die Kugel nicht auswandert. (Du darfst auch gerne die Rille die in die 1-3er Gasse führt übersehen !!!)
Damit ist die Wasserwage und somit die Parallelität zur Erdoberfläche dein Referenzsystem.
Bei 3 Messungen, könnte man natürlich auch 3 Taster nehmen die gleichzeitig arbeiten.
Aber vermutlich gibt es eine NBL Reglementierung dazu.
Das solltest Du auch vorher abklären bevor Du deine Automatisierungslösung umsetzt.
Wenn es um Tunierbahnen geht, kann es sein, daß der Messaufbau genau festgeschrieben ist und jede Änderung unzulässig ist.
An sonsten für den Schlitten ein Zahnriemenantrieb ähnlich wie bei einem 3D-Drucker und ein Mechanismus zum anheben des Tasters beim verfahren.
Hallo i_make_it,
Damit ist die Wasserwage und somit die Parallelität zur Erdoberfläche dein Referenzsystem.
ich glaube wir leben in unterschiedlichen Welten :mrgreen:
Ja Peter, die Wasserwaage mit der Bubble im Röhrchen wird mit dem Auge abgelesen ;) soviel zur Messgenauigkeit, aber das genügt um Grenzwerte festzustellen.
Also nochmal, ich möchte nichts Weiteres, als diese "Aluschiene" zu automatisieren, um mir die ständige Bückerei und Notiererei zu sparen.:p
Joe
Hallo zusammen,
Ich möchte diesen Vorgang einfach automatisieren und ein paar mehr Messpunkte einfügen.
Schön, das macht das Problem doch schon etwas übersichtlicher.
Was mir da spontan einfällt: Es gibt sowohl für die Messuhren als auch für die Messtaster verschiedene Spitzen. Statt einer Bleistiftform könnten man eine Spitze mit so einer kleinen Rolle dran verwenden. Dann muss man die Uhr gar nicht immer neu ansetzen, sondern könnte sie an einer Führung über die Bahn ziehen.
Dann würde sich das auf das Aufnehmen eines Analogsignals (wenn man einen entsprechenden Messtaster verwendet) und die Steuerung eines Motors reduzieren. Dafür könnte im Prinzip ein Mikrocontroller reichen, mit den erwähnten Einschränkungen bei der Genauigkeit des Einlesens des Analogsignals.
Man könnte auch ganz auf einen Motor verzichten und statt dessen einen Encoder benutzen und die Führung von Hand schieben. Immer wenn der Encoder meldet, dass man eine bestimmte Distanz zurückgelegt hat, speichert man das Analogsignal.
oberallgeier
23.04.2016, 11:57
.. Für die Koordinatenmesstechnik gibt es induktive Präzisionsmesstaster auf Basis von Differentialtransformatoren ..Sorry dass ich (pingelig) ergänze: die induktiven Taster mögen Kunststoffe nicht wirklich (TO: ".. welche die Ebenheit von Kunststoffplatten misst und auswertet .."). Als ebenso überflüssiger, gut bekanter Hinweis : bei der Abtastung von metallischen Oberflächen geht u.a. die Homogenität bzw. Inhomogenität des metallischen Körpers in die Messsicherheit ein. Das müssen nicht mal Lunker sein. Wir hatten mal bei ner sehr genauen induktiven Rundlaufmessung (berührungslos wegen hoher Drehzahl) erhebliche Fehler festgestellt. Aber der Runout war nur eine nicht mehr kleinräumige Gefügeänderung, mechanisch war der nicht da . . .
OK, Du willst also keine Ebenheit der Fläche messen, sondern nur ob die Bahn in Querrichtung im Wasser ist, damit die Kugel nicht auswandert.
Aber vermutlich gibt es eine NBL Reglementierung dazu.
Das solltest Du auch vorher abklären bevor Du deine Automatisierungslösung umsetzt.
Was ist NBL? Für die Reglementierungen in D bin ich zuständig, darum kümmere ich mich auch um solche Dinge, wie so ein Maschinchen.
Nein ich möchte die Höhen und Tiefen der Kunststoffplatte messen und nicht ob sie im Wasser ist oder nicht.
Joe
- - - Aktualisiert - - -
Was mir da spontan einfällt: Es gibt sowohl für die Messuhren als auch für die Messtaster verschiedene Spitzen. Statt einer Bleistiftform könnten man eine Spitze mit so einer kleinen Rolle dran verwenden. Dann muss man die Uhr gar nicht immer neu ansetzen, sondern könnte sie an einer Führung über die Bahn ziehen.
Das hatte ich zur Vereinfachung des Ganzen auch im Sinn
Man könnte auch ganz auf einen Motor verzichten und statt dessen einen Encoder benutzen und die Führung von Hand schieben.
Auf gar keinen Fall, dann muss ich mich wieder Bücken ;-)
Joe
i_make_it
23.04.2016, 12:13
NBL = National Bowling League.
Habe aber eben nachgeschaut, die Vorgaben für "Center Certification and Lane Inspections" werden vom USBC (United States Bowling Congress) erlassen.
Hier noch mal ein anderer Hersteller
So einen Taster
http://www.heidenhain.de/de_DE/produkte-und-anwendungen/messtaster/
an so etwas montieren (oder, wenn die Taster keine serielle Schnittstelle haben, einen anderen oder eine Messuhr)
http://www.heidenhain.de/de_DE/produkte-und-anwendungen/laengenmessgeraete/
Dann braucht man nur noch einen Antrieb, der den Taster immer ein Stückchen weiterzieht.
Gut, billiger als das Glaslineal wäre so ein Jojo
http://www.micro-epsilon.de/displacement-position-sensors/draw-wire-sensor/index.html
Wäre aber wieder analog ...
Habe aber eben nachgeschaut, die Vorgaben für "Center Certification and Lane Inspections" werden vom USBC (United States Bowling Congress) erlassen.
Stimmt.
Welches Protokoll der Messuhren kann man am unkompliziertesten weiterverarbeiten. Ich hab da gesehen, dass es verschiedene gibt, also Digimatic, Proximity usw.?
Ist es empfehlenswert das Lesen der Daten über eine RS232 Schnittstelle oder über USB zu bewerkstelligen? Es gibt da ja unterschiedliche Anschlusskabel.
Joe
- - - Aktualisiert - - -
Gut, billiger als das Glaslineal wäre so ein Jojo
http://www.micro-epsilon.de/displacement-position-sensors/draw-wire-sensor/index.html
Wäre aber wieder analog ...
Ja was es alles gibt ...
Stimmt.
Ist es empfehlenswert das Lesen der Daten über eine RS232 Schnittstelle oder über USB zu bewerkstelligen?
Wie schon weiter oben geschrieben, sind bei vielen dieser Geräte die USB-Kabel einfach zusätzliche seriell zu USB Wandler. Die erscheinen am Computer auch als serielle Schnittstellen. Wenn sie das nicht tun, z.B. bei den schnelleren Lasersensoren, laufen sie wahrscheinlich nicht auf dem Raspi, weil es sie entweder nur mit Windowstreibern und wenn für Linux, dann nicht für ARM gibt.
Die Namen der Protokolle sagen mir nichts. Einfach vor dem Kauf die Anleitung anschauen.
i_make_it
23.04.2016, 12:47
Für dier Erfassung der Bahntopologie in Bezug auf Wasserwagen, benötigst Du 2 Elekronische Wasserwagen einen Taster (ggf. mit Rollspitze) und 3 (ohne Rollspitze 4) Motoren.
Baue ein "T".
"T"
"=Antriebsrad mit Spurkranz links und rechts an den Rändern der Bahn.
T= zwei Biegesteife Schenkel die fest verbunden sind.
Genau an der Stoßstelle sitzt eine elektronische Wasserwaage die die Laage in Querrichtung zur Bahn misst.
In der Mitte des Stiels sitzt eine elektronische Wasserwaage die die Laage in Längsrichtung der Bahn misst.
Beide Wasserwaagen müssen zu Beginn auf Umschlag kalibiriert werden, damit die Genaue Nulllage eigestellt wird.
Die Vorrichtung wird auf dem Anlauf plaziert, so das die beiden Antriebsräder am Anfang der Rinne auf der Bahn stehen.
Dann wird eine Messreihe Quer zur Bahn aufgenommen und es erfolgt ein Vorschub in Längsrichtung. Zyklus wiederholt sich bis die Bahn komplett vermessen ist.
Die Wasserwaagen ermitteln die Abweichung der Ebenheit zum "Wasser" in Längsrichtung der Bahn in der Mitte und quer zur Bahn an den Rändern.
Da die Abweichung von der Ebenheit zur Querrichtung per Taster gemessen wird, kann man die Längsabweichung zwichen Wasserwaage und Tasterwert später verrechnen um die reale Abweichung zu erhalten.
Einer Verbesserung erhält man wenn man den Aufbau H-förmig macht und die Bahn aus beiden Richtungen einmal vermisst.
So denke ich, würde die Messung schon erheblich über dem Level der Handvermessung liegen. Macht die Sache aber auch komplizierter.
Danke für deinen ausführlichen Gedankenanstoß.
Ich recherchier jetzt erstmal zu digitalen Messuhren/Messtastern und Wasserwaagen mit anständiger Dokumentation.
Joe
Peter(TOO)
23.04.2016, 14:07
Hallo Joe,
So denke ich, würde die Messung schon erheblich über dem Level der Handvermessung liegen. Macht die Sache aber auch komplizierter.
Danke für deinen ausführlichen Gedankenanstoß.
Ich recherchier jetzt erstmal zu digitalen Messuhren/Messtastern und Wasserwaagen mit anständiger Dokumentation.
Das einfachste wäre so einen Ami-Balken zu kaufen, die Messuhr mit einem elektronischen Taster zu ersetzen und einen Antrieb für den Schlitten dran zu bauen (Zahnriemen, Schrittmotor und Endschalter).
So einen Wasserwaage-Chip hat es heute in jedem Smartphone. Die werden meistens über I2C angesteuert und Software für RasPi und Arduino findet sich zu Hauf im Netz.
Dann kannst du fürs erste schon mal messen und musst dich nur noch zum verschieben des Messbalkens bücken.
Als nächstes kannst du dann den Antrieb bauen, damit sich das Ding selbständig über die Platte bewegen kann.
So wie ich das sehe muss der Robi dann in Querrichtung fahren und sich um die senkrechte Mittelachse drehen können. Das grösste Problem dabei ist dann, dass er in der Spur bleibt und weiss wo er ist.
Das findest du dann aber alles bei den Robotern.
MfG Peter(TOO)
Hi Peter, den Ami-Balken mit Messuhr habe ich. Da ist nichts besonderes dran. Ich glaube, dass eine schöne Lineareinheit mit Schlitten für die Messuhr wesentlich leichtgängiger und genauer arbeitet. Der Balken mit Messuhr kostet übrigens 1000 USD zzgl. Mwst und Zoll ](*,) dafür kann man auch was gescheites bauen.
Joe
i_make_it
23.04.2016, 20:23
Sorry dass ich (pingelig) ergänze: die induktiven Taster mögen Kunststoffe nicht wirklich (TO: ".. welche die Ebenheit von Kunststoffplatten misst und auswertet .."). Als ebenso überflüssiger, gut bekanter Hinweis : bei der Abtastung von metallischen Oberflächen geht u.a. die Homogenität bzw. Inhomogenität des metallischen Körpers in die Messsicherheit ein. Das müssen nicht mal Lunker sein. Wir hatten mal bei ner sehr genauen induktiven Rundlaufmessung (berührungslos wegen hoher Drehzahl) erhebliche Fehler festgestellt. Aber der Runout war nur eine nicht mehr kleinräumige Gefügeänderung, mechanisch war der nicht da . . .
Diesen Tastern ist der Werkstoff wurst. da kommen die ganz normalen Meßspitzen drann die man auch an Messuhren anschraubt. Auch lassen sich Die Messkraftfedern wechseln, so das man die üblichen Messkräfte von 1N bis 4N wie bei Feintastern und Messuhren wählen kann. Der Messwertaufnehmer im inneren ist ein Differenztransformator, dessen Tauchkern der Messfühler ist. Wenn man die Phrase "induktive Präzisions Messtaster auf Basis von Differential Transformatoren" bei Google eingibt, kommt mann halt auf diese Produkte.
Übrigens meine ich bei Digitaler Wasserwaage, Richtwagen nach DIN 877 mit Auflösungen bis 0,001mm/m. Wenn man auf 0,01mm genau, absolut messen will, wird man das brauchen. (eigene Erfahrung vom Ausrichten von Laser Resonatoren).
Handywasserwaagen haben meines Wissens eine Auflösung von 0,1°.
Das sind 1,75mm/m. Also 1750 mal schlechter als eine Präzisions Richtwaage.
Ob das belastbare Daten bringt wenn man auf 0,01mm oder auch nur auf 0,1mm genau messen will, bezweifle ich mal stark.
Immerhin schwankt im Extremfall der Messwert eines Punktes der Bahn um 175 Hundertstel Millimeter bevor die Wasserwaage feststellt, das sich ein Winkelfehler in der Ausrichtung der Messbrücke befindet.
Übrigens meine ich bei Digitaler Wasserwaage, Richtwagen nach DIN 877 mit Auflösungen bis 0,001mm/m.
Eine solche habe ich mit Datenausgang lediglich im mittleren vierstelligen Eurobereich gefunden, das scheidet aus.
i_make_it
24.04.2016, 10:15
Dann überlegen wir mal.
Eine Bowlingbahn ist 1,05m breit.
also können wir bei der Auflösung von 0,xmm/m bleiben.
Wir setzen die konstruktion auf und ermitteln die Abweichung von der Nullage (im Wasser) dann messen wir auf dieser Linie die Abweichung von der Gradheit.
Jetzt nehmen wir die konstruktion herunter, setzen sie erneut auf und wiederholen den Vorgang.
Da sich an dem Prüfling nicht verändert hat, messen wir also jetzt die Güte unseres Meßsystems.
Bei einem Digitalsystem geht man immer von einer Ungenauigkeit von +-1 Digit aus (unabhängig von der Auflösung).
Bei einer Richtwaage von 0,001mm/m und einem Taster von 0,001mm kommen wir auf einen maximalen Summenfehler von 0,004mm.
Das ist weniger als die Hälfte der geforderten Auflösung von 0,01mm Wir können also davon ausgehen, daß das Messergebniss innerhalb dieser Auflösung immer reproduzierbar ist.
Somit ist die systembedingte Messabweichung vernachlässigbar.
Jetzt nehmen wir mal den Fall, einer Richtwaage die 0,025mm/m hat. (die Güten sind 0,001mm/m, 0,005mm/m, 0,025mm/m)
Die Auflösung des Tasters bleibt bei 0,001mm.
Fall a: Waage0 - Taster - 0 = Spannbreite des tatsächlichen Wertes 0,025mm (2,5 mal die geforderte Auflösung)
Fall b: Waage0 - Taster - 1 = Spannbreite des tatsächlichen Wertes 0,05mm (5 mal die geforderte Auflösung)
Fall c: Waage1 - Taster - 0 = Spannbreite des tatsächlichen Wertes 0,05mm (5 mal die geforderte Auflösung)
Fall d: Waage1 - Taster - 1 = Spannbreite des tatsächlichen Wertes 0,075mm (7,5 mal die geforderte Auflösung)
Man kann also bei diesem Aufbau für exakt die selben Maßverhältnisse bis zu 8 verschiedene Ergebnisse (Auflösung 0,01mm) erhalten.
Das System ist für eine Auflösung von 0,01mm nicht geeignet. Die Güte würde für Messungen mit 0,2mm Auflösung aber ausreichen.
Die Frage ist halt welche Messgenauigkeit willst du erreichen? Danach richtet sich die Güte die das System erfüllen muß.
Bei dieser Überlegung waren noch keine Tolleranzen bei Rädern Lagern etc. einbezogen.
Wenn man mit entsprechender Güte messen will, wird der Messaufbau nach jedem Vorschub abgesenkt, so das er nicht auf den tolleranzbehafteten Antrieben steht sondern auf definierten Auflagepunkten.
Danke für deine Berechnungen. Ich denke, dass ich mit einer Messgenauigkeit von 0,2mm allemal leben kann.
Allein durch die aktuelle Handmessmethode entstehen erhebliche Messfehler dadurch, dass man ja immer bei der Wawa stehen muss und somit die Platten sich durch das Eigengewicht nach unten bewegen. Ich habe dies versucht zu unterdrücken, indem ich einen langen Stab nehme und mich seitlich daneben aufstelle und dann die Messuhr mit dem Stab verschiebe.
Das Ablesen ist dann jedoch schwierig, wobei aktuell nur drei Messwerte pro Breite genommen werden, bzw. man beobachtet ob die Messuhr mehr als plus oder minus 1 mm anzeigt, das ist die Toleranzgrenze.
Übrigens die mechanischen Toleranzen beim Antrieb nimm ich auch in Kauf. Alles was an die Genauigkeit der Handmethode kommt wäre i.O.
Würde sich sowas nicht mit einem Beschleunigungssensor machen lassen, anstatt ner Wawa?
i_make_it
24.04.2016, 13:11
Ich habe eine Discounter (glaube Lidl) Digital Wasserwaage der 15-20€ Klasse.
(man ist ja immer bemüht günstig an Sensoren zu kommen)
Die hat laut Aufdruck 0,1° Auflösung.
31533
ich habe eben mal schnell einen Testaufbau gemacht.
31534
500mm Abstand zwichen den Auflagepunkten.
Bei Fühlerfolie 0,9mm geht die Anzeige auf 0,10 (bei 0,95mm Folie, Anzeige = 0,20)
Bei Fühlerfolie 0,35mm geht die Anzeige auf 0,00 (bei 0,40mm Folie, Anzeige = 0,10)
(die zweite Nachkommastelle der Anzeige zeigt immer "0" außer man legt die Wasserwaage auf die Seite, dann wird die Stelle für die Ausgabe von "Err" genutzt)
also bei 500mm ist ein Digit gleich 0,5mm
Also Auflösung 1,0mm/m
Da die Digitalwasserwaagen ohne Kalibrierung auskommen und in der Preisklasse erst verfügbar sind, seit jedes Smartphone einen Sensor hat, gehe ich davon aus das es sich um die selben Sensoren handelt.
Damit ist so ein Gravity Sensor ungeeignet, Da unter 2,0mm jeder Messwert in der ungenauigkeit der Wasserwaage verloren geht.
Wenn 1,0mm der erlaubte Grenzwert für die Bahn ist, bringt Dich der Sensortyp nicht weiter.
Du bist ja mit dem Projekt schon weiter als ich :mrgreen:
Also so ne Wawa scheint ja nicht geeignet zu sein. Und ein erschwinglicher Beschleunigungssensor mit derartiger Genauigkeit ist scheinbar auch nicht zu haben. Hm.
Hab grade in der Bucht ne Mitutoyo Messuhr und ein Anschlusskabel Digimatic Standard geschossen. Mal sehen ....
i_make_it
24.04.2016, 18:38
Hab mal etwas Tante Google bemüht, das günstigste was ich bisher gefunden habe, was den Anforderungen näher kommt liegt bei etwas über 200€.
http://www.distrelec.de/de/neigungssensor-90-messachsen-07-dis-sensors-qg65-ki-360h-av-cm/p/30031002
Die Auflösung ist mit 0,01° angeben.
Das sind 0,17mm/m. Das ist zwar immer noch unzureichend, aber es weist eine Richtung auf.
Eventuell solltest Du mal die nächste Woche nutzen und dich auf der Hannovermesse und der Control 2016 (Stuttgart) tummeln. Da kann man sich bei den Herstellern zumindest mal schlau machen was es so gibt und in welchen Preisklassen sich das abspielt. Immerhin sind zwichen 214€ mit 0,17mm/m und 1560€ für ein TESA clinobeavel1 mit 0,02mm/m noch etwas Luft.
Eventuell gibt es ja was im Bereich 0,05mm/m bis 0,075mm/m.
Alternativ kann man wirklich noch über Laser nachdenken, die man ausrichtet und dann deren Strahl als "Richtschnur" nimmt.
Da muß man halt sehen was für eine Z-Achsen Auflösung man da hinbekommt.
Da wäre eventuell eine Skannerzeile für Flachbettscanner interessant.
Ich habe zwar eine da und auch entsprechende Laser, aber keine Zeit da was zu testen.
Und wie wäre eine Schlauchwaage? Das eine Ende ist die Referenz und das andere der Messtaster. Diese Waagen gibts elektronisch analog bis open end. Der Temperaturgang ist hier egal, da indoor und Kurzzeit.
Das mobile Ende kann man automatisch problemlos rumkutschen und man erhält eine Messung gegen eine ideale Ebene (für die Anwendung hier. Eine Refrenz in Form einer Schiene gibt es nicht, so dass der mechanische Transport keinen Fehler ins Ergebnis einbringt. Theoretisch könnte man ein RC-Car benutzen, sofern dessen Position genau genug bestimmt werden kann.
Im Millimeterbereich kann man das fast schon basteln. Will man es auf 0,1mm dann sollte man eine professioneller Lösung der Schlachwaage suchen.
Der Schlauch muss natürlich der max. Messlänge entsprechen.
i_make_it
03.05.2016, 18:57
Die elektronische und massefreie (ohne das Wasser das bei jeder Bewegung ewig rumschappt bis man endlich was genaues ablesen kann) Lösung der Schlauchwasserwaage gibt es schon.
Rotierender Laserkopf, der ausniveliert wird und ein "Richtstab" an dem die Höhe abgelesen wird.
Elektronisch ginge das mit der Scannerzeile eines Flachbettscanners.
Die Zeile die ich da habe ist gut 60mm lang und ist für DIN A4, also 210mm bei 600dpi ausgelegt.
Das sind gut 82 Digit pro mm. eine Auflösung von 0,05mm sollte also gehen.
Man muß den Richtstab halt nur immer lotrecht halten.
Ich habe zwar alles da, aber keine Zeit um so einen Aufbau zu testen.
Also am besten mal zum Bauhof gehen, schauen ob da ein Flachbettscanner im Elektroschrott liegt und wenn ja fragen ob man mal für ein Jugend forscht Projekt was ausschlachten darf.
Einfache Rotationslaser mit 30m Reichweite (wegen der Divergenz) gibt es schon für unter 60€.
Peter(TOO)
03.05.2016, 19:18
Die Zeile die ich da habe ist gut 60mm lang und ist für DIN A4, also 210mm bei 600dpi ausgelegt.
Das sind gut 82 Digit pro mm. eine Auflösung von 0,05mm sollte also gehen.
Da müsste sogar die Hälfte gehen, je nachdem ob 1 oder 2 Sensoren beleuchtet werden (Praktisch werden es mehrere sein, also gerade oder ungerade Anzahl).
Man muß den Richtstab halt nur immer lotrecht halten.
Einfache Rotationslaser mit 30m Reichweite (wegen der Divergenz) gibt es schon für unter 60€.
Da dürfte das grösste Problem sein.
Diejenigen mit automatischer Ausrichtung kommen auch nur auf 0.1°.
Mit einem Dreibein hat man die Platte als Referenz, welche auch schräg im Raum liegen kann.
Bleibt also die manuelle Ausrichtung mit Libelle.
MfG Peter(TOO)
i_make_it
03.05.2016, 21:08
Ein Winkelfehler von 0,1 ° beim Richtstab, ist jenseits der Wahrnehmungsgrenze.
Bei einem 100mm hohem Richtstab der um 0,1° von der Lotrechten abweicht, beträgt der Längenfehler 0,00015mm.
bei 0,05mm Auflösung dürfte der Fehler bis zu 1,8° betragen.
Das sollte sich also mit vernünftigem Aufwand machen lassen.
(Sollte die Bahn so schepp sein, dann braucht man eh nicht mehr weitermessen)
Peter(TOO)
04.05.2016, 01:02
Ein Winkelfehler von 0,1 ° beim Richtstab, ist jenseits der Wahrnehmungsgrenze.
Bei einem 100mm hohem Richtstab der um 0,1° von der Lotrechten abweicht, beträgt der Längenfehler 0,00015mm.
bei 0,05mm Auflösung dürfte der Fehler bis zu 1,8° betragen.
Das sollte sich also mit vernünftigem Aufwand machen lassen.
(Sollte die Bahn so schepp sein, dann braucht man eh nicht mehr weitermessen)
Die Laser mit automatischer Ausrichtung haben nur 0.1° Genauigkeit.
i_make_it
04.05.2016, 05:56
Die Laser mit automatischer Ausrichtung haben nur 0.1° Genauigkeit.
Die Geräte unter 60€ haben das soweit ich weis noch nicht mal.
Aber das ist eher unkritisch, da man den Kopf ja nur einmal aufstellt und ausrichtet.
Wenn man am entfernten Ende der Bahn einmal, quer zur Bahn, mit einer halbwegs genauen Wasserwaage vier Messungen macht, kann man das später raussrechnen.
Zwei Messungen auf der ausgerichteten Wasserwaage und zwei direkt daneben auf der Bahn, dann bekommt man einmal die Abweichung der Bahn vom "wasser" und einmal die Abweichung der Bahn von der Messebene.
Also lässt sich die Abweichung der Messebene vom "Wasser", quer zur Bahn errechnen.
Längs zur Bahn ist halt eine Wasserwaage von "nur" einem guten Meter etwas kurz, aber auch das sollte auf die selbe Art funktionieren.
Also von Hand den Rotationskopf ausrichten, Referenzmessung quer und längs zur Bahn durchführen und dann sturr alle Messungen vornehmen.
Danach per Programm die Messebene zum "Wasser" umrechnen lassen und man sollte die Ebenheit der Bahn mit mindestens 0,1mm Genauigkeit (in Z) erhalten.
Jetzt kommt es nur noch drauf an in X und Y genau zu positionieren, damit die Messpunkte auch wirklich da sind wo sie Später im Messprotokoll angegeben sind.
Oder man misst wärend der Messung auch noch die X-Y Positionswerte.
Odometrie dürfte problematisch sein, falls die Bahn schon in Betrieb war und (womöglich frisch) geölt ist.
PS: habe eben mal geschaut, so tragbare Scanner für unterwegs ans Notebook, gibt es schon ab knapp über 50€.
Die Teile bekommt man also für rund 120€ zusammen.
Das Bauen braucht dann halt das know how.
Zu kaufen gibt es sowas auch, aber die Geräte für den Bau, liegen bei unter 400€ bei +-0,3mm/m bzw. +- 2mm/10m.
Die Geräte für den Maschinenbau liegen im mittleren vierstelligen Bereich und aufwärts.
Hallo zusammen, ich verstehe leider das Prinzip mit dem Laser/Scannerzeile nicht. Wo finde ich was zum Einlesen darüber?
Übrigens bin ich gerade mal am Tüfteln mit der Messuhr. Ich werde über Sieg oder Niederlage berichten.
Ein Bekannter hatte noch die Idee, vor jeder Messung, die Messschiene automatisch genau waagerecht auszurichten und dann die Messung durchzuführen. Ginge das nicht auch?
Dafür bräuchte ich natürlich auch ein entsprechendes Gerät um die Waagerechte zu messen.
Peter(TOO)
05.05.2016, 21:11
Hallo,
Hallo zusammen, ich verstehe leider das Prinzip mit dem Laser/Scannerzeile nicht. Wo finde ich was zum Einlesen darüber?
Nun, rotierende Laser benutzt man um einen Strich an die Wand zu projizieren, hast du sicher schon mal gesehen.
Dabei beleuchtet der Laserstrahl aber eine ganze Fläche, man sieht in aber nur dort, wo er auf etwas trifft.
Also richtest du den Laser so aus, dass er eine waagrechte Fläche, parallel über der Bahn beleuchtet.
Jetzt kannst du schon mal mit einem Meterstab den Abstand zwischen Laserfläche und Bahn messen.
Die Scannerzeile besteht aus vielen Photodioden, welche in einer Linie angeordnet sind.
Bei 600dpi hast du 600 Sensoren pro 25.4mm, also haben die Sensoren einen Abstand (Mitte - Mitte) von 0.042mm.
Nun nimmst du halt die Sensorzeile an Stelle des Meterstabes und schaust welche Sensoren beleuchtet werden.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter, ok hab ich so verstanden. Da scheint mir aber doch eine Lösung mit einer digitalen Wawa "einfacher" zu realisieren.
Schnitt - ich schraube jetzt erstmal die Messgenauigkeit zurück auf 0,1 mm. Mit den Ansprüchen, die ich hatte, wird sich das so nicht realisieren lassen. Verfeinern kann man ja immer noch.
Auch die Idee mit dem vorherigen Ausrichten der Messleiste habe ich verworfen. Das müsste man ja mechanisch realisieren. Da scheint mir auch eine Lösung mit Fehlerberechnung leichter.
Leider finde ich immer noch keine digitale Wawa mit Datenausgang, die preislich in Frage käme.
Übrigens hat die Fa. Kegel bereits vor gut 10 Jahren eine solche Maschine gebaut und ein Patent darauf angemeldet
http://www.google.com/patents/US6873420
Die Maschine dürfte sich preislich im Bereich eines Mittelklasswagens befinden :(
i_make_it
06.05.2016, 06:14
Wie nicht anders zu erwarten, ist der Aufbau in etwa so wie ich schon beschrieben habe. H-Förmig, Rollen am Rand der Bahn (76 + 80), nur die Wasserwage längs zur Bahn haben die entkoppelt.
31590
Die Wasserwagen sind sogar genau die digitalen Richtwaagen die ich meinte (66 + 142).
Mounted to the top of beam 140 is a sensor in the form of digital level 142, which is in electrical communication with controller assembly 22. Digital levels 66 and 142 are preferably Wyler model Clino 2000 digital levels which are accurate to 0.0001 inches.
Der Preis dürfte in etwa hinkommen wenn man daran auch noch was verdienen will.
Zumindst kannst Du aus dem Patent schon mal den Ablauf des Prozesses entnehmen.
Die Lasermethode macht es von den Preisen der Teile her günstiger, aber man braucht dann halt das Wissen um aus den Teilen auch was funktionierendes zu bauen. Wobei das bei der mechanischen Variante mit digitalen Richtwaagen und Messtaster/Messuhr auch nicht einfacher wird nur weil die Teile mehr kosten.
So, die Messuhr kann ich jetzt auslesen.
Als nächstes würde ich gerne mit einer Mechanik anfangen und zwar der Lineareinheit, die die Messuhr führt. Ich würde hierzu gerne den Thread hier im Unterforum weiterführen damit ich woanders nicht wieder mit den Erklärungen bei Adam und Eva beginnen muss. Ich hoffe, das geht in Ordnung.
Ich hätte mir hierzu eine zahnriemengetriebene Linearführung vorgestellt mit einem Verfahrweg von mind. 104 cm. Die soll dann von einem Schrittmotor angetrieben werden. Wäre das hier geeignet? Igus (http://www.igus.de/wpck/2370/drylin_zlw)
Im Grunde genommen käme ja auch was "leichteres" in Frage, da ja auf der Führung so gut wie keine Belastung ist. Je leichter das ganze desto besser. Habt ihr da einen Vorschlag?
i_make_it
09.05.2016, 05:44
Die Frage ist halt, ist die Führung nur für das Verfahren der Uhr zuständig, oder auch die Verkörperung der Refferenzlinie zu der die Messuhr den Bezug mit den Messungen herstellt?
Im letzteren Fall mache erst mal folgendes Experiment.
Nimm einen Gummifaden und ein Stück stabilen Pappkarton (Panzerkarton) oder ein Brett (am besten 100cm breit). Spanne den Faden über das Brett.
Und zwar so, daß wenn Das Brett hochkant steht (eine senkrechte Fläche darstellt) der Faden parallel zum Boden vor dem Brett gespannt ist.
Jetzt zeichne mit einem Lineal eine Linie: garade, parallel zum Boden und dem Faden.
Bringe ein paar Teilstriche an.
Hänge mit z.B. einer Büroklammer ein kleines Gewicht an den Faden.
Verschiebe das Gewicht zu jedem Teilstrich und schau Dir die "Durchbiegung" an.
Der Faden stellt den schlechtesten Biegeträger dar, zeigt aber deutlich wie sich bei Belastung so ein Träger verformt und wie die Verformung mit der Position der bewegten Masse mitwandert.
In der Praxis ist die Verformung kleiner, aber wenn Du mit 0,1mm Genauigkeit Messen willst, darf sich die Linearführung nicht schon um 0,1mm verformen.
Ob also die Führung von Igus geht oder nicht, hängt davon ab welche Aufgabe sie übernehmen soll (nur Antrieb oder auch Messbalken)
und der Biegesteifigkeit der Führung bei unterschiedlicher Einbaulage (unterschiedliches Trägheitsbiegemoment in X und Y)
Bei dem von Dir gefundenen Patent, stellt das Ganze drum herum genau das Herangehen an dieses Problem dar. Der eigentliche Messträger (140) ist entkoppelt von der Führung (88 ). Der Meßschlitten (92) berüht mit der Meßspitze (98 ) den Boden und es wird das Maß zwichen der Messfläche des Trägers und der Meßspitze gemessen.
Also die Lineareinheit soll lediglich die Messuhr führen.
So, nach einigem Suchen habe ich nun eine Lineareinheit erstanden Festo DGE-25-1000-ZR-KF-GK-LK-RH
https://www.festo.com/cat/de_de/data/doc_de/PDF/DE/DGE-ZR_DE.PDF
Ich hoffe, dass das keine Fehlinvestition war :confused: An der Einheit befindet sich ein DC Motor mit Getriebe und Drehgeber.
Ich glaube, der ist für die Aufgabe fast ein wenig überdimensioniert? 24V/5A 3350Umin Getriebe 24:1
Die Steuerung des Motors mit dem Drehgeber stelle ich mir mit einem Board von Pololu vor. Welches wäre da am besten geeignet? Gibts da noch alternativen?
Ich muss die Messuhr ja am Führungsschlitten befestigen. Da hatte ich mir ein Bauteil aus Alu in "L" Form vorgestellt, wobei der Zapfen (Standard 8mm) der Messuhr durch die kurze Seite des L geführt und festgeklemmt wird (Ich hoffe das ist so verständlich)
Weiß jemand, ob es so was grundsätzlich fertig gibt, also die Klemmvorrichtung an sich? Die Schraubverbindung zum Schlitten muss ich natürlich individuell machen. So was gibts ja auch für Fräsmotoren an einer CNC.
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