Lasergesteuerter Höhenausgleich

[elPirato]

Hallo miteinander,
ich würde gerne eine Vorrichtung bauen, welche ein Lasersignal von einem handelsüblichen Rotationslaser bekommt und dann über schnelle Schrittmotoren ein Werkzeug auf Höhe hält. Zusätzlich sollte eine zusätzliche Regulierung eingegeben werden können, welche etwa +- 1cm beträgt. Als Feature sollte es außerdem möglich sein, dass das Werkzeug praktisch eine Kuhle formt, beispielsweise als Höhenangleich im Türbereich (Türbreite waagerecht, dann ~2m links und rechts der Türe Höhenangleich auf ~2m in den Raum hinein auf das normale Niveau.
Einsatzszenario ist das Abziehen von losem Schüttgut für den Sporthallenbau.

Leider finde ich im Netz nichts entsprechendes, was auch bezahlbar wäre, vielleicht könnt ihr mir dabei helfen, das zu realisieren.

Im vorraus vielen Dank für eure Bemühungen.

Uwe

[simi7]

Hallo,
warum Schrittmotoren?
Da das Ganze auf eine Regelung hinausläuft, kämen auch normale (Gleichstrom)Motoren in Betracht.
Gruß
Bernd

[elPirato]

Normale Motoren sind aber wohl in der Positionierung nicht so genau. Deshalb habe ich gedacht, Schrittmotoren wären da besser.
Handelsübliche Laserkombinationen haben eine Toleranz von ~0,5mm auf 10m. Dazu kommt dann noch die Toleranz der Stellmotoren, welche das Werkzeug positionieren. Je schneller und genauer das zusammen spielt, desto genauer ist das Endergebnis.

[Besserwessi]

Die Stellmotoren liegen in der Regelschleife. Entsprechend kommt es bei den Motoren nicht so auf Genauigkeit an. Für die Genauigkeit ist eher die Geschwindigkeit der Regelschleife und der Sensor für den Laserstrahl wichtig. Das könnte so etwas wie eine CCD Zeile sein - die gibt es im Richtigen Größenbereich. Da hat man eine sehr gute Auflösung, aber die Auswertung ist schon etwas aufwendiger. Die Herausforderung ist da eher die Trennung von Hintergrundlicht und dem Nutzsignal.

[simi7]

Du willst also deinem Schrittmotor die Anzahl der Schritte vorgeben, die er machen muß, damit das Werkzeug die Soll-Position erreicht. Wenn er aber überlastet wird, verzählt er sich. Deshalb müßtest du ihn viel stärker auslegen, als normal erforderlich. Dann kommen noch die Fehler durch Getriebespiel hinzu, die nicht ausgeregelt werden. Ok., du könntest spielfreie Kugelspindeln und Zahnriemen als Getriebe verwenden, dann fällt das weg. Spindelantriebe sind aber aufwendiger vor Verschmutzung zu schützen.
Gleichstrommotoren haben auch ein höheres Anlaufdrehmoment, wodurch letztendlich die Stellgeschwindigkeit erhöht wird.
Ich würde auch behaupten, dass die Regelelektronik für einen Gleichstrommotor einfacher ist.
Gruß
Bernd

[elPirato]

Von "Wollen" mag ich mal nicht reden. Wenn ich genau wüsste, wie das zu bauen ist, würde ich mich nicht an euch wenden.
Das Thema an sich ist wohl doch nicht so trivial, wie ich vermutet hatte. Prinzipiell gibt es sowas ähnliches ja schon und zwar bei der Steuerung von Baggern Planierraupen etc., allerdings ist das Equipment dafür sehr teuer und da rede ich nur einmal von der Steuerung.
Als kleiner "Krauter" hat man da aufgrund ziemlich beschränkter Geldmittel nicht viele Möglichkeiten, wenn man da nicht einen versierten "Bastler", "Erfinder" oder ähnliches an der Hand hat, der sich da engagiert.
Ich habe da nach langer Recherche auch etwas gefunden, das der Sache recht nahe kommt. Das Teil heißt Estrobot, bei Youtube gibts unter diesem Suchbegriff ein Video. Allerdings ist das Teil für meine Belange viel zu klein und es hat wohl keine Steuerung, der man sagen kann, wie die "Kuhle" an den Türübergängen zu machen ist. Von der Sache her, kommt das allerdings dem Anforderungsprofil schon recht nahe.

[simi7]

Naja, eigentlich ist es nicht soo schlimm. Man muß nur in Mechanik und Elektronik/Regelung aufteilen. Du mußt das mechanisch umsetzen, wobei eben verschiedene Sachen zu bedenken wären. Betätigungshub des Werkzeuges, dessen Führung, linearer oder Drehantrieb, Geschwindigkeit der Werkzeugbewegung und notwendige Kraft. Als nächstes die Steuerung und der Sensor für den Laser. Da wird man wohl kaum auf etwas fertiges zurückgreifen können, weil viel zu teuer. Die Elektronik besteht im günstigsten Fall aus einem Mikroprozessor mit einem Treiber-IC für den Motor und dem entsprechenden Programm natürlich.
Ich kenne deine Fähigkeiten nicht und kann daher nicht einschätzen, wie schwer es für dich sein wird.
Mal sehen, was noch für Vorschläge kommen.
Gruß
Bernd

[Mxt]

Hi,

mich würden erstmal ein paar "Randbedingungen" interessieren:

Bedeutet "keiner Krauter", dass es sich um ein Hobbyprojekt handelt, also Geld knapp aber Arbeitszeit kostengünstig zur Verfügung steht ?

Wenn es sich um irgendeine Art von beruflicher Nutzung handelt, warum nicht einfach eine SPS und einen industriellen Servoantrieb dafür verwenden ? Man hätte standardisierte Ersatzteile aus dem Katalog langfristig verfügbar. Arbeit am Bau klingt ja schon so, als würden die Sachen rüde behandelt und das jeden Tag von morgens bis abends. Lagerregelung nach Sensoren ist doch eine Standardanwendung in der Industrie ...

Der Grund warum das für einen Bagger oder Traktor so teuer ist, ist ein anderer. Die Sachen müssen robust sein, allerlei Vorschriften erfüllen und sind meist nur für die High-End Modelle der Hersteller verfügbar. Die werden aber eh schon größtenteils über Computer gesteuert, da besteht das ganze System dann sicher nur aus der Sensorik und entsprechender Software für die Steuerrechner.