Idee
Wie sehr immer wieder die gleichen Anforderungen an mechanische Module gestellt werden das zeigt sich an der Verbreitung von Modellbau-Servos. Es sind preiswerte Module die universell eingesetzt werden. In einer Reihe von Anwendungen ist mit aufgefallen, dass auch Anforderungen an geführte lineare Bewegungen aufkommen, die über Servos nur zum Teil erfüllt werden können.
Anforderungen
Es soll soll eine modulare Plattform linear positioniert werden, ähnlich zu den Kopfpositioniereinheiten von CD Playern, ein bisschen weiter vielleicht und nicht mit dem CD Chassis außen herum. Die Rückmeldung der Position soll analog, wie beim Servo oder inkremental erfolgen. Dadurch sind die Anforderungen umrissen.
Daten
Speziell soll das Gerät wie folgt aussehen:
1) 58-60mm Verstellweg. (Einsatz von linear Potis 58mm)
2) Abmessung : 100mm x 50mm x 25mm (Der Überstand von Komponenten ist erlaubt der den vollen Verstellweg beim Einsatz als Kreuzpositioniereinheit nicht einschränkt)
3) Geschwindigkeit: 20mm/s (Verstellung durch eine M3 Gewindestange mit DC Motor 2400Upm)
4) Aufbau aus preiswertem, leicht verfügbaren, gut verarbeitbarem Material, unter 100g.
5) Montierbarkeit über vier Bohrungen unten und vier M3 Gewindebohrungen oben im Quadrat-Raster 25x25mm.
Stand
Der Aufbau im ersten Durchgang ist fertig, es werden nun Messungen und Optimierungen durchgeführt. Eine Reihe von Konstruktionsdetails werden weiter beschrieben.
Manfred
Hallo, Manfred ! Du hast für X (sagen wir mal) einen Inkr.Geber und für Y eine Lin.Pot ? D.h du wirst für X noch einen Referenz-Sensor vorsehen ?
2 saublöde Fragen von einem technischen Dödi :
Wieso nicht 2 x Pot ?
Irgendwie verwirrt mich die Platte oben drauf und das weisse Stangel.
mfg robert
Wer glaubt zu wissen, muß wissen, er glaubt.
Das sind die beiden bestückbaren Ausführungs Optionen zur Positionsmeldung. Stimmt der Referenz sensor ist noch nicht eingebaut. Es wird eine dritte Lichtschranke sein.Du hast für X (sagen wir mal) einen Inkr.Geber und für Y eine Lin.Pot ? D.h du wirst für X noch einen Referenz-Sensor vorsehen ?
Man sieht sonst zu wenig. Es ist ungefähr so wie eine offene Motorhaube im Austellungsraum wenn der Kunde besorgt fragt ob der Fahrer denn überhaupt genug sieht beim fahren, weil ja die Haube... und auch der Wind..Irgendwie verwirrt mich die Platte oben drauf und das weisse Stangel.
-> Die Führung auf Rundstäben gestattet es, die eine Seite zu lösen und die obere Montageplattform aufzuklappen, (für Wartungseingriffe).
Manfred
I see.
Noch eines: Gewindestangen sind relativ weich. Was für eine Lagerung hast du verwendet bzw. vorgesehen ? Nadel ? Kugel ?
mfg robert
Wer glaubt zu wissen, muß wissen, er glaubt.
Die Lagerung der Gewindestange ist ein Thema für sich.
Die Gewindestange ist rechts mit zwei Muttern dem Innenteil des Kugellagers fest verschraubt. (oberes Modul Hutmutter)
Sie wird in der Mitte je nach Position des Schlittens durch eine 10mm hohe M3 Mutter geführt über die der Antrieb vorgenommen wird.
Links am Motor ist sie weich gelagert mit der Motorachse verbunden.
Manfred
Für mittlere Belastung/Geschwindigkeit wird das wohl sicher reichen, denk ich. Ist halt garnicht so einfach, im Eisengeschäft eine 3mm Gewindestange zu finden, die wirklich gerade ist.
Na, dann freuen wir uns auf weitere Berichte !
mfg robert
Wer glaubt zu wissen, muß wissen, er glaubt.
Mechanische Konstruktion
Das Linear-Servo ist aus doppelt kupferkaschierten Expoxydharzplatten aufgebaut. Zwei seitliche Endplatten tragen die 3mm Silberstahlführungsstäbe. Deren Parallelität ist das einzige kritische Maß im ganzen Aufbau. Zur besseren Vorjustierung können die Bohrungen für die Halterungen der Führungsstäbe gemeinsam in die zusammengespannten Endplatten eingebracht werden.
Die Platten lassen sich leicht rechtwinklig zusammenlöten wenn man sie dabei auf rechtwinklige Holzklötzchen legt und die Position nach dem Anbringen erster Lötpunkte überprüft. Das Verlöten der Grundplatte auf beiden Seiten der Rückwand ergibt eine gute Stabilität in der Länge und die rechte und linke Endplatte fixieren den Winkel.
Die Silberstahlstäbe lassen sich über kurze Messinghülsen mit den Endplatten verbinden. Dreht man die Hülsen mit einem Rohrabschneider von einem Messingrohr ab und lässt sie auf der Montageseite konisch dann lassen sie sich gut in den Endplatten zentrieren. Ich habe sie gleich zusammen mit den Stahlstäben eingesetzt und durch Löten vorfixiert. Durch ein Nachlöten am Ende der gesamten Montage könne die Führungen abschließend zusammen mit dem Schlitten nachjustiert werden.
Als Gehäuseteil bleibt noch der Schlitten der mit M3 Gewindebohrungen ausgestattet wird. Hierzu werden auf die 4mm Bohrungen Messingmuttern gelegt und zum Verlöten vorübergehend zentrisch (mit Senkkopfschrauben) fixiert.
Als weiteres Einzelteil ist im rechten Bild noch die 100mm lange M3 Gewindestande zu erkennen. Sie trägt den M3 Abstandsbolzen mit dem der Schlitten angetrieben wird. Rechts auf der Stange ist das Kugellager mit 2 Muttern fixiert.
Interessant an diesem Abschnitt war für mich, wie einfach sich die relativ solide Konstruktion zusammensetzen läßt. Am schwierigsten war es, die optimalen Abmessungen auch für unterschiedliche Motorgrößen zu finden. Für die Motorisierung und die Montage des Motors gibt es dann eine recht günstige und sehr praktische Lösung.
Manfred
Vorschlag dazu von mir: Ich würd' die Löcher der Endplatten mit etwas Spiel machen, und vor dem endgültigen festlöten mit einer Lehre prüfen parallel/Abstand/windschief.
Bei dem Zusammenlöten der Platten im rechten Winkel ist schon mal etwas unbeabsichtigter Versatz möglich.
mfg robert
Wer glaubt zu wissen, muß wissen, er glaubt.
endgültigen festlöten mit einer Lehre prüfen parallel/Abstand/windschief.Der Vorgang sieht im Detail so aus, das der Schlitten an einem Ende auf der Führung zusammengelötet wird. Danach wird die Lötstelle der Halterung auf der anderen Seite erhitzt und der Schlitten herübergeschoben.abschließend zusammen mit dem Schlitten nachjustiert werden.
(Self Alignment at ist's best.)
Wenn man es noch raffinierter machen will kann man die Messing- Führungsbuchsen mit dem Rohrabschneider noch durch leichtes Ankerben auf engere Passung bringen und das letzte Zehntel Spiel an der Stelle vertreiben.
Es bleibt natürlich eine relativ effiziente Konstruktion die nur aus billigem Bastelmaterial das Beste macht .
Manfred
Kein Zweifel, ist super und eigentlich einfach.
Bauweise:
Man sollte halt in seine Überlegungen immer einbeziehen, daß ein möglichst genaues Arbeiten auf das Ergebnis einen günstigen Einfluß ausüben kann.
(dreimal abgeschnitten, und noch immer zu kurz)
mfg robert
Wer glaubt zu wissen, muß wissen, er glaubt.
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