aansturen motor + laser afstand meten

Zo'n laser bestaat wel, maar daar ga je de hoofdprijs voor betalen.

Wat je beter kunt doen, is een encoder (pulsgever) op de draadstang monteren. Hiermee tel je de daadwerkelijke verplaatsing, dus na de slipkoppeling.

Maar die slipkoppeling lijkt me niet zo'n goed idee. Wat je kunt doen, is een elektromotor (DC motor) met een stroombegrenzing gebruiken om het koppel in te stellen.

Maar wat nog veel belangrijkers is, is hoe je het geheel denkt te gaan besturen. Als je een DC motor wilt gebruiken om te positioneren (niet dus alleen rechte lijnen maken, met een bekend koppel dus een bekende kracht), heb je een servoregelaar nodig. Dit is een stuk elektronica die de motor aan kan sturen, en continue de werkelijke positie in de gaten houdt, om deze gelijk te houden (of dicht bij) de positie die door het aansturende programma wordt gevraagd. Eigenlijk is dit in conflict met de wens om het koppel te beperken.

Overigens is gewone schroefdraad niet echt geschikt voor bewegingen, je zou eigen bewegingsdraad (trapeziumdraad) moeten gebruiken. Hier op het forum zijn al vele topics over CNC machines, en op het CNC forum is ook wel het e.e.a. te vinden, misschien dat je daar iets aan hebt.

Wat wil je precies met deze machine gaan doen?

Zo een laser bestaat wel degelijk. Denk maar aan die 'nieuwe' meettoestelletjes met een laser om ruimtes op te meten. De vraag alleen is hoe nauwkeurig moet het zijn?

Ik denk persoonlijk dat meten met een laser nooit nauwkeurig genoeg kan zijn. Dan kan je beter gebruik maken van die encoder dat sparky uitlegt.

Maar lasers werken volgens mij niet nauwkeurig genoeg hiervoor. Het aansturen van een boormachine accu motor is geen porbleem maar zoals sparky zei betwijfel ik de goede werking hiervan ook.

[Bericht gewijzigd door ej_on_line op woensdag 4 juni 2008 16:20:57 (20%)]

Kijk eens op http://www.cnczone.nl/ daar zitten allemaal mensen die zo ongeveer doen wat jij wilt.
Wat voor een afstand wil je halen en wat voor nauwkeurigheid.
Met lasers kun je tot op nanometers nauwkeurig werken maar dat kost enkele tonnen.
Meetlinialen worden ook steeds goedkoper en hebben zo'n 0.01 mm nauwkeurigheid.

Precies, die lasers om een ruimte op te meten, zijn maar op een centimeter of zo nauwkeurig. Hoge nauwkeurigheid is geen probleem, maar het kost erg veel geld.

Op zich is een accuboormachine niet zo'n slecht idee voor de aandrijving, maar wel redelijk traag. Als dat ding nu (onbelast) 500 toeren per minuut kan maken, en je hebt een draadstang met een spoed van 1.5mm (M10 normale draad geloof ik), is dat 750mm/minuut.

Het voordeel is wel dat je een motor met planetaire vertraging compleet hebt, alleen is de speling hiervan vrij groot. Als je gebruik zou willen maken van de koppelbegrenzer wordt het helemaal dramatisch, daar zit een vrije slag in van 60 graden (6 sets kogeltjes). Een ander nadeel is dat zo'n accuboormachine vreselijk veel stroom trekt onder belasting en bij het inschakelen, zodat je een enorme voeding nodig hebt. 15A is geen uitzondering.

Het idee van de laser kwam inderdaad van de meet-lasers die ik zo nu en dan in karwei zie liggen. Ik nam aan dat die toch wel een nauwkeurigheid op de milimeter hebben anders lijken ze me redelijk onbruikbaar. En de nauwkeurigheid is voor mijn concept nog niet zo belangrijk. Kun je overigens zo'n laser ook gebruiken (en dus op de een of andere manier uitlezen via de PC?)

De voeding van 15A lijkt me ook niet zo'n probleem voor een accuboormachine. Even een voorbeeldje van zo'n machine:
Toerental 0-400/0-1350 tpm
Koppel 52 Nm

Dus de snelheid kan hoger liggen (1350 rpm) en eventueel kan ik ook nog met tandwielen werken.
Wat bedoel je precies met die vrije slag van 60 graden?

Zo'n encoder op de draadstang zou inderdaad ook kunnen werken, maar blijft toch lastiger dan een laser. Ik ga dat nog even verder bekijken.

Iemand een link naar informatie/producten voor die bewegingsdraad?

De machine is een CNC router. Maar het voorwerp wat gefreesd moet worden kan (al) iedere 3D vorm hebben. Vandaar dat ik ook een laser of iets dergelijks nodig heb om de afstand tot het voorwerp te bepalen.
Voorbeeld: Ik neem een houten beeld, zet het neer en vertel de router om een bepaalde tekst op het oppervlak te graveren...of het te maken is, geen idee maar het is in ieder geval een aardige uitdaging.

Ik ga ook eenss op cnczone kijken.

is dit de bedoelde bewegingsdraad?

http://www.overtoom.nl/trapezium-draadstang-rvs_c_5821.html

Nee, een encoder is veel eenvoudiger dan zo'n laser, omdat je die standaard niet kunt interfacen met een PC of microcontroller.

Die trapeziumdraad is inderdaad wat ik bedoel. Gewone draadstang kan ook wel hoor, maar dan heb je meer speling en het slijt als de ziekte.

Ik bedoel, dat het ringwiel, waarop de nokken zitten die over de kogels lopen voor de koppelbegrenzing, 60 graden vrij kunnen draaien. Aan de uitgaande as is het minder, maar nog steeds erg veel. Voel maar eens aan de kop van zo'n schroefmachine.

Die 1350 toeren is het onbelaste toerental, als je die gaat belasten wordt het wat minder.

Ik ben zelf bezig met het bouwen van een (uiteindelijk) 5-assige freesmachine.

>>Nee, een encoder is veel eenvoudiger dan zo'n laser, omdat je die standaard niet kunt interfacen met een PC of microcontroller.

Wat ik bedoelde met eenvoudiger is dat de laser je direct een afstand geeft, en een encoder niet, die zul je naar gelang het aantal mm per 'tandje' moeten interpreteren en ook ijken.

Het is me nog steeds niet duidelijk wat het probleem is met de 60 graden draaien. Ik begrijp de speling e.d. maar
zie niet in hoe het het idee negatief beinvloedt.

Stel ik zet hem op een bepaald standje (zeg 4), en laat de motor draaien, zolang de slede geen weerstand heeft gaat het prima. Krijgt de slede teveel weerstand dan gaat de slipkoppeling werken en blijft de slede op zijn plaats, ook al blijft de motor doordraaien.

Dat lijkt me ook niet goed dat de motor blijft draaien als de slede stilstaat. Zo een accuboor is ook niet gemaakt om ze te blokeren en dan gedurende een minuut de koppeling te laten draaien. De eerste keer gaat het mischien nog wel goed gaan, maar door verhitting en dergelijke zie ik het niet te lang meegaan.

Die lasers uit een doe het zelf zij helemaal niet tot op de mm naukeurig. Dergelijke nauwkeurige lazers kosten als snel enkele honderden, waarschijnlijk zelf duizenden euro's. En die zitten volgens mij dan ook vaak vast aan een bepaald bereik.

Ik denk dat wat sparky voorstelt het beste is. Een encoder met overstroom beveiliging zodat als de slede geblokkeerd raakt het ding zichzelf uitzet.

Maar ik begrijp niet goed waarom de slede zou moeten stoppen als hij te veel hinder ondervindt. Hoe ga je dan verder gaan? Als hij stil ligt krijg je hem geblokkeert al helemaal niet meer aan de praat.

Wat is het doel van de "machine" eigenlijk? Mischien zijn er wel mensen met betere ideeen voor jouw toepassing.

Het doel als eerder gepost:
De machine is een CNC router. Maar het voorwerp wat gefreesd moet worden kan (al) iedere 3D vorm hebben. Vandaar dat ik ook een laser of iets dergelijks nodig heb om de afstand tot het voorwerp te bepalen.
Voorbeeld: Ik neem een houten beeld, zet het neer en vertel de router om een bepaalde tekst op het oppervlak te graveren

Het aardige van die slipkoppeling is nu juist dat de motor niet oververhit raakt, maar wel gecontroleerd druk blijft geven. Draai eens een schroef in een plank met de slipkoppeling vrij los. Op een gegeven ogenblik gaat de koppeling slippen, maar zodanig dat de schroef toch nog, zij het veel langzamer, draait, met stootjes, totdat de tegendruk zo groot is dat de slipkoppeling volledig 'slipt'. Uiteraard zal de software ook iets moeten constateren en uiteindelijk de motor moeten stoppen als er helemaal geen voortgang gemaakt wordt. Ik denk toch dat er een voordeel in die koppeling zit. bij grote tegendruk wordt die belast ipv de motor die door zou kunnen branden.

Maar los van dit alles, is zo'n accuboor met of zonder slipkoppeling denk ik een redelijk optie. Maar zoals Sparsky al zei heb ik dan een servo regelaar nodig, als ik het goed begrijp heb ik die ook nodig dus om de electromotor van een accuboor aan te sturen. Iemand een linkje naar voorbeelden?

Wat ik eigenijk ook graag zou willen weten is welke onderdelen ik nu eigenlijk nodig heb:

1) een PC
2) Software
3) ....
4) ....
5) servoregelaar
6) servo

STel dat ik als concept gewoon wil beginnen met het aansturen van de motor wat heb ik nodig?

Een interface kaart voor de signalen van de PC om te zetten naar signalen verstaanbaar voor de stuur elektronica van de motor.
Motordrive's voor het aansturen van de motor(s).

Ik denk dat je niet helemaal mee bent, sparky zei van gebruik te maken van servomotoren. Dit zijn motoren die ook in de industrie worden gebruikt op CNC machines. Het grote doel van die motor is dat er achterop een encoder zit die bij houd hoeveel de motor draait. Dat lijkt me een veel betere optie dan die laser met accuboor motor.

Maar het is dus of servomotor met sturing of zelf iets ineen flansen met een accuboor.

Nog een klei vraagje, wat is je budget eigenlijk? Voor een servomotor moet je toch al snel 150euro tellen, de drivers nog eens 100euro. Een interface kaart en voeding 100euro. Dan moet je nog de kogelomloop kopen (draadstang) dat loopt ook al snel op in prijs. En vergeet niet dit x 2 of 3 voor X - Y en Z as. Als je met een laser wil werken die deze nauwkeurigheid aankan zal je budget minstens even hoog moeten liggen vrees ik.

Zoals ik al vertelde, zit ik al 30 jaar in de IT en de laatste 10 jaar als freelancer. En dat draait prima financieel gezien. Maar gevoelsmatig komt de hele ICT me
een beetje de s... uit.
Dus met mijn huidge BV'tje wil ik een andere kant op, dus budget is helemaal geen probleem. Niet dat ik een professioneel apparaat kan/wil kopen, maar ik heb wel wat geld om uit te geven.

Maar hoe zit het met de sterkte van die servomotors, heb ik voor 150 euro een motor met vergelijkbare sterkte als de accuboor motor?

Voor motoren (en zelfs prijzen) kan je ook eens neuzen op: www.nanotec.de

Die hebben stappenmotoren, brushless DC servo's, opschroefbare redukties, lineairactuatoren, en wat ook misschien interessant voor je is: Plug and drive motoren: motoren met ingebouwde positioneermodule die onder Windows configureerbaar is met hun software NanoPro. Ik heb er nig niet mee gewerkt maar voor een ITer lijkt me dat interessant.
Kies een produkt, en klik dan op de tab prijzen en die krijg je dan ook meteen te zien, das het handige eraan.

- - big bang - -

Het probleem van die speling in de slipkoppeling, is dat je een extreem grote backlash krijgt; dus je laat de motor eerst een kant op draaien, en dan wil je de andere kant op, maar blijft het geheel nog een tijdje stilstaan omdat eerst de speling opgeheven moet worden.

Een servo is niets anders dan een motor met een closed-loop regeling, meestal in de vorm van een encoder (incrementele encoder, gray encoder, hall sensor, resolver o.i.d.) en een bijpassende regelaar. Een motor + vertraging van een boormachine zou op zich best bruikbaar kunnen zijn, mits je de backlash binnen de perken kunt houden.

Als je wat geld te besteden hebt, zou ik eens naar de Gecko drives kijken, als ik jouw was. Deze zijn, naar mijn idee, zeer voordelig, maar ik heb er geen ervaring mee. Met de stroomregeling in deze drivers kun je de maximale kracht instellen, en op die manier heb je dus geen slipkoppeling nodig.

Voor de aansturing kun je een PC of laptop gebruiken met een parallel poort, welke stap/richting signalen genereert. Het is dus niet noodzakelijk om een speciale interface kaart te gebruiken. Ik heb al even gespeeld met Mach3, dat is software om het geheel aan te sturen, en ik kreeg zonder al te veel problemen 2 losse motor aan de gang. In sommige gevallen is Mach3 gratis, maar een licentie is ook niet bijzonder duur.

Even terughaken op het begin van de discussie over de 'laserafstandsmeter'.

deze dingen hebben volgensmij alleen maar een laserpuntje om te laten zien waar je op richt. Laserinterferometrie is niet bij de Karwei/Gamma te krijgen. De daadwerkelijke meting zal waarschijnlijk sonar-achtig gebeuren.

Wanneer een professionele bewerkingsmachine afgenomen wordt in de fabriek of door de klant wordt er vaak met behulp van een lasersysteem gemeten hoe nauwkeurig de machine is. Het meetsysteem is gebaseerd op het uit fase lopen van een laserbundel ten opzichte van een afgebroken referentie-bundel met een bekende afstand. Eigenlijk dus wel de mooiste manier om te meten, maar redelijk onbetaalbaar.

De kans zit er dik (99.99%) in dat je hierin gelijk hebt dat de meting niet echt via laser gebeurt. Maar ik denk dat het de TS ook weinig uitmaakt of het nu laser of ultrasoon of zo is.

Inderdaad! Ik had er zelf eens aan zitten rekenen, en vroeg me sterk af hoe ze zoiets betaalbaar zouden kunnen produceren. Antwoord: dat kunnen ze dus niet.

Als de TS echt wil vasthouden aan een dergelijke manier van meten, is een standaard encoder met een dun staaldraadje waarschijnlijk het gemakkelijkst.

Sowieso moest je het weten zou je het ook niet vertellen. Kan je ongeveer 'rijk' van worden denk ik .

Waarom gebruik je niet gewoon stappenmotoren. Die zijn veel makelijker in gebruik dan servo's of boormachines. Haast alle hobby cnc machines gebruiken ze en ook semi prof machines.
Ik heb zelf een freesmachientje gemaakt met stappenmotoren, dat werkt uitstekend.

Je bent IT'er dus je kan vast wel wat programmeren. Met een eenvoudige video camera en een lijnlaser kun je afstanden en contouren meten door triangulatie.

Een hoop informatie ondertussen. Het ziet er naar uit dat ik idd voor een stappen motor moet gaan.

Toch heb ik de indruk dat die lasers wel degelijk middels het licht werken.

Zoals deze: Stanley Tools TLM300

of deze:

http://www.hilti.nl/data/techlib/docs/installation_instructions/measur… (400 euro)

welke laatste zelfs bluetooth heeft maar alleen software voor een PDA.

m.b.t. Gecko drives, als ik me niet vergis zijn dat alleen modules voor de aansturing van een motor, niet de motor zelf.

Ik ga de laser- triangulation is verder onderzoeken en kijken of dat een optie is.

Ik zit momenteel bij mach3 te kijken en er is daar ook een topic over video-probing.

Ik kom hierop terug. Bedankt zover.

Positie meten door middel van een camera en een laser lijkt me niet geschikt voor zulke toepassingen; ten eerste is het veel trager dan normale encoders, en de resolutie is uitermate beroerd.

De maximale theoretische resolutie is gelijk aan de horizontale of verticale resolutie van de camera, in pixels, gedeeld door het meetbereik. Daarbij is de resolutie niet over het hele bereik constant, en zul je in werkelijkheid niet op een pixel nauwkeurig kunnen meten. Daarbij komen nog problemen veroorzaakt door het trillen van de laser, het object en de camera tijdens het gebruik.

Ik denk dat je je moet afvragen welk probleem je eigenlijk op wilt lossen; er zijn beproefde methoden om een dergelijke positie te meten, met encoders op de aangedreven assen, tandsnaren of kabels welke een encoder aandrijven, of lineaire encoders.

Dit alles alleen maar omdat je een motor met slipkoppeling wilt gebruiken, terwijl een koppelregeling veel beter, nauwkeuriger en slijtage ongevoelig met elektronica en software gedaan kan worden (closed-loop PWM stroom regeling). Ik ken geen enkele industriële servoregelaar die het niet standaard kan. Ik weet niet of de Gecko drives het kunnen.

EDIT: @Floppy: mooi gemaakt! Kost wel een paar centen zeker, met zulke geleidingen en zo?

Op 13 juni 2008 11:26:13 schreef SparkyGSX:

De maximale theoretische resolutie is gelijk aan de horizontale of verticale resolutie van de camera, in pixels, gedeeld door het meetbereik.

Nee hoor de resolutie kan veel hoger dan een pixel zijn. Ik heb met een camera de positie van diffractiespotjes op een fluorescerend scherm bepaald. Je meet altijd meer dan een pixel. Door het zwaartepunt van de spot te bepalen kan je haast tot op 1/10 pixel de positie bepalen.
Snelheid valt best mee, ik deed dat op een 486 met een framegrabber en daar haalde ik 10 metingen per seconde.
Encoders heeft de TS niet zoveel aan want hij wil de afstand tot een voorwerp bepalen niet gewoon de positie van zijn kop.

EDIT: @Floppy: mooi gemaakt! Kost wel een paar centen zeker, met zulke geleidingen en zo?

Ja, het begint goedkoop, en dat bevalt niet helemaal en na een tijdje blijkt er 1000 Euro in te zitten. Daarbij nog zo'n 500 Euro aan besturing en voeding.

Sparsky

Ik denk dat je gelijk hebt. Mijn probleem is dat ik een idee heb die ik met de 'conventionele' middelen niet kan realizeren, financieel gezien. Dus probeer ik het op een onconventionele manier te benaderen. Misschien dat er op die manier innovatieve en realitief goedkope oplossingen boven tafel komen.

Het idee van de boormachinemotor heb ik al laten vallen.

Maar goed laten we het van een andere kant benaderen, zeg dat ik 7500 euro wil uitgeven. Hoever kom ik daarmee.
Met als resultaat dat ik 3D objecten van behoorlijke grootte kan bewerken ( l: 1m x b : 1m x h: 2m om maar een maat te noemen). Het gaat dan in de eerste plaats om hout bewerking, maar liever natuurlijk ook andere materialen.

Wat ik een aardig punt vindt van de video-probing bij Mach3 is dat dat concept mij de mogelijkheid zou geven om
ieder object eerst 3D vast te leggen om het vervolgens te kunnen bewerken. Ik vermoed dat de meeste toepassingen hier in 1 vlak liggen, met 'makkelijk' in te voeren dimensies.

floppy, kun je me een indicatie geven wat je machientje je ongeveer gekost heeft aan materiaal?

Op zich zou zo'n boormachine motor best bruikbaar kunnen zijn, inclusief vertraging, als je die slipkoppeling maar goed vast kunt zetten, zodanig dat die enorme speling eruit is. In combinatie met Gecko drivers en een encoder zou dat best geschikt kunnen zijn als aandrijving.

Je zult heel kritisch moeten kijken naar de keuze van de onderdelen, als je voor zo'n kostprijs iets leuks wilt kunnen bouwen. Je kunt voor 7500 euro aan servoregelaars en motoren kopen, dan is het geld op en heb je nog steeds niets gebouwd.

Je zou ook eens na kunnen denken over compleet andere constructies, dan de standaard X/Y/Z portaalmachine, of X/Y tafel en het gereedschap ingeklemd in de Z-as.

Je zou kunnen kijken hoe ver je kunt komen met bijvoorbeeld een draaiende tafel, en met het gereedschap aan een arm opgebouwd uit 2 parallellogrammen, om maar even een wild idee te noemen. Op die manier heb je helemaal geen lineaire geleidingen meer nodig.

Als je radicaal gaat denken, doe het dan goed! Niet alleen andere motoren gebruiken, maar een compleet ander concept.