Schlichte Weg-/Positionssensorik?

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo Experten!

Für eine Konstruktionsaufgabe benötige ich eine sehr schlichte Sensorik zur Echtzeitmessung der Position eines linear verstellbaren Bauteils.
Der Messbereich sollte 0-150mm sein, und es bestehen nur geringste Anforderungen an die Auflösung und Genauigkeit. Wenn das Ganze auf ±1mm genau arbeitet, ist das schon ausreichend. Wie immer sollte es möglichst günstig sein. Deshalb dachte ich an eine berührende Sensorik. Wenn ich mich aber am Markt so umschaue, finde ich nur viel zu genaue, und viel zu teuere Produkte.

Zur Beschreibung: Ich will ein linear geführtes Teil per pneumatischem Zylinder verschieben. Um das Ganze zu automatisieren müsste ich die Position des geführten Teils detektieren können. Ich kann problemlos irgendwelche Schienen oder dergleichen unterbringen, z.B. eine verzahnte Schiene in die ein Zahnrad eingreift, dessen Drehwinkel gemessen wird. Nur so als Beispiel.

Hätte jemand eine konstruktive Idee oder Tipps für Hersteller/Produkte dazu? Bin wie immer für alle Infos dankbar.

Beste Grüße, Resus

#2

Hallo Resus

Für eine Konstruktionsaufgabe benötige ich eine sehr schlichte
Sensorik zur Echtzeitmessung der Position eines linear
verstellbaren Bauteils.
…

Ohne Dir zu nahe treten zu wollen, das ist vielleicht ein Problem für eine 10 jährigen technisch interessierten, ein Student sollte da schon besser drauf sein.

Zur Beschreibung: Ich will ein linear geführtes Teil per
pneumatischem Zylinder verschieben. Um das Ganze zu
automatisieren müsste ich die Position des geführten Teils
detektieren können. Ich kann problemlos irgendwelche Schienen
oder dergleichen unterbringen, z.B. eine verzahnte Schiene in
die ein Zahnrad eingreift, dessen Drehwinkel gemessen wird.

Immerhin kennst Du schon Drehwinkel.

Hätte jemand eine konstruktive Idee oder Tipps für
Hersteller/Produkte dazu? Bin wie immer für alle Infos
dankbar.

Wenn Du beim Gockel Drehgeber oder Längsmessung eingibst, brauchst Du Tage um alles zu sichten.
Es gibt induktive, optische, mechanische Weg- oder Winkelmesssysteme die auf analoger oder digitaler Basis arbeiten.
Es gibt auch Weggeber als Zubehörteil für den Zylinder.
Es gibt Weggeber, die über ein Seil einen Incrementer antreiben. Es gibt Weggeber die incremental linear abtasten ( elektronischer Messschieber). Es gibt auf dem Gebiet nichts, was es nicht gibt.
z.B. schau mal bei www.inducoder.de vorbei.
Gruß
Rochus

#3

Hallo,
ich kann die Problematik insoweit gut verstehen,
als daß es tatsächlich kaum fertige Lösungen gibt, die
wirklich billig sind.

Als Vorschlag würde ich aber mal potentiometrische Messung nennen.
Am einfachten wäre ein einfacher Schiebregler.
Allerdings gibt es so lange Regler wohl kaum.
Bleiben folgende Auswege:
1)
Verkürzung des Weges über einen Hebel ca. 3:1.
Nachteil: Braucht recht großen Bauraum

  1. einfaches Drehpoti (typ. ca. 270° Drehwinkel)
    Das müßte natürlich über ein Rad angetrieben werden,
    welche du per Reibung, Seilzug oder auch Zahnstange antreibst.
    Schau dir dazu mal Antiebe von Skalenzeigern in alten Radios an.

  2. Mehrgangpoti (mit z.B.10 Umdrehungen)
    Da hat man schon andere Möglichkeiten, auch über rel. kleine
    antriebsräder

Alle diese Lösungen habe den großen Nachteil, begrenzter
Zyklenzahl (max. 50.000 bis 100.000)

  1. Einfache Incrementgeber
    Sowas kann man anstelle von Potis auch einsetzen.

Optische Methoden wären auch rel. einfach umzusetzen, sind aber
empfindlich gegen Verschmutzung.

Gruß Uwi

Für eine Konstruktionsaufgabe benötige ich eine sehr schlichte
Sensorik zur Echtzeitmessung der Position eines linear
verstellbaren Bauteils.
Der Messbereich sollte 0-150mm sein, und es bestehen nur
geringste Anforderungen an die Auflösung und Genauigkeit. Wenn
das Ganze auf ±1mm genau arbeitet, ist das schon ausreichend.
Wie immer sollte es möglichst günstig sein. Deshalb dachte ich
an eine berührende Sensorik. Wenn ich mich aber am Markt so
umschaue, finde ich nur viel zu genaue, und viel zu teuere
Produkte.

Zur Beschreibung: Ich will ein linear geführtes Teil per
pneumatischem Zylinder verschieben. Um das Ganze zu
automatisieren müsste ich die Position des geführten Teils
detektieren können. Ich kann problemlos irgendwelche Schienen
oder dergleichen unterbringen, z.B. eine verzahnte Schiene in
die ein Zahnrad eingreift, dessen Drehwinkel gemessen wird.
Nur so als Beispiel.

Hätte jemand eine konstruktive Idee oder Tipps für
Hersteller/Produkte dazu? Bin wie immer für alle Infos
dankbar.

Beste Grüße, Resus

#4

Hallo Resus

Für eine Konstruktionsaufgabe benötige ich eine sehr schlichte
Sensorik zur Echtzeitmessung der Position eines linear
verstellbaren Bauteils.
…

Ohne Dir zu nahe treten zu wollen, das ist vielleicht ein
Problem für eine 10 jährigen technisch interessierten, ein
Student sollte da schon besser drauf sein.

Damit tritts du mir aber entschieden zu Nahe! Ohne dir zu nahe treten zu wollen, aber ein 10jähriger der sich mit Sensorik beschäftigt wäre einfach nur bemitleidenswert. Das wünsche ich wirklich keinem Kind.
Und was heisst hier besser drauf? Wie darf ich das denn verstehen? Sich mit komplexeren Problemen beschäftigen oder wie? Du hast doch keine Ahnung wofür genau ich das benötige. Wie anmaßend ist es eigentlich sich über die Arbeit anderer auszulassen, von der man nicht mal wirklich Bescheid weiß?!

Zur Beschreibung: Ich will ein linear geführtes Teil per
pneumatischem Zylinder verschieben. Um das Ganze zu
automatisieren müsste ich die Position des geführten Teils
detektieren können. Ich kann problemlos irgendwelche Schienen
oder dergleichen unterbringen, z.B. eine verzahnte Schiene in
die ein Zahnrad eingreift, dessen Drehwinkel gemessen wird.

Immerhin kennst Du schon Drehwinkel.

Hätte jemand eine konstruktive Idee oder Tipps für
Hersteller/Produkte dazu? Bin wie immer für alle Infos
dankbar.

Wenn Du beim Gockel Drehgeber oder Längsmessung eingibst,
brauchst Du Tage um alles zu sichten.
Es gibt induktive, optische, mechanische Weg- oder
Winkelmesssysteme die auf analoger oder digitaler Basis
arbeiten.
Es gibt auch Weggeber als Zubehörteil für den Zylinder.
Es gibt Weggeber, die über ein Seil einen Incrementer
antreiben. Es gibt Weggeber die incremental linear abtasten (
elektronischer Messschieber).

Ist mir alles durchaus bekannt. Ebenso wie die Techniken und physikalische Effekte die dahinter stehen. Nur fehlt mir die praktische Erfahrung. Deshalb bin ich auch hier, um auf die Erfahrung anderer zurückgreifen zu können.

Es gibt auf dem Gebiet nichts,
was es nicht gibt.

Anscheinend doch, denn genau da liegt ja mein Problem. Enorme Flut an Produkten, jedoch alles, wie schon beschrieben, zu exakt und zu teuer für meinen Anwendungsfall. Wieso denn mit Kanonen auf Spatzen schiessen?

z.B. schau mal bei www.inducoder.de vorbei.
Gruß
Rochus

Vielen Dank für den Tip, auf der Seite war ich bei meinen Recherchen schon.

Gruß, Resus

#5

Hallo

Ein Endschalter am Anfang und ein am Ende des Wegs.

Die Pneumatikzylinder bekommt man so voll ausgerüstet. Auch die pneum. Lineareinheiten können nur bestellt werden, wenn die Endlagen-Abfrage geklärt ist. Sonst fährt man einfach in die Endlagen.
Meist aber muss ein anderer Bauteil wissen ob und wann dies erreicht ist.
Reed Schalter, induktive Sensoren oder Hebelschalter.

Bei motorischen Lösungen, die ein bisschen teurer sind, kommt es darauf an, ob man Servomotor für eine gewisse Bewegungscharakteristik braucht oder ob ein einfacher Asynchronmotor n=1450 U/min genügt.
Ein Servomotor muss noch referenziert werden, damit die Steuerung weiss, wo der Schlitten steht.

Gruss
Beat

#6

Hallo,
ich kann die Problematik insoweit gut verstehen,
als daß es tatsächlich kaum fertige Lösungen gibt, die
wirklich billig sind.

Als Vorschlag würde ich aber mal potentiometrische Messung
nennen.
Am einfachten wäre ein einfacher Schiebregler.
Allerdings gibt es so lange Regler wohl kaum.
Bleiben folgende Auswege:
1)
Verkürzung des Weges über einen Hebel ca. 3:1.
Nachteil: Braucht recht großen Bauraum

Natürlich steht mir nur sehr begrenzter Bauraum zu Verfügung. Ein bissl schwierig muss es ja auch sein.

  1. einfaches Drehpoti (typ. ca. 270° Drehwinkel)
    Das müßte natürlich über ein Rad angetrieben werden,
    welche du per Reibung, Seilzug oder auch Zahnstange antreibst.
    Schau dir dazu mal Antiebe von Skalenzeigern in alten Radios
    an.

  2. Mehrgangpoti (mit z.B.10 Umdrehungen)
    Da hat man schon andere Möglichkeiten, auch über rel. kleine
    antriebsräder

Alle diese Lösungen habe den großen Nachteil, begrenzter
Zyklenzahl (max. 50.000 bis 100.000)

  1. Einfache Incrementgeber
    Sowas kann man anstelle von Potis auch einsetzen.

Die Mehrgangpotis oder Incrementgeber sind wohl die vernünftigste Lösung. Werde mich diesbezüglich weiter informieren.

Optische Methoden wären auch rel. einfach umzusetzen, sind
aber
empfindlich gegen Verschmutzung.

Und relativ teuer :wink:. Leider ist mit starker Verschmutzung zu rechnen. Dem könnte ja mit einem entsprechend angepassten Gehäuse noch entgegengewirkt werden. Am Ende wird es wohl mal wieder auf den Kostenfaktor rauslaufen.

Gruß Uwi

Gruß, Resus
Und vielen Dank für die Antwort!

#7

Vielen Dank für die Infos!
Gruß, Resus

#8

Hallo Resus

Für eine Konstruktionsaufgabe benötige ich eine sehr schlichte
Sensorik zur Echtzeitmessung der Position eines linear
verstellbaren Bauteils.

Dann nimmst Du ein 10 Gang Potentiometer (100 k), baust eine kleine Seilrolle dran mit Umfang 15 mm und kannst damit die Widerstandswerte über 150 mm ablesen, bzw. Spannungs- oder Stromänderungen.
Wenn Dir das auch zu teuer ist, dann wir es richtig schwierig.

Gruß
Rochus

#9

Es kommt drauf an was du mit dem signal anfangen willst. Wenn du es auf eine steuerung geben willst brauchst nen analogeingang (analogeingang=teuer und brauch auch meist normsignale)d.h. wenn du einen recht preiswerten sensor (10gang poti z.b.) daher nimmst ist der aufwand der signalaufbereitung recht groß.
Wenn du einen inkremental drehgeber nimmst der z.b. bcd signale ausspuckt so ist dieser reicht einfach über digitaleingänge der steuerung auszulesen.

Wie gesagt es kommt drauf an was du mit dem messwert anstellen willst.

#10

Dann nimmst Du ein 10 Gang Potentiometer (100 k), baust eine
kleine Seilrolle dran mit Umfang 15 mm und kannst damit die
Widerstandswerte über 150 mm ablesen, bzw. Spannungs- oder
Stromänderungen.
Wenn Dir das auch zu teuer ist, dann wir es richtig schwierig.

Gruß
Rochus

Vielen Dank! Etwas in die Richtung hatte ich jetzt auch geplant.

#11

Hallo! Ja, richtig vermutet was ich nicht angegeben hatte (sorry): Das Signal soll zur Überwachung und Steuerung des Linearantriebs genutzt werden.
Szenario: Meine Steuerung gibt dem Antrieb eine Position vor. Diese wird angefahren und soll natürlich überwacht und bei Notwendigkeit nachgeregelt werden.
Bis dato habe ich noch keinen passenden Antrieb mit integrierter Sensorik gefunden, weshalb wahrscheinlich eine Eigenkonstruktion nötig sein wird.

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