Empfehlung/Idee für Antriebssystem Zugprüfung

[illi]

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Moin, ich bin bisher nur interessierter Mitleser und habe wenig geschrieben.

Nun habe ich etwas Hilfe nötig bzw. benötige eine gute Idee: Wir wollen unseren Setzungsprüfstand modernisieren.

Bei der Setzung wird eine Gummiprobe gezogen. Die Auslenkung wird mit einer konstanten Kraft durchgeführt, diese gehalten und der Weg über die Zeit (Wochen-Monate) gemessen. Bisher wird die Kraft über Gewichtsstücke aufgebracht. Dabei hat man eine automatische Kraftregelung.

Jetzt möchte ich gern die Kraft einstellbar machen bzw. auch die Möglichkeit haben, einen konstanten Weg auszulenken. Da wird das mit den Gewichten nicht mehr ganz so einfach. Eine andere Alternative wäre mit Pneumatikzylindern zu arbeiten und den Druck über ein Regelventil einzustellen.

Ich hatte aber jetzt an eine Spindellösung gedacht, da ich dann freier mit der Regelung bin. Den Lastrahmen und das Ganze drum herum würde unsere Werkstatt erledigen, Steuerungstechnik wäre mein Part. Aufbau dachte ich an einen C-förmigen Rahmen, oben Kraftmessdose, unten Antrieb. Aber wie könnte die Belastungseinheit aussehen?

Spezifikation sollte sein: Kraft 500-1000N, Hub 100mm, Geschwindigkeit nicht wichtig, Messsystem Weg? (Auflösung min. 0,01mm besser 0,001mm: Messuhr, Glasmaßstab, Messtaster, ...)

Das Ganze sollte 10-fach aufgebaut werden, so dass der Preis nicht ganz unwichtig ist. 1 Belastungseinheit mit Antrieb inkl. Antr.-Verstärker und Wegmessung sollte > 3000 Euro liegen.

Als Antrieb habe ich bisher so etwas gefunden: http://www.a-drive.de/produkte_aktuatoren.php Schrittmotor mit durchgehender Gewindespindel

Was habt ihr für Ideen?

Gruß Illi

 

[Larry Laffer]

Hallo,
ich habe so etwas ähnliches für einen Sitz-Höhenversteller-Prüfstand gemacht.
Als Servo-Antrieb dient mir hier ein passender Bosch-Rexroth-Servo. Hier habe ich im Regler die Möglichkeit eine Drehmoment-Begrenzung einzuschalten und die Schleppfehler-Überwachung abzuschalten. Betrieben wird das Ganze im Positionier-Betrieb. Der Antrieb bekommt von mit einen Positions-Sollwert, den er eigentlich nicht erreichen kann und eine Geschwindigkeit, die nicht zu schnell ist um den Prüfling zu beschädigen, aber schnell genug, um eine Abweichung nachregeln zu können. Das funktioniert ganz gut - du darfst aber vom Antrieb zum Prüfling möglichst KEINE Übersetzung drin haben ...

Natürlich funktioniert das auch mit anderen vergleichbaren Antriebsreglern und Antrieben ...

Gruß
Larry

 

[Ralle]

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Hallo,
ich habe so etwas ähnliches für einen Sitz-Höhenversteller-Prüfstand gemacht.
Als Servo-Antrieb dient mir hier ein passender Bosch-Rexroth-Servo. Hier habe ich im Regler die Möglichkeit eine Drehmoment-Begrenzung einzuschalten und die Schleppfehler-Überwachung abzuschalten. Betrieben wird das Ganze im Positionier-Betrieb. Der Antrieb bekommt von mit einen Positions-Sollwert, den er eigentlich nicht erreichen kann und eine Geschwindigkeit, die nicht zu schnell ist um den Prüfling zu beschädigen, aber schnell genug, um eine Abweichung nachregeln zu können. Das funktioniert ganz gut - du darfst aber vom Antrieb zum Prüfling möglichst KEINE Übersetzung drin haben ...

Natürlich funktioniert das auch mit anderen vergleichbaren Antriebsreglern und Antrieben ...

Gruß
Larry

So ähnlich hatte ich das auch angedacht, aber das dann über Wochen oder Monate??? Ob das wirklich Sinn macht, die ganze Zeit am Netz und bei Stromausfall ist die Prüfung hin...

 

[ostermann]

Hast du mal gerechnet, ob du mit den Aktoren von A-drive auf die geforderten Kräfte kommst? Ich halte das aus dem Bauch heraus für grenzwertig. Einen Geber kann man an diese Antriebe auch nur selten anbauen. Hinzu kommt, dass die wenigsten Schrittmotorsteuerungen eine echte Drehmoment-Einstellung erlauben. Du willst ja wenn ich das richtig verstehe zunächst mit Positionsregelung eine Position anfahren und dann auf Drehmomentregelung umschalten?

Wie soll denn der ganze Prüfstand gesteuert werden? Über PC oder PLC/SPS? Mit welchen Herstellern hast du ggf. schon Erfahrung?

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

 

[illi]

Wenn ich mir die Kennlinien auf Seite 17 anschaue: http://www.a-drive.de/download/adrive_aktuatoren_kennlinien.pdf

dann lese ich daraus, dass 500N durchaus bei einem Motorgröße Nema 34 erreichbar sind. Eine Geschwindigkeit von 2-3mm/s sollte unter Last ausreichen.

Prüfstandsteuerung mittels Wago-SPS. Damit habe ich schon ein bißchen was gemacht. Es soll erstmal eine Kraftregelung über eine separate Kraftmessdose aufgebaut werden. Keine Momentenregelung über den Motor.

Im Moment hänge ich noch bei einer preiswerten aber doch halbwegs präzisen Wegmessung (Auflösung 0,01-0,001mm). Messuhren mit 100mm Hub sind nicht mehr so günstig. Andererseits, falls ich später mal eine Wegregelung implementieren möchte, bräuchte ich ein kontinuierlich messendes System. Ein Glasmaßstab, Messtaster (z. B. http://www.waycon.de/fileadmin/pdf/Digitaler_Messtaster_DK.pdf) wäre noch teurer. Und dazu braucht man noch den Inkrementalgeber-Modul von Wago.

Es sind noch jede Menge Fragezeichen beim Konzept. Auch der Einwand was passiert beim Stromausfall ist sehr wichtig. Vielleicht muss ich über Motoren mit Bremse nachdenken.

Alternativ werde ich noch über eine pneumatische Lösung nachdenken. Meiner Meinung nach ist diese jedoch regelungstechnisch nicht so schön.

Gruß Illi

 

[Larry Laffer]

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Eine Geschwindigkeit von 2-3mm/s sollte unter Last ausreichen.

Das erscheint mehr sehr langsam - ich würde mich (aus Erfahrung mit so etwas) auch nicht unbedingt auf eine Beschränkung einlassen ...

Es soll erstmal eine Kraftregelung über eine separate Kraftmessdose aufgebaut werden. Keine Momentenregelung über den Motor.

Bei einem vernünftigen Regler könntest du auch die Kraft-Messdose auf den Regler zurückführen. Hier brauchst du übrigens sehr wahrscheinlich auch noch einen Messwert-Wandler - eine Kraft-Messdose liefert dir auch normalerweise nicht 0-10V als Ausgangs-Signal.

Im Moment hänge ich noch bei einer preiswerten aber doch halbwegs präzisen Wegmessung (Auflösung 0,01-0,001mm). Messuhren mit 100mm Hub sind nicht mehr so günstig. Andererseits, falls ich später mal eine Wegregelung implementieren möchte, bräuchte ich ein kontinuierlich messendes System. Ein Glasmaßstab, Messtaster (z. B. http://www.waycon.de/fileadmin/pdf/Digitaler_Messtaster_DK.pdf) wäre noch teurer. Und dazu braucht man noch den Inkrementalgeber-Modul von Wago.

Hier ist die Frage nach der Genauigkeit. Ein System, dass die 0-10V als Ausgangswert liefert ist meißt (wegen der Digitalisierung, die du wieder machen mußt) nicht besonders genau. Wenn du eine Genauigkeit im 100stel mm-Bereich oder besser brauchst dann wäre inkrementell der richtige Ansatz (hier gäbe es auch z.B. noch Keyence). Bei Messtastern darauf achten, dass sie bis zu einem bestimmten Grad Querkräfte vertragen können - selbst bei einer richtig tollen Konstruktion wirst du die bekommen. Die Taster von Waycon sind da sehr empfindlich ...
Wenn du mit einem Servo-Motor arbeitest kannst du hier aber auch die Ist-Position des Antriebs abfragen - die stellen die Regler normalerweise gerne zur Verfügung und in den entsprechenden Genauigkeits-Bereich kommst du hier normalerweise auch.

Gruß
Larry

 

[winnman]

Wie ist es, wenn du bei den Gewichten bleibst, die aber auf einem Hebel verschiebst? (zB 1m Hebel, Ausgangsstellung Gewicht über der Hebelwelle -> F=0; Gewicht ganz am Ende -> F=100%)

Damit kannst du ganz ohne Energie die Kraft aufrecht erhalten.

Die Weg Messung und Kraft Messung musst ja sowieso erstellen.

 

[weißnix_]

Jetzt noch einen Absolutwertgeber für die Position dran - Perfekt für die Langzeitmessung ohne Angst vor dem Referenzverlust (Stromausfall).

 

[Knaller]

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Moin
Bei Bosch Rexroth gibt es einen Prozess Regler wirkt direkt im Regler der kann die kraftmessdose direkt verarbeiten. Wird für fügeprozesse oder eben als Kraftregler verwendet. Es gibt da fertige linearachsen mit indradrive cs.


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