Maschinenbau Durchgangsprüfer für FIP

[techniker96]

Hallo Elektrikfans,

Ich habe 2012 für meine Abschlussprüfung in Technik eine s.g. "Fachinterne Prüfung" kurz FIP durchzuführen. Sprich ein Werkstück zu bauen und darüber einen kurzen Vortrag zu halten. Für das Werkstück habe ich 12-15h Zeit. Ich kann aber auch einzelne Komponenten daheim vorfertigen.

So nun zu meinem Problemfall: Ich möchte gerne einen Durchgangsprüfer (für eine Imaginäre Maschine) bauen.

Das zu Prüfende Teil bewegt sich auf einem Förderband. (Ich dachte dabei an Schrittmotoren)
Die Prüfung soll durch eine Lichtschranke erfolgen. Wenn diese nicht unterbrochen wird, geht alles seinen normalen gang. Wenn sie das allerdings wird, soll das Teil aussortiert werden.

Ab jetzt gibt es zwei Varianten: Mir wäre es Grundlegend egal auf welche es hinausläuft. (Weis nicht welche einfacher für das Schaltbild ist)

1: Das Aussortieren funktioniert mithilfe eines Schiebers. Dafür wird ein weiterer Motor gebraucht. Dieser soll aber nur ca. eine viertel/halbe Umdrehung drehen um den Schieber in Position zu fahren, anschließend wieder zurück.(Wäre auch durch ein Getriebe zu Realisieren). Das Förderband muss dazu weiterlaufen.

2: Das Aussortieren erfolgt durch Druckluft. Dazu bräuchte man ja nur ein Elektrisch Ansteuerbares Ventil. Das nur einen Moment offen bleibt um das Teil wegzupusten (Wird auf Lego hinauslaufen). Das Band könnte dazu stehen bleiben.

Elektrische Lösungsansätze:

Eine Sensorschaltung steuert den Schrittmotor. (Den für das Förderband). Allerdings muss ich ja die Schaltung für den 2. Motor/Ventil integrieren. Ich weiß nun nicht genau wie ich es schaff das ich zum einen den Arbeitstakt halte. (Der vom Förderband vorgegeben wird) und wie ich es schaffe das meine Teile aussortiert werden wenn die Lichtschranke jene beanstandet.

Betriebsspannung sind 12V angedacht.

Vielen Dank für alle eure Antworten im Vorraus!! Bin für alle Tipps dankbar!

Bei Fragen die sich bestimmt auftuen, FRAGEN!

Kevin

 

[patois]

(Weis nicht welche einfacher für das Schaltbild ist)

Fang einfach mal an die Schaltbilder zu entwerfen, dann kannst du doch selbst feststellen, was für dich einfacher aufzubauen ist.

Greetz
Patois

 

[kurtisane]

Hallo!

Mir fehlt da jetzt Deine Logik für die Aussortierung, in dem Fall von z.B. zig. Lego-Steinen.
Wie soll eine Lichtschranke alleine erkennen welcher der vorbeifahrenden Lego-Teilen aussortiert werden muss?
10 sind ok, wie wird das dann erkannt u. das 11. soll dann ausscheiden, wo bleibt die Erkenntnis der einen Lichtschranke alleine, jetzt muss das vorbeifahrende "fehlerhafte" Teil durch den Schieber beiseite geschoben werden damit es zum Ausschuss dann vom Band befördert wird?

Ich denke eher, das wird der springende Punkt werden !?

 

[patois]

:idea:

Man könnte eine Aussortierung nach der Lage der Bausteine vornehmen, was bei Teilen oftmals ein Kriterium ist, sie von der folgenden Bearbeitung auszuschließen.

Also flach liegend wird als "gut" durchgelassen.

Auf der Seite liegend ergibt eine Erhöhung über den Ausmaßen der flachliegenden Teile und kann von einer Lichtschranke erkannt werden, die dann den Ausstoß initiert.

Genau so fällt natürlich ein senkrecht stehendes Teil aus dem Rahmen und kann ebenfalls von der Lichtschranke erkannt werden und "abserviert" werden.

Da sehe ich kein Problem. Man muss nur die Ausschlußkriterien entsprechend definieren.

Greetz
Patois

 

[techniker96]

@patois: genau richtig erkannt die Bausteine werden verschieden positioniert, evtl. reicht sogar so eine Gabellichtschranke.

zu den Optionen, ich habe bisher leider keine elektrisch schaltbaren Ventile gefunden?! bzw. waren sie alle völlig überdimensioniert. Gibt es sowas auch für 2-4mm Pneumatik Schläuche?

edit: Habe nach ein bisschen Googlen nun doch was gefunden, auch bezahlbar. Damit würde ich das ganze also Pneumatisch steuern.

Mit dem Schaltbild komme ich nicht weiter, die Elektronik steht mit mir bisschen auf Kriegsfuß. :roll: Hat jemand ein guten Ansatz auf dem ich aufbauen könnte?

grüße Kev

 

[d.kuckenburg]

Ohne bewegliche Mechanik

Wer braucht Ventile und Lichtschranken?

Um herausragende Teile zu erfassen und auszusondern, genügt ein einfacher Bügel, der alle über das Sollmaß herausragende Teile "abfischt", d.h. er leitet diese Teile in schräger Richtung zur Kannte des Förderbandes, wo sie dann "über Bord" gehen!

Da Lego-Steine relativ leicht sind, wird die Ermittlung des Winkels, in dem die Lego-Steine noch zuverlässig abgeleitet werden können, eine entscheidende Rolle bei der Ausarbeitung des Projektes spielen. Auf jeden Fall sollte der Bügel so konstruiert werden, dass er justierbar ist.

Damit eine minimale Haftung zwischen Lego-Stein und ableitendem Bügel gewährleitet werden kann, sollte intensiv über das als Bügel verwendetet Material nachgedacht werden. Zusätzlich sollte man versuchen die Gleitfläche geometrisch auf beste Gleiteigenschaften zu optimieren.

MfG D.Kuckenburg

 

[patois]

Eine Sensorschaltung steuert den Schrittmotor. (Den für das Förderband). Allerdings muss ich ja die Schaltung für den 2. Motor/Ventil integrieren.

Was verstehst du unter "Sensorschaltung" ?

Soll das Förderband getaktet werden, also nicht kontinuierlich die Teile transportieren?

Ein DC-Motor wäre viel einfacher anzusteuern als ein Schrittmotor!

Hast du schon berechnet welche Leistung dein Antriebsmotor haben muss, um dein Förderband antreiben zu können?

Mit welcher Geschwindigkeit soll das Förderband laufen?

Bei hoher Geschwindigkeit könnte es erforderlich werden den Motor auf Schleichgang umzuschalten, um das auszustoßende Teil in eine definierte Position zu bringen, also dort hin, wo der Ausstoß erfolgen kann.

Wie willst du die elektrische Schaltung aufbauen?

In Relaistechnik oder Elektronik? Gibt es von Seiten der Prüfungskommission dazu Vorschriften?

Hast du einen Druckluftanschluß zur Verfügung?

Über Ventile wurde hier im Forum vor kurzem auch ausführlich diskutiert! Anhand der Suchfunktion des Forums kannst du die entsprechenden Beiträge sicher finden; eventuell als Autor den Namen vaneesh bei der Suche hinzufügen.

Aber wichtig ist, dass du selbst engagiert an deinem Projekt arbeitest und uns keine Informationen vorenthalten werden, sonnst könnten die Ratschläge ungewollt in eine falsche Richtung führen.

Greetz
Patois

 

[vaneesh]

Hi Patois,

...
Ein DC-Motor wäre viel einfacher anzusteuern als ein Schrittmotor! ...

ach wo, die Ansteuerung ist z.B. mit nem <a href="http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/c/0g0gh362kxwx30o7xi4x2i4jzffy.pdf" target="L297">L297</a> und nem L298 ganz einfach. Dann noch nen PIC oder nen Atmel dazu und man hat alle Freiheiten die man braucht.

Aber auch bei nem Schrittmotor muss man kontrollieren, wo man grad ist - Manchmal vergisst der nen Schritt, wenn zu abrupt umschaltet oder wenn es zu schwer geht (weil z.B. das Prüfstück wo gegen rumpelt).
Das macht man so ähnlich wie bei ner uralten Kugelmaus, wo dann auch noch ein Sync irgendwo da sein muss.

Solang aber net klar ist, was das good/bad-Kriterium ist, halt ich mich da raus.

 

[techniker96]

Vielen dank für eure Rückmeldung erstmal,

1. Druckluftanschluss steht zur Verfügung.
2. Die Idee mit dem "Abfischen erfüllt zwar den Zweck, ist mir für meine Prüfung nicht anspruchsvoll genug. Handelt es sich dabei ja nur um einen einfache Schaltung un die Vorrichtung.
3. Von den Prüfern gibt es keine Vorgaben, alles kann Verwendet werden.
4. Zum Motor, ich würde das gerne mit einem Schrittmotor machen. Da ich zum Auswerfen des Legosteinchens auch Zeit brauche. Ich habe mich für die Variante mit Druckluft entschieden. Kann dann das Aussortieren Hinter der Lichtschranke erfolgen oder muss ich das genau dann machen wenn die Lichtschranke den Fehler endeckt? So eine Art Timer?

http://www.luedeke-elektronic.de/produc ... MOTS2.html Dieser für meine Zwecke ausreichend?

Das Förderband wird (hoffentlich) sehr Leichtläufig, ich will es Kugellagern.

4. Was ich unter "Sensorschaltung" verstehe. Ich will durch die Lichtschranke ja mein Druckluftventil öffnen/schließen. Nach meiner Überlegung kann ich ja die beiden Stromkreise (1. für Förderband & 2. für Ventil) entkoppeln, oder?!

Zu dem 1. Schaltkreis, wenn ich also den Schrittmotor verwenden möchte. Könntet ihr mir da eine Schaltung grob zeichnen? Ich habe eine derartige Schaltung noch nicht gefertigt. Was für Komponenten brauche ich? Was muss ich sonst noch beachten?

Der 2. Schaltkreis muss ja nur mein Ventil steuern, wenn die Lichtschranke unterbrochen wird, geht das Ventil (am besten mit Verzögerung >Einstellbar?!<) auf. Das Legoteil wird aussortiert.

Alles Richtig überlegt soweit?

Grüße & danke für alle Antworten
techniker

 

[patois]

.
Folgende Fragen drängen sich auf:

1) Werden die Teile durch eine "Vereinzelung" auf das Förderband aufgelegt?

2) Wie eng (in welchem Abstand) folgen die Teile aufeinander auf dem Förderband?

3) In welcher Ausrichtung liegen die Teile auf dem Förderband?

Also bei einem auf der Seitenkante liegenden Teil, das quer zum Förderband liegt, wird die Dunkeltastung der Lichtschranke so kurz sein ( f von v des Förderbandes ), dass das Förderband erst zum Halten kommt, wenn die Lichtschranke schon wieder frei ist, also eigentlich 'gut' meldet. Das ist aber eine Abhängigkeit (f von v) von der Velocity des F-Bandes.

4) Das "Wegblasen" der Teile könnte je nach derer Lage auch Probleme bereiten. Daher sollte man sofort Versuche unternehmen, um festzustellen, ob nicht das nachfolgende Teil auch "vom Winde verweht" wird?
Denn einerseits muss der Luftstrom stark genug sein das betreffende Teil wegzublasen, während andererseits die nächsten Teile nicht beeinflußt werden dürfen.

Es ergeben sich im Laufe der Zeit sicher noch einige andere Details, die man noch näher untersuchen muss.

Greetz
Patois

 

[techniker96]

@patois um deine Fragen zu Beantworten:

1. Die Teile werden von Hand auf das Band gelegt, Es wird aber auf dem Band Markierungen gemacht, das die Legoklötzchen immer den gleichen Abstand haben.

2. Der Abstand ist variabel, ich denke da an so ca.5-8cm zwischen den einzelnen Teilen.

3. Die Legoklötzchen sind völlig variabel!! Ich hab euch mal ein Bild gemacht, wie ich mir das Vorstelle.

http://s11.postimage.org/dphwg37f3/CIMG3586.jpg

Links das Teil das i.O. ist, rechts das Fehlerhafte.
So wie die Teile nun liegen würden sie auch auf dem Band liegen. Zum Maßstabsvergleich habe ich mal eine 20ct Münze daneben gelegt.

Wozu muss man das Band anhalten? Wegblasen sollte ja gut möglich sein, auch ohne anzuhalten.

4. Das habe ich soeben mit dem Heimischen Kompressor getestet. Schon ca. 2-3Bar Druck reichen aus. Der Luftstrahl trifft auch nur exakt das Teil das aussortiert wird.

Was die Elektronik angeht bin ich leider immer noch nicht weiter. Was die Mechanischen Sachen angeht, richtet sich in diesem Fall das nach der Elektronik.

grüße Kevin

 

[edi]

ach wo, die Ansteuerung ist z.B. mit nem L297 und nem L298 ganz einfach. Dann noch nen PIC oder nen Atmel dazu und man hat alle Freiheiten die man braucht.

Aber auch bei nem Schrittmotor muss man kontrollieren, wo man grad ist - Manchmal vergisst der nen Schritt, wenn zu abrupt umschaltet oder wenn es zu schwer geht (weil z.B. das Prüfstück wo gegen rumpelt).
Das macht man so ähnlich wie bei ner uralten Kugelmaus, wo dann auch noch ein Sync irgendwo da sein muss.

Solang aber net klar ist, was das good/bad-Kriterium ist, halt ich mich da raus.

Was für ein Schwachsinnsbeitrag!!!

Da sagt der Themenersteller das er mit der Elektronik nicht viel am Hut hat, er einen einfachen Bandantrieb erstellen will und was wird ihm
suggeriert? Das es ja gaaaaanz einfach ist einen Schrittmotor über einen Prozessor zu anzusteuern, mit Rückmeldung usw usw.....und das alles im Gegensatz zu einen DC Motor wo Spannung angelegt wird und läuft....

Was ein Schwachsinn....

 

[ray82]

Hm,

mit deinen Legoklötzchen haste jetzt tatsächlich ein Aufgabe in Sachen Erkennung.

Lichtschranke nicht unterbrochen alles i.O.
Lichtschranke unterbrochen - irgendwas schaltet.

Wenn jetzt dein "intaktes Bauteil" durchfährt unterbricht es je nach Einstellung die Lichtschranke.

Dein defektes Bauteil ist mit einer Lichtschranke m.E. schwer bis garnicht auszuwerten.

Du müßtest ja, bei bekannter Geschwindigkeit mit der sich die Bauteile bewegeben auf eine Unterbrechung der Lichtschranke alle XX Sekunden warten und wenn die Unterbrechung nicht kommt (weil ja das "Anbauteil" fehlt) dann dein Ventil auslösen.

Das mehrere Legosteine auf einmal Wegpusten Problem dürfte sich relativ gut über eine Düse oder sowas umgehen lassen.

 

[patois]

.

Links das Teil das i.O. ist, rechts das Fehlerhafte.

Jetzt beginnt die Babylonische Sprachverwirrung:

Seither habe ich angenommen, dass das Teil, welches flach liegt und daher unter der Lichtschranke durchläuft ohne erkannt zu werden, das gute Teil ist.

Demnach hätte ich dann das Teil mit dem Aufbau als fehlerhaft erkannt, da es die Lichtschranke ausgelöst hätte.

Was nun :?:

Das Unterbrechen des Lichtstrahls und somit das Auslösen der Lichtschranke, wäre das Signal zum Anhalten des Bandes.

Wie weiter oben beschrieben, kann man aber nicht gewährleisten, dass das Band so schnell stillgesetzt werden kann, dass das Teil noch im Lichtstrahl stehen bleibt, d as heißt, dass man das Signal der Lichtschranke, welches bei Strahlunterbrechung ausgelöst wird, SPEICHERN muss.

sorry, muss unterbrechen, später weiter ....

 

[ray82]

Hallo,

ich hab schon verstanden wie du das meinst.

Nur das Problem ist immer noch das gleiche.

Das "intakte" Teil unterbricht die Lichtschranke.
Das "fehlerhafte" Teil unterbricht sie nicht.

Das Fehlerhafte Teil erzeugt somit kein Signal was du auswerten kannst um z.B. dein Ventil zu öffnen.

Du musst also, wie ich oben schon beschrieben habe sozusagen immer auf das Signal "Bauteil ist in Ordnung" (sprich Lichtschranke unterbrochen) warten und kannst nur wenn das nicht zur Erwarteten Zeit kommt dein Ventil auslösen, was wie gesagt zwar möglich aber erheblich aufwendiger ist.

edit: hä? jetzt ist seine Antwort weg...

 

[techniker96]

@patois:
tut mir leid, meine schuld!! Es ist genau umgekehrt wie von mir Beschrieben.

Lego o.k.: Keine Unterbrechung der LS
Lego nicht o.k.: Unterbrechung der LS

@ray82: Der Lichtstrahl wird ja nur von den kleinen Klötzen oben auf dem Großen durchbrochen (organgene Markierung). Da ist das Signal bei einem der beiden Zustände ja eindeutig, oder?

http://s7.postimage.org/g9wqkwhyf/awawdawdawd23.jpg

Das Unterbrechen des Lichtstrahls und somit das Auslösen der Lichtschranke, wäre das Signal zum Anhalten des Bandes.

Wie weiter oben beschrieben, kann man aber nicht gewährleisten, dass das Band so schnell stillgesetzt werden kann, dass das Teil noch im Lichtstrahl stehen bleibt, d as heißt, dass man das Signal der Lichtschranke, welches bei Strahlunterbrechung ausgelöst wird, SPEICHERN muss.

Aber warum muss es denn Stillgesetzt werden? Wenn das mit Luftdruck ausgepustet wird, benötigt das doch kaum Zeit, Band muss d.h auch nicht angehalten werden.

Das Auspusten erfolgt sobald die LS das fehlerhafte Teil erkennt. Dadurch kann ich mir auch den Schrittmotor und die (für mich) schwierige Ansteuerung ersparen. Ein "normaler" Motor, der über ein Getriebe das Band (in entsprechendem Tempo)antreibt reicht völlig aus.

Wenn also die Lichtschranke unterbrochen wird, wird
Zeitgleich das Ventil geöffnet. Darauf sollte doch eine Schaltung aufbaubar sein, die genau das tut?

Danke für euer Feedback & Tipps
Grüße Kevin

Edit: Habe meinen Denkfehler soeben bemerkt & Korrigiert so lässt sich das Bewerkstelligen?! :roll:

 

[ray82]

Ahoi,

ja so sollte es gehen =)

Dann kannst dir den Schrittmotor natürlich sparen.
Immer wenn das "defekte bauteil" (also das mit dem aufbau) die Lichtschranke unterbricht öffnet das Ventil und pustet das Legosteinchen weg.

Was hast du für eine Lichtschranke? Dann könnte man gleich mal gucken wie du das konkret aufbaust.

 

[patois]

:idea:

Das Problem ist, dass der direkt von der Lichtschranke "abgeleitete" Impuls (je nach Förderbandgeschwindigkeit) zu kurz sein könnte um ein Magnetventil anzusteuern, selbst wenn es ein schnellreagierendes wäre. Das ist aber kein unbeherrschbares Problem; man kann das über ein Monoflop in den Griff bekommen. Das "Pusterohr" muss voraussichtlich in Bewegungsrichtung etwas hinter die Lichtschranke positioniert werden, justierbar.

Denke, dass die Angelegenheit nun doch schon ziemlich geklärt ist.

Greetz
Patois

 

[d.kuckenburg]

:lol:

Ich warte hier immer noch auf einen konstruktiven Beitrag von "Moderator" edi.

Auf richtiger Rechtschreibung würde ich da nicht einmal bestehen.

Schon ein merkwürdiges Forum hier, wie einst der Rage schon schrieb, wo Moderatoren die Beiträge anderer Leute als Schwachsinn bezeichnen dürfen.

MfG D.Kuckenburg

 

[kurtisane]

Hallo!

Ich denke dass sich da "edi" aus logischen Gründen nicht mehr meldet.

Der Fragesteller will was, wo er er selber davon "0" Ahnung hat, beruht ja schon auf die Frage wie das System es erkennen soll u. kann, welches Teil dann zum "Ausschuss" kommt.
Und bevor das nicht im Ansatz geklärt ist, braucht das Förderband gar nicht losfahren.

Und wenn es dabei schon hapert, erübrigt sich schon jede weitere Diskussion, auch für mich.

Man kann nicht für solche komplexen Anfragen immer gleich eine passende Antwort parat haben u. was sich mancher ganz einfach "vorstellt" ist oftmals mehr als nur Hilfe in einem speziellen Elektrikforum für Installation u. Hauselektrik, einfach nachzufragen !

Einfach zum Nachdenken !