Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kantentaster für Fräse


von Michael S. (michael_s992)


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Hey,
Ich habe eine normale Fräsmaschine mit xy-Tisch und so und möchte gerne 
eine kleine Apparatur bauen, um die Kanten von Metallstücken abzutasten.
Hierbei habe ich mir gedacht, dass ich per Komparator die Spannung 
zwischen Spindel und Powerfeed (siehe Anhang) gegen eine 
referenzspannung vergleiche und sobald die Spannung über die Fräse 
sinkt, weil ich mit dem Werkzeug das Werkstück berühre, ein Piepsinal 
ertönt und eine LED aufleuchtet.

Randdaten:
- Eingangsspannung: 12V
- Piepen und LED zusammen: 45mA @12V
- Messleitung (-) an Powerfeed
- Messleitung (+) an Spindel
- Widerstand ohne berühren ca. 4-6 Ohm
- Widerstand bei Berührung ca. 0-3 Ohm

Da es kaum kleinohmige Potis gibt, würde ich die Referenzspannung gerne 
mit 2 Klemmblöcken und 10 Ohm und anderen Widerständen dazwischen 
einstellen, auch weil diese resistent gegen Vibrationen sind.

Nun zu meiner Frage:
kann mir jemand einen kleinen Schaltplanvorschlag machen, der das kann?

Danke im Vorraus =)

von MaWin (Gast)


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Michael S. schrieb:
> Da es kaum kleinohmige Potis gibt

Wozu brauchst du ein Poti ?

Du musst deine Tastspitze vom Werkstück und damit der ganzen Maschine 
elektrisch isolieren, und TROTZDEM muss die Tastspitze einen so genauen 
Rundlauf haben wie deine Messgenauigkeit sein soll.

Das ist eher ein mechanisches Problem. Zudem stellt sich die Frage nach 
der Verkabelung des isolierten Teils, man nimmt daher gerne eine 
Batterie im Tastkopf.

https://www.ebay.de/itm/175009053852

Die Schaltung ist primitiv: A23 Batterie, 
https://www.tme.eu/en/details/lpb1475b-to-12/piezo-transducers-with-generator/cre-sound-electronics/lpb1475b-to-12-4-0-7-6-r-lab/ 
Summer dient gleich als Vorwiderstand, rote LED, Kontakt, alle in Reihe. 
So genau reagiert der natürlich nicht auf 3V vs. 4V, das ist auch 
komplett unnötig.

Da eine CNC beim Verfahren aber nicht sofort stoppt, wenn der 
Kantentaster Signal gibt, muss seine Tastspitze nachgiebig sein, wie im 
Modell oben die gefederte Kugel (die aber nur seitlich federt  nicht als 
Höhentaster brauchbar).

Wieder nur ein mechanisches Problem.

von DJ (Gast)


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von Hermann S. (diphtong)


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Powerfeed...was für ein Wort^^

Willst Du wirklich die Spannung über die Ganze Fräsenmechanik schicken?
Würd eher einen isolierten Tastkopf bauen, mit ner kleinen Knopfzelle, 
piezopiepser und LED, vereinfacht auch die Elektronik -> Kontakt oder 
kein Kontakt...nix mit Widerstand messen oder so.

von Hermann S. (diphtong)


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DJ schrieb:
> Hallo,
> hier ist es einfacher, mit diesen anzutasten.
> https://www.ebay.de/itm/314019356071?hash=item491d031da7:g:X8kAAOSwIj5ilyz-

Ah ja genau sowas...aber bei dem Preis braucht man überhaupt nicht 
überlegen mit selber bauen.

von Michael S. (michael_s992)


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Hermann S. schrieb:

> Willst Du wirklich die Spannung über die Ganze Fräsenmechanik schicken?
Ja, habe kein Problem damit und sollte auch kein Problem für die 
Maschine sein, da ich bei dem eigentlichen Fräsvorgang die Apparatur 
ausschalten werde.

> Würd eher einen isolierten Tastkopf bauen, mit ner kleinen Knopfzelle,
> piezopiepser und LED, vereinfacht auch die Elektronik -> Kontakt oder
> kein Kontakt...nix mit Widerstand messen oder so.
Will nicht extra was einspannen, schon garnix mit Batterie. Würde gerne 
mit den Fräsern selber auch antasten können, um beispielsweide eine 
genaue Höhe abzufräsen.

von Michael S. (michael_s992)


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MaWin schrieb:

> Du musst deine Tastspitze vom Werkstück und damit der ganzen Maschine
> elektrisch isolieren, und TROTZDEM muss die Tastspitze einen so genauen
> Rundlauf haben wie deine Messgenauigkeit sein soll.
muss ich nicht, da wenn ich mit einem Fräser das Werkstück berühre der 
Gesamtwiderstand zwischen Spindel und Powerfeed sinkt. Das will ich auch 
auslesen.
man nimmt daher gerne eine

> Batterie im Tastkopf.
>
> https://www.ebay.de/itm/175009053852
Ich will nicht extra was einspannen müssen, ich will auch mal mit dem 
eingespannten Fräser messen, das ist als Bedienung einfacher


> Da eine CNC beim Verfahren aber nicht sofort stoppt, wenn der
> Kantentaster Signal gibt, muss seine Tastspitze nachgiebig sein, wie im
> Modell oben die gefederte Kugel (die aber nur seitlich federt  nicht als
> Höhentaster brauchbar).
Die Maschine ist keine CNC Maschine, sondern eine manuelle. Manuell kann 
ich sehr langsam an die kante ranfahren, bis es Piept. dabei mmacht es 
dann auch nix, wenn ich dabei etwas zu weit fahre (10-50µm). Die 
Maschine ist dehnbahr :).
> Wieder nur ein mechanisches Problem.

von Maxe (Gast)


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In dem Fall einen Spannungsteiler über die Maschine bilden und als 
Referenz dazu einen einstellbaren Spannungsteiler mittels Poti. Beides 
auf die Eingänge eines Komparators. So würde ichs versuchen.

von MaWin (Gast)


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Michael S. schrieb:
> muss ich nicht, da wenn ich mit einem Fräser das Werkstück berühre der
> Gesamtwiderstand zwischen Spindel und Powerfeed sinkt. Das will ich auch
> auslesen.

Du hast noch nie gefräst ?

Ein Fräser ist nicht rund, sondern hat mehrere Schneiden. Je nach dem 
wie er steht, gibt das eine Differenz bis zum halben Fräserdurchmesser.

Drehen darf der Fräser auch nicht, denn die Späne, die er schneidet, 
hängen an den Schneiden und fransen am Werkstück aus und vergrössern den 
Durchmesser leicht bis zu 1mm.

Michael S. schrieb:
> Würde gerne mit den Fräsern selber auch antasten können, um
> beispielsweide eine genaue Höhe abzufräsen.

Normalerweise fährt man manuell den Fräskopf mit eingespanntem Fräser so 
weit runter, bis ein Papierstück (oder Plastikstreifen definierter 
Dicke) gerade eben eingeklemmt wird.

von Michael S. (michael_s992)


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MaWin schrieb:

> Du hast noch nie gefräst ?
>
> Ein Fräser ist nicht rund, sondern hat mehrere Schneiden. Je nach dem
> wie er steht, gibt das eine Differenz bis zum halben Fräserdurchmesser.
Der Fräser läuft während der Messung natürlich und erzeugt somit ein 
fast homogenes akustischen und optisches Ausgangssignal.

> Drehen darf der Fräser auch nicht, denn die Späne, die er schneidet,
> hängen an den Schneiden und fransen am Werkstück aus und vergrössern den
> Durchmesser leicht bis zu 1mm.
Solange ich nicht ausversehen direkt ins Werkstück fahre, kann der 
Fräser keine Späne schneiden, da es immer eine Mindestspandicke gibt. 
Der Fräser ist vorher natürlich auch sauber, Selbstverständlich.

> Normalerweise fährt man manuell den Fräskopf mit eingespanntem Fräser so
> weit runter, bis ein Papierstück (oder Plastikstreifen definierter
> Dicke) gerade eben eingeklemmt wird.
Das ist eine durchaus valide Option, die ich auch selber schon genutzt 
habe, dennoch würde ich gerne meine Idee ausprobieren, da diese 
schneller und einfacher für viele Projekte wäre.

von Sven (Gast)


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Es wird auch gerne leitendes Alutape auf das Werkstück geklebt um einen 
Kontakt zu ermitteln. Die Klebebanddicke muss man dann natürlich 
berücksichtigen.

von KM (Gast)


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>Ich will auch mal mit dem eingespannten Fräser messen, das ist als Bedienung 
einfacher
...
> Manuell kann ich sehr langsam an die kante ranfahren, bis es Piept.

Was du suchst ist sowas wie ein Durchgangspiepser.

Schaltungen hierzu findest du dutzendweise im I-Net unter den Begriffen
Conduction Tester, Continuity Checker,  R-Beeper, etc.

Für die gleiche Anwendung habe ich meinen Edge-Finder auf Basis der in 
AN-47 von NS vorgeschlagenen VCO Schaltung aufgebaut.

Die beiden Anschlussleitungen haben am Ende 2 kleine 3mm 
Neodym-Magnetchen zum schnellen anheften wens gebraucht wird.

Eins für den Schraubstock und das andere kommt an die Überwurfmutter der 
Spannzange.

Natürlich muss man den Fräser in die richtige Stellung drehen, das 
versteht sich doch von selbst.
Und bei laufenden Fräser messen zu wollen, auf die Idee bin ich noch nie 
gekommen, zumal man dann sofort Kratzmarken im Werkstück hat.

Wie gesagt das ganze ist nix für die vollautomatisch CNC-Station sondern 
für den DIY handgekurbelten Frästisch zum schnellen Nullen der 
Positionsanzeige.

von Michael S. (michael_s992)


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Maxe schrieb:
> In dem Fall einen Spannungsteiler über die Maschine bilden und als
> Referenz dazu einen einstellbaren Spannungsteiler mittels Poti. Beides
> auf die Eingänge eines Komparators. So würde ichs versuchen.

Würde das so gehen?
(LED hat ein internen Vorwiderstand, und zieht zusammen mit dem Buzzer 
etwa 45mA; VCC = 12V)

von Hermann S. (diphtong)


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Is eigentlich echt ne interessante Idee, aber genauso kann ich auch mit 
nem Fräser ohne irgend eine Elektronik  "antasten".
Du wirst auch mit Sicherheit ne Spur in der Ofl hinterlassen, egal wie 
hoch die Mindestspandicke ist.

Für X/Y nehm ich immer nen normalen 10mm Kantentaster, für Z direkt den 
Fräser. Das ist genau genug, mit Gefühl und Erfahrung misst du das 
nichtmal raus, was der Fräser beim antasten in Z weghaucht. X und Y mitm 
drehenden Fräser antasten wirst du immer sehen.

von KM (Gast)


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Michael S. schrieb:
> Fraese.jpg
> - Widerstand ohne berühren ca. 4-6 Ohm
> - Widerstand bei Berührung ca. 0-3 Ohm

Solang deine Spindel gegenüber dem Werkstück/Kreuztisch nicht elektrisch 
isoliert ist, wird es schwer sein die sich zufällig ergebenden 
Kontaktübergangswiderstände (z.B. im Spindelkugellager,Kreuztisch) in 
den beiden "Kontakt"-Fällen Fäser->Werkstück verlässlich zu 
unterscheiden, unabhängig von der gewählten elektrischen 
Auswerteschaltung.

von Egon D. (Gast)


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KM schrieb:

> Und bei laufenden Fräser messen zu wollen, auf die Idee
> bin ich noch nie gekommen,

Dann hast Du keine Metall-Ausbildung gemacht.


> zumal man dann sofort Kratzmarken im Werkstück hat.

Deswegen wurde dieser Schritt bei uns "Ankratzen"
genannt.

von Wolfgang (Gast)


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MaWin schrieb:
> Du hast noch nie gefräst ?
> Ein Fräser ist nicht rund, sondern hat mehrere Schneiden. Je nach dem
> wie er steht, gibt das eine Differenz bis zum halben Fräserdurchmesser.

Wer zu blöd ist, den Fräser so zu drehen, dass er die anzutastende Kante 
mit der Schneide berührt, hat selber Schuld. Und der Cosinus ist oben 
flach.
Ein Fehler von einem halben Fräserdurchmesser könnte nur mit Fräsern 
ohne Kerndurchmesser entstehen.
Hast du dir schon einmal einen Fräser angesehen?

von MaWin (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Hast du dir schon einmal einen Fräser angesehen?

Oh, da versucht einer oberschlau zu sein.

Nimm einen 2-schneider der zum Eintauchen geeignet ist und taste den 
ganz vorne an. Je nach Stellung ist es wie beschrieben "bis zum" halben 
Fräserdurchmesser möglich, bevor man auf den Freiwinkel der abweisenden 
Schneide trifft.

Ja, ich habe vor dem Posten nachgedacht, du nicht.

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