6m Motorstrecke auf 0,1mm genau vermessen

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Also ich (Elektroniker) habe das Problem das ich einen Prüfstand vermessen soll. Dieser Prüfstand fährt senkrecht hoch und runter und soll Füllstandstanksonden auf Genauigkeit Prüfungen. So jetzt zum Problem:

Das ganze hat einen elektronischen Regler und wird angetrieben von einem Servomotor der schon im µm Bereich regelt aber der kennt nun mal nicht die mechanische Ungenauigkeit des Riemen antriebs. Da unsere Firma das Teil eigentlich komplett fertig gekauft hat sollte ich nur die Genauigkeit überprüfen - mit einem Maßband!!! im 0,1mm Bereich…

Klar das da schon alleine ablese toleranzen von +/- 0,5mm sind. Da ich aber jetzt schon mehrmals (sogar mit Kamera um den ablesefehler zu minimieren) den Stand so vermessen habe, aber immer wieder etwas anderes raus bekommen habe, will ich mal wissen wie das richtig von einem Fachmann gemacht wird. Ach ja der Stand sollte eine Wiederholgenauigkeit von 0,1mm auf einen Meter haben.

Das habe ich schon überlegt:
Lasermessgeräte - haben aber eine zu große Toleranz

Auf eure Vorschläge bin ich gespannt…

MfG EGS

#2

Hi ESG,

Auf eure Vorschläge bin ich gespannt…

also erst mal solltest Du das ganze Ding temperieren, sonst ist all die Präzision für die Katz!

Für Deine Präzisionsanforderungen gibt es Messysteme, die grob gesagt, die Anzahl der Wellenberge eines Lichtstrahls zählen, die Auflösung liegt dabei bei unter 10 Mikrometer.
Wie die Dinger genau heißen kann ich nicht sagen, sie werden aber im Bereich spanender Formgebung, z.B. bei großen Wellen für Großturbinen verwendet. Dort muß alles mit Toleranzen von weit weniger als 0,1 mm gefertigt werden.

Gandalf

#3

Hallo,

Wie die Dinger genau heißen kann ich nicht sagen […]

Da dürften Laserinterferometer gemeint sein. Damit würde es gehen, hiermit vllt auch http://www.tsb-shop.de/safedataframe.html?fsrc=http:… ?

greetings s.

#4

Hi EGS,

interferometrische Distanzmessung heißt das Verfahren.
http://wlw.de/sse/MainServlet?sprache=de&land=DE&anz…
hier sollte ein Lieferant zu finden sein.

Gandalf

#5

Also das ganze ist ein einem geheizten Raum welcher maximal um 2-3°C schwankt (Absolut: 21° - 24°) aber was verstehst du unter temperieren??

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#6

In dem Shop habe ich nichts besonderes gefunden…

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#7

Ich schätze mal das Verfahren ist wohl schon das richtige aber die Toleranzen sind einfach viel zu groß mit +/- 1mm kann ich da nichts anfangen. Und aus denen vielen Anbietern die Geräte mit normaler Toleranz verkaufen den raus zu finden der das eine genauere hat ist auch recht aufwendig. (und ich habe schon mehr als 15 Anbieter angeschaut) Kann mir keiner von euch Profis einen Hersteller empfehlen wo es solche Geräte gibt. Möglichweise sind solche Geräte auch zu teuer um sie zu kaufen eventuell weiß vielleicht jemand wo man so etwas mieten kann…

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#8

Hallo,

In dem Shop habe ich nichts besonderes gefunden…

Die Meßschieber waren nur ein Gedanke. Wenn es denn unbedigt interferometrisch sein muss, dann frage hier mal nach: http://www.jenaer-mt.de/web2/index.php .

greetings s.

#9

Ja die haben schon mal etwas besseres DANKE

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#10

Hi EGS,

genaueres weiß ich leider nicht, mein Bruder ist Metaller und hat mir von diesen Dingern erzählt. Die vermessen Turbinenwellen und -schaufeln, die locker 20 m lang sind auf weit weniger als 0,05 mm +/-
Werd ihn fragen, wenn ich ihn das nächste mal sehe.

Gandalf

#11

Hi ESG,

aber was verstehst du
unter temperieren??

um eine solche Präzision vernünftig anwenden zu können, müssen alle Parameter entsprechend genau eingehalten werden. Es nützt wenig, einen Parameter ungemein genau zu fassen, einen anderen, der auch zur Präzision beiträgt, aber außer acht zu lassen.
Bei Distanzen von 6 m und Auflösungen von besser 0,1 mm spielt die Temperatur eine wesentliche Rolle, weil Stahl einen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 10-5/K hat. Sich also pro K um 0,01 mm pro Meter ausdehnt und zusammenzieht.
Bei einer Temperaturschwankung von mehr als 2 - 3 K wäre Deine Genauigkeit also für die Katz.
Du mußt die Messung also immer bei der gleichen Temperatur durchführen; das meine ich mit Temperieren.

Gandalf

#12

Ich schätze mal das Verfahren ist wohl schon das richtige aber
die Toleranzen sind einfach viel zu groß mit +/- 1mm kann ich
da nichts anfangen. …

Hallo,

du verwechselst das was - gemeint ist nicht ein Handwerkerlaser aus dem Baumarkt, sondern ein Präzisions-Interferometer wie z.B. Agilent 5529A. Soweit ich weiss musst du mit Preisen im Bereich 200 kEURO rechnen.

Alles andere kannst du ungeprüft vergessen, Laserinterferometer sind die Standardtechnik für Präzisionsmessungen. Ich würde keine andere Messung enerkennen.

Gruss Reinhard

#13

Linearmaßstäbe
Hallo,

gekauft hat sollte ich nur die Genauigkeit überprüfen - mit
einem Maßband!!! im 0,1mm Bereich…
Ach ja der Stand sollte eine Wiederholgenauigkeit von 0,1mm
auf einen Meter haben.
Lasermessgeräte - haben aber eine zu große Toleranz

falls dir die Sache mit dem Laserinterferometer doch zu kompliziert
und teuer wird (ist auch eher für Labor gut, als für raue Industrie-
umgebung), dann schau mal nach Linearmaßstäben. z.B. hier:

http://www.hegewald-peschke.de/03_produkte/laengen_0…
http://www.heidenhain.com/index.php?WCMSGroup_2238_1…
http://www.magnopol.com/index.php?menu=2&umenu=2

Gruß Uwi

#14

Hallo

Vielleicht kommt es auch darauf an, wie genau die Füllstandstanksonden nachher sein sollen.
Sollen die nur voll, 3/4, 1/2, 1/4 und leer anzeigen, ist das Maßband wohl in Ordnung.

Ein Servomotor mit Zahnriemen muß ja gar nicht so schlecht sein, im Drucker hab ich ja auch so etwas. Die Schrittweite des Servomotors ist wichtig. Ohne die zu wissen, kommst Du überhaupt nicht weiter.
Wiederholgenauigkeit ist auch durch das verwendete Fasermaterial im Zahnriemen bestimmt.
Nylon könnte sich etwas dehnen, Stahl eher weniger z.B…

Entscheidest Du Dich, den Schrittmotor zugleich als Meßmaßstab zu verwenden, würde ich einen Referenz oder Nullpunkt empfehlen, und außerdem kontrollierende Messungen vornehmen.

Im Werkzeugbau gibt es verschiedene Tastgeräte und Maßstäbe.

Entscheidest Du Dich eine zusätzliche Meßvorrichtung als Maßstab dadranzubauen, solltest Du nochmal beim Chef nachfragen, denn schon ein Linearmaßstab(Glaslineal) kostet ein klein wenig und er kommt nicht ohne genaue Führung aus.

Was die 6 Meter betrifft, ist ein Maßband sicher passend, aber nicht was die gefordete Genauigkeit von 0.1mm betrifft.
Es gäbe allerdings vielleicht die Möglichkeit, einen Maßstab anzubringen, und einen Nonius zum Ablesen dadran zu führen. Es kommt dabei natürlich auf Deinen Aparrat an, ob das überhaupt geht usw…
MfG
Matthias

#15

Ja tatsächlich aber eben genau das wollte ich hier wissen wenn auch einbisschen teuer denn der Stand kostet nur knapp 130 k€ aber DANKE

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#16

Also kurz erklärt:

Die Füllstandssonde wird im trockenen Zustand gemessen und dann im ganz Nassen zustand. Daraus errechnet die Elektronik dann die Füllstände. Anschließend wird dann überprüft in 10 Messungen ob die Abweichungen in der Toleranz liegen. Und eben die Abweichungen werden in 0,1mm angezeigt. Allerdings sind die Messungen keine Absoluten sondern relative d.h. die Sonde wird ein Stück eingetaucht bis einen bestimmten Wert angezeigt wird. Dann fährt er quasi 10 Füllstände an und vergleicht immer die Abweichungen vom ersten Punkt.

Höchstwahrscheinlich werde ich wenn etwas in Frage kommt ein Linearmaßstab benutzen da die anderen Methoden recht teuer sind

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#17

Hi

Nur mal so ne Frage. Die Füllstandssonde eines Tanks soll auf 0,1mm Genaugkeit vermessen werden. Was für ein Medien (flüssig oder fest) mit einer Oberflächengenauigkeut von 0,1mm werden später mit diesen Sonden gemessen? Oder gehts in Deinem Fall nur darum die Genauigkeit des gelieferten Linearantriebes zu kontrollieren. Bei 6m Verfahrlänge (=12m Gesamtlänge) wirst Du die Wiederholgenauigkeit mit einem noch so gross dimensionierten Zahnriemen wegen seiner Eigenelastizität nicht erreichen. Damit ist Dein System in der gewünschten Genauigkeit zwar messbar aber Du wirst nie den gleichen Wert erhalten ausser durch Zufall. Solche Systemanforderungen (Wiederholgenauigkeit)werden in der Regel bei solchen Verfahrwegen über Messzahnstangen angetrieben und nicht mit Riemen. Bei vertikaler Einbaulage fällt das Umkehrspiel des Getriebes ja weg. Die Wiederholgenauigkeit misst Du am einfachsten wenn Du auf eine bestimmte Position fährst, eine Messuhr auf die Fahrbahn setzt, den Wert aufschreibst und diese Position 5x anfährst. Das machst Du einmal Morgens um 7h00 5x wenns in der Firma noch kalt ist und einmal am Nachmittag wenn schön eingeheizt ist. Du wirst staunen. Der Zahnriemen ändert die Länge sicher mehr als 0,1mm bei einem Temp.unterschied von 8°C. Dazu kommt noch dass die Dehnung des Zahnriemens wenn Dein Messkopf oben ist eine Andere ist als wenn er unten ist und 5m Riemen über sich hat. Somit also, wenn das Signal später vermutlich am Resolver abgenommen wird, die Änderung auch nicht linear sein wird. Hier empfiehlt sich eine externe Wegstreckenmessung über Magnetband damit kannst Du die Vorrichtung vermessen und später gleich weiter benützen.

LG Lois

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#18

also die sonde soll so genau vermessen werden. das ganze wäre mir ja egal wenn die sonde die gleichen abweichungen hätte wie am alten sondenprüfstand (Daran messen die nämlich alles!!!). der hat übrigens die gleiche technik drin mechanisch mit riemenantrieb aber veraltete Regelungstechnik. Wahrscheinlich testen wir schon 10 jahre damit!!!

es sollen hauptsächlich treibstofftanks also diesel usw… vermessen werden.

so wie du das beschreibst werden wir ohne linearmaßband auf eine toleranz von mind. 1-2mm kommen oder wie??? denn wir haben ja für diese wiederholgenauigkeit bezahlt. Ich bin eigentlich nur der der die Genauigkeit überprüfen sollte. Um jetzt nochmal auf die temperatur zurück zu kommen kann man ein System so wie ich es beschrieben habe überhaupt ohne temperaturkompensation verkaufen mit der angegebenen Genauigkeit?? Denn wir haben insgesamt 3 Prüfstände unterschiedlicher Länge (3m,4m,6m) bei der Firma bestellt 2 für die Produktion und einen für die Entwicklung. Der für die Entwicklung (3m) hat so ein lineares Maßband dran. Kann ich davon ausgehen das das absolut die Genauigkeit von 0,1mm auch temperaturunabghängig gewährleisten kann??? (das lineare Maßband hat die geforderte Auflösung)

Den alten Prüfstand kann man wohl auch vollkommen vergessen…

MfG EGS

Hi

Nur mal so ne Frage. Die Füllstandssonde eines Tanks soll auf
0,1mm Genaugkeit vermessen werden. Was für ein Medien (flüssig
oder fest) mit einer Oberflächengenauigkeut von 0,1mm werden
später mit diesen Sonden gemessen? Oder gehts in Deinem Fall
nur darum die Genauigkeit des gelieferten Linearantriebes zu
kontrollieren. Bei 6m Verfahrlänge (=12m Gesamtlänge) wirst Du
die Wiederholgenauigkeit mit einem noch so gross
dimensionierten Zahnriemen wegen seiner Eigenelastizität nicht
erreichen. Damit ist Dein System in der gewünschten
Genauigkeit zwar messbar aber Du wirst nie den gleichen Wert
erhalten ausser durch Zufall. Solche Systemanforderungen
(Wiederholgenauigkeit)werden in der Regel bei solchen
Verfahrwegen über Messzahnstangen angetrieben und nicht mit
Riemen. Bei vertikaler Einbaulage fällt das Umkehrspiel des
Getriebes ja weg. Die Wiederholgenauigkeit misst Du am
einfachsten wenn Du auf eine bestimmte Position fährst, eine
Messuhr auf die Fahrbahn setzt, den Wert aufschreibst und
diese Position 5x anfährst. Das machst Du einmal Morgens um
7h00 5x wenns in der Firma noch kalt ist und einmal am
Nachmittag wenn schön eingeheizt ist. Du wirst staunen. Der
Zahnriemen ändert die Länge sicher mehr als 0,1mm bei einem
Temp.unterschied von 8°C. Dazu kommt noch dass die Dehnung des
Zahnriemens wenn Dein Messkopf oben ist eine Andere ist als
wenn er unten ist und 5m Riemen über sich hat. Somit also,
wenn das Signal später vermutlich am Resolver abgenommen wird,
die Änderung auch nicht linear sein wird. Hier empfiehlt sich
eine externe Wegstreckenmessung über Magnetband damit kannst
Du die Vorrichtung vermessen und später gleich weiter
benützen.

LG Lois

#19

Hallo,

Entwicklung (3m) hat so ein lineares Maßband dran. Kann ich
davon ausgehen das das absolut die Genauigkeit von 0,1mm auch
temperaturunabghängig gewährleisten kann???

Wie soll das gehen? Bei Änderung der Temp. verändert auch der
Maßstab bzw. der Träger des Maßstabes seine Länge.
Nun die positive Nachricht: Das kann man leicht kompensieren,
wenn man die Temp. berücksichtigt.

Gruß Uwi

#20

also die sonde soll so genau vermessen werden. das ganze wäre
mir ja egal wenn die sonde die gleichen abweichungen hätte wie
am alten sondenprüfstand (Daran messen die nämlich alles!!!).
der hat übrigens die gleiche technik drin mechanisch mit
riemenantrieb aber veraltete Regelungstechnik. Wahrscheinlich
testen wir schon 10 jahre damit!!!

es sollen hauptsächlich treibstofftanks also diesel usw…
vermessen werden.

werden die Tanks vermessen oder die Sonden die in den Tanks reinkommen?

so wie du das beschreibst werden wir ohne linearmaßband auf
eine toleranz von mind. 1-2mm kommen oder wie???

bei 6m schätze ich schon

denn wir haben ja für diese wiederholgenauigkeit bezahlt. Ich bin
eigentlich nur der der die Genauigkeit überprüfen sollte. Um
jetzt nochmal auf die temperatur zurück zu kommen kann man ein
System so wie ich es beschrieben habe überhaupt ohne
temperaturkompensation verkaufen mit der angegebenen
Genauigkeit??

ja, weil vom Lieferanten in der Regel eine konstante Umgebungstemperatur und Einbaulage vorgegeben ist, Kompensation Temperatur siehe Uwi ist steuerungsseitig relativ leicht möglich

Denn wir haben insgesamt 3 Prüfstände
unterschiedlicher Länge (3m,4m,6m) bei der Firma bestellt 2
für die Produktion und einen für die Entwicklung. Der für die
Entwicklung (3m) hat so ein lineares Maßband dran.

Was bei der Bestellung nicht eingegrenzt oder definitiv gefordert bzw niedergeschrieben wurde ist in der Regel nicht erstreitbar.

Der Hersteller weiss wohl warum

Kann ich davon ausgehen das das absolut die Genauigkeit von 0,1mm auch
temperaturunabghängig gewährleisten kann??? (das lineare
Maßband hat die geforderte Auflösung)

Ja wenn Du kompensierst. Dazu wirst Du bei verschiedenen Temperaturen Referenzmessungen machen müssen damit Du weisst °C x = Komp.Faktor y usw

Den alten Prüfstand kann man wohl auch vollkommen vergessen…

Nein. Dem hättet ihr wahrscheinlich nur die Magnetstreifenmessung verpassen müssen. Damit passiert die Messung im System nämlich vor allen Problemen, ausser der Temp.längung des Messmittels und die ist eher nicht so Dein Problem. Dass der Hersteller beim 3m System eine andere Messung verwendet bestätigt die Annahme dass er das Problem kennt. Ich kenne diese Probleme von der mech. Seite wenn im cnc Bereich positioniert wird und am Antrieb über Resolver die Position erfasst wird, vor allem bei nicht vertikalen Bewegungen weil die Summe der Umkehrspiele im Antrieb noch dazukommt. Die 6m Messung steht oder liegt die? 6m stehend ist heftig da hast Du im Sommer unter dem Hallendach locker mal 40°C.

LG Lois

MfG EGS

Hi

Nur mal so ne Frage. Die Füllstandssonde eines Tanks soll auf
0,1mm Genaugkeit vermessen werden. Was für ein Medien (flüssig
oder fest) mit einer Oberflächengenauigkeut von 0,1mm werden
später mit diesen Sonden gemessen? Oder gehts in Deinem Fall
nur darum die Genauigkeit des gelieferten Linearantriebes zu
kontrollieren. Bei 6m Verfahrlänge (=12m Gesamtlänge) wirst Du
die Wiederholgenauigkeit mit einem noch so gross
dimensionierten Zahnriemen wegen seiner Eigenelastizität nicht
erreichen. Damit ist Dein System in der gewünschten
Genauigkeit zwar messbar aber Du wirst nie den gleichen Wert
erhalten ausser durch Zufall. Solche Systemanforderungen
(Wiederholgenauigkeit)werden in der Regel bei solchen
Verfahrwegen über Messzahnstangen angetrieben und nicht mit
Riemen. Bei vertikaler Einbaulage fällt das Umkehrspiel des
Getriebes ja weg. Die Wiederholgenauigkeit misst Du am
einfachsten wenn Du auf eine bestimmte Position fährst, eine
Messuhr auf die Fahrbahn setzt, den Wert aufschreibst und
diese Position 5x anfährst. Das machst Du einmal Morgens um
7h00 5x wenns in der Firma noch kalt ist und einmal am
Nachmittag wenn schön eingeheizt ist. Du wirst staunen. Der
Zahnriemen ändert die Länge sicher mehr als 0,1mm bei einem
Temp.unterschied von 8°C. Dazu kommt noch dass die Dehnung des
Zahnriemens wenn Dein Messkopf oben ist eine Andere ist als
wenn er unten ist und 5m Riemen über sich hat. Somit also,
wenn das Signal später vermutlich am Resolver abgenommen wird,
die Änderung auch nicht linear sein wird. Hier empfiehlt sich
eine externe Wegstreckenmessung über Magnetband damit kannst
Du die Vorrichtung vermessen und später gleich weiter
benützen.

LG Lois