Endschalter?

Hallo Zusammen,


wie löst Ihr das bei CNC-Fräsen-Eigenbau mit den Endschaltern?

- Magnet (ist das Zuverlässig resp. Genau
- Gabellichtschranken
- mechanisch betätigte Schalter
- oder...



Gruss
Flex

hallo!
ich arbeite bei meinen maschinen nur mit software endschaltern. als zusätzliche sicherheit kann ich noch mechanisch auf block fahren
( das brauchst du ja sowieso es könnte ja mal ne brems nicht funktionieren)
zahnstange

Der Endschalter ? eine Geschichte in mehreren Akten.

An fing es vor vielen Jahre, die C?T war damals noch ein handliches Heft, muß so um 1985 gewesen sein, ein Eigenbauplotter wurde vorgestellt, 1500 Mark sollte alles mit Steuerung kosten, damals ein guter Preis für einen Stiftplotter.

Aber nicht für ein paar Baumarktwinkel. Die Steuerung, damals auf Z80-Basis, die war gut vor allem auch, weil der die Software beschreibende Teil in der CT viele Fehler hatte.

Die Endschalter waren die klassischen, kleinen Tastschalter, auf die man drauffuhr, dann stoppte die Referenzfahrt. Der Schalter für X war fix, der für Y fuhr mit dem Schlitten mit. Die Kabel machten das nicht lange mit....

Daß hier die TTL-Signale (5V) direkt in die Elektronik gingen, störte nicht so sehr, das Kabel war kurz und die Motore schwach ? und sehr laufruhig.

Bessere Mechanik gebaut, X mit beidseitigem Doppelnatrieb und diesmal brauchte der eine Endschalter auch nicht mitfahren. Diese Geräte haben sich einige Leute nachgebaut und haben sie heute noch. TTL blieb, aber es waren jetzt auch Lichtschranken, die man nicht mehr zerfahren konnte.

Da man nicht wusste, wo der die Mechanik beim Einschalten steht, musste man sich also an den Endschalter heranschleichen, mit Pech diagonal über?s A3-Blatt.

Später, die erste Fräse entstand. Fahrweg ordentlich, der Z80 etwas lahm. Fahrweg war 750mm in X und Y. Endschalter jetzt wieder Lichtschranke, da ging das mit den 5m Kabel nicht mehr, weil zum einen der FU alles eklig stören konnte und auch die Schrittmotore mit ihren 5m Kabel und (damals noch) 70V Betriebsspannung jetzt auch Störimpulse machen konnten.

Da das Ganze direkt in Z8ß-Maschinensprache geschrieben wurde, hab ich auch gleich eine eigene Sprache benutzt. Als übergeordneten Steuerrechner hatte ich einen Amiga1000 (einen der allerersten, hab ich immer noch!), darauf lief die Benutzeroberfläche und schon fast so was wie CAD/CAM. Ein Joke am Rande war die Sprachausgabe, die dann sagte, welches Werkzeug man in die Spindel reintun sollte.

Das waren diese kleinen, handelsüblichen Lichtschranken für gut 1-2 Euros. Bei meinen 12V bekam ich durch die Empfängertransistoren nicht genug Strom durch, das Ganze war sehr störempfindlich. Daher hab ich den ganzen Signalweg optisch ausgekoppelt, die Lichtschranken bekamen Verstärker direkt vor Ort. Damit war Ruhe, aber die Referenzfahrt immer noch lahm. Plastikringe auf der Kugelgewindespindel sorgten notfalls für eine weiche Bruchlandung.

Natürlich gab es auch Softwareendschalter, die drauf aufpassten, daß man nicht drüber hinausfuhr, aber ich wollte die Lichtschranken behalten, um mit Vollgas loszischen zu können, setze ich also in Referenzfahrtrichtung jeweils eine zweite Lichtschranke davor, fuhr man in die ein, bremste die Steuerung ab, die zweite schaltete die PowerRelais für die Endstufenversorgung ab.

Etwas nervig war auch die schlechte Reproduzierbarkeit, selbst wenn man mit Sorgfalt immer von derselben Seite anfuhr und die Flanke mittelte, 1/10mm war das höchste der Gefühle.

Danach portierte ich mir das Ganze auf den PC, C++ und Klassenkonzept erlaubten u. a. eine sehr freie Konfigurierbarkeit der Achsen und wenn man neue Fiunktionen wollte, brauchte man diese Fähigkeit nur einer Achse zu verleihen, die anderen konnten es auch. 8 Achsen reichten auch dicke, die Grenze kam von der IO-Karte, damals noch ISA-Bus, später PCI.

Im Job machten wir einen großen Auftrag, eine Vielzahl von Motörchen war zu fahren. Nur womit? Die Softies hatten eh schon 15 Stck RS232 verbraten und damit ihre liebe Not, also haben wir das Ganze mal ein wenig erweitert und die sechzehnte Schnittstelle genutzt.

Als Optionen kam damals die regeltechnische Verarbeitung von Glasmaßstäben rein, auch die ganz teueren Holomaßstäbe, Regelfenster, Schleppfehler usw. Damals konnte man einen, zwei oder drei Endschalter setzen, diese nach Lust und Laune konfigurieren, war der Schalter erreicht, die Anfahrtechnik bestimmen und der Steuerung sagen, auf welchen Wert der Positionszähler zu stehen hatte. Zu guter Letzt konnte die Maschine dann auch gleich einen bestimmten Punkt anfahren und diesen wieder als Referenzpunkt setzen, also wieder gezielt aus dem Endschalter fahren.

Das war eine Forderung der Serviceleute, wenn die was tauschen mussten, brauchten sie den Endschalter oder die Lichtschranke nur hinzuschrauben und konnten den durch den Tausch entstandenen Offset mittels Teach-In schnell wieder kompensieren, für den Kunden hatte der Tausch damit nicht stattgefunden. Im Grunde so was wie Shift und G54.

Auch bei den ?elektronischen Handrädern? hatten wir einfache Tasten mit Poti zum Fahren auf Tastendrduck, das mochte kaum jemand, beliebt waren die aus dem Modellbau bekannten Analogjoysticks, auch hier wurde bei der Charakteristik immer mehr verfeinert, Schrittmotore mit variabler Schrittweite im Betrieb und natürlich auch so etwas ähnliches wie der Trackball.

Hier musste dann aber ne Trennlinie rein, ich konnte mir diese Hardware selbst nicht mehr leisten, allein die Schrittmotorendstufen kosteten 750 Euro das Stück, das war aber sagenhafte Qualität.

Aber ein paar Dinge hab ich mir dann selbst auch noch reingeschrieben, meinen ?Flying-Init?, ziemlich spät erst bin ich dahinter gekommen, daß man die Referenzfahrt auch ohne Wegmeßsystem überhaupt nicht braucht und beim ersten Werkzeugwechsel nebenher mit erledigen kann. Die Werkzeuge musste ich auch immer von Hand wechseln, ich hatte Spannzange in der Spindel, damit konnte ich die nicht voreinstellen, das erledigte eine auf den Kopf gestellte Mitutoyo-Meßuhr, mit dem von oben bekannten Prob der Kabellänge, den Wert holte sich der Rechner und verrechnet die Länge, Mahr kam erst später, die hatten dann auch 25mm, deren RS232 war aber auch wieder so ein Kapitel für sich.

Usw. usf. Aber es blieb bei mir immer bei den billigen Lichtschranken. Die Industrieversion wurde auf sehr teure Lichtschranken umgestellt, die schalten sehr präzise und temperaturunabhängig. Auch fährt man kein Dauersignal, sondern ein unregelmäßig gepulstes Signal, damit kann man die Funktion gut prüfen.

Was ist draus geworden? Alles an Softwarerrechten, Quelltext usw. hab ich letztlich dann an meine damaligen Kunden verschenkt, die Maschine steht noch in der (inzwischen baufälligen) Werkstatt, vieles fehlt inzwischen, weil abgebaut, aber das Zeug wär noch da, auch die Teile für den mal geplanten Ausbau auf 5 Achsen.

Manchmal, wie vorhin, wenn ich mal nach dem Rechten seh, da denk ich dann zurück an die Zeiten mit Lötkolben und Lötzinn, an Voltmeter und Oszi und an die vielen Stunden Rätselraten, weil nicht ging, was eigentlich hätte gehen müssen.

Ob nun Schalter oder Lichtschranke, ich glaub, das ist ziemlich egal, man muß drauf schauen, daß KSM und Späne keinen Unfug machen und man sich vielleicht eine LED daneben baut um zu sehen, welchen Schaltzustand das Ding hat und ob der Power auch wirklich noch ankommt.

Magnetschalter oder Reedrelais hab ich nie benutzt.

Wow... :-)

Da merkt man richtig dass es Dich eigentlich schon reizen würde wiedermal so ein Teil zubauen. Wenn Dir mal langweilig ist kannst Du ruhig vorbeikommen und bei meiner Anlage helfen :-)


viele Dank. werde dann mal schauen ob bei meiner Steuerung 2 Lichtschranken (zum abbremsen) möglich sind. Denke aber nicht. (ist eine 3D-Step)


Gruss
Flex

Nerin, sind sie nicht. Sie arbeiten dann auch mit dem Druckerport, also Centronics und damit TTL mit 5V-Pegeln.

Gucken Sie für die Eingänge (also von der Maschine zum PC hin) nach Optokopplern, solche, die mindestens 200 kHz abkönnen, die Reserve tut gut und arbeiten Sie auf der Leitung mit 24V-Pegeln, hab ich übirgens auch gemacht und jagen Sie mindestens 20mA über die Leitung, das kostet ein wenig was, macht die Sache aber recht störfest. Erst kurz vorm Rechner dann auf TTL.

Der Druckerport stellt auch nicht beliebig viele Leitungen zur Verfügung, schon daher wird man auf solche Spielereien wie bei mir verzichten.

Die Werkzeuglängenmessung, dafür hab ich auch noch andere Tricks....

Dann auch Ausgänge nicht kurzschließen, ich würde auch da gleich nach dem Rechner evtl. optisch abkoppeln, wenn's dann mal raucht, geht nicht der Rechner mit über den Jordan.

Dann gehören Leistungskabel und Signalkabel nciht dicht an dicht nebeneinander, auch wenn's vielleicht schön aussieht, zwei getrennte Kabelbäume machen.


Meine IO-Karte - den Treiber mußte ich selbst schreiben - stellt in der primitivsten Form schon 7x24 Bit bereit, also 168 Bit nebst 3 Timern. Der Druckerport liefert nach meiner Erfahrung für solche Anwendungen max. 30-40 kHz, für die preiswerten Endstufen auch mehr als genug, meine Karte schaffte schon in der einfachsten Version 120 kHz, was die höhere Schrittauflösung und bessere Laufruhe ermöglichte.

Machen Sie sich bitte aber auch frühzeitig Gedanken, woher Ihre Maschine die Programme bekommen soll, das eigentliche Problem bei allen CNC-Maschinen und wie Sie den Werkstücknullpunkt ermitteln. Die meisten käuflichen 3d-Taster haben einen 20mm-Schaft, den kriegt man bei Hobbymaschinen meist nicht rein.

Ach so ja, meine Maschine machte auch das automatisch, man mußte ihr nur entweder im Programm sagen oder anhand des ersten Teils zeigen, wo sie anfangen soll, das Werkstück mit dem Taster zu suchen, meist machte man dann mehrere Punkte, was den Vorteil hatte, daß sie ihr Koordinatensystem selbst nachdrehte, gerade dieser Auto-Antast sah einfach heiss aus.



Ja, Sie haben recht, ich würde gerne nochmal und vielleicht auch den Ausbau auf die 5 Achsen machen. Oder eben ein kleines BZ mit HSK-WKZ-Wechsler im DIN-A3-Format. Oder eine etwas verrücktere Idee, die auch 3 Achsen kann, aber auf 2 Linearführungen verzichtet. Auch CNC-Schleifen ist was Schönes.

"Wenn Dir mal langweilig ist.....". Ich kann Ihnen nicht sagen, wie langweilig mir ist.

"...kannst Du ruhig vorbeikommen....". Das werden Sie garantiert nicht wollen.

"...und bei meiner Anlage helfen :-)". Das gerne, das geht sicher aber auch hier im Forum, dann haben andere Leute auch was davon.


Wenn Sie weitere technische Fragen haben, gerne.