Positionering av pneumatisk cylinder

[stenberg]

Utgångsläge
Jag vill positionera kolven i en pneumatisk cylinder i 6st förvalda positioner över en sträcka på 30cm.
Vad jag hade tänkt är att använda "vanliga" 3/2 ventiler o strypback på båda ingångarna till cylindern.
Positioneringen skulle ske genom att, istället som för att som normalt styra cylindern genom att trycka in luft, istället styra den genom att släppa ut luften på motsatt sida. På så sätt skulle cylinder låsa sig då en stoppsignal ges. Därav krävs det 2st 3/2 istället för en 5/2.
Jag vill ha en positioneringsnoggrannhet/repeterbarhet under 1mm


(det kan ta en stund för bilden att ladda)

Dilemma
Positioneringsfeedback
Var skall jag börja då jag skall försöka ge feedback till PLC:n angående kolvens position?
Sensorval?
Hur får jag systemet så "lätt" som möjligt för PLC:n? I/O finns till förfogande men inte tillräckligt med "kräm" för att räkna efter en riktig DRO-scale eller motsvarande.
Vågar man lita på sensorer med rörliga delar (gränslägesbrytare efter 10^10 klick)?

Hypoteser
Vad jag själv hade tänkt är en uppsättning med en "kam" med kvadratiska tänder infrästa och två st. optogafflar med en halv tands mellanrum. Hur många tänder kammen behöver har jag ingen aning om. Alternativet vore en tand och sensorer för varje position.

Förstår någon ens vad jag vill åstadkomma?
EDIT: kolven vill jag positionera; inte cylindern.

[Beast]

Tyvär måste jag vara negativ. Luft är ett "fjädrande medium" och är väldigt oprecis.
Närmsta du kan komma dit du vill är med en kolvstångsbroms.Men du har ju ingen kolvstång.
Och det löser inte vars positionen är,Bara att du kan stanna kolven snabbt.

[grym]

hadde nog gjort det mesta för att slippa tryckluft

en stegmotor och en skruv hadde varit helvetiskt mycket enklare, om det inte finns ett mycket bra skäl till just tryckluft

[stenberg]

Tanken är mest att jag skulle fördjupa mig i pneumatikkonstruktioner överlag. Ett problem med en stegmotorlösning är, att har man redan pneumatik inblandat i resten av systemet, kostar en stegmotor och en kulskruv eller stor motor och trapetsskruv mångfaldigt mer än en stånglös cylinder och ett par ventiler. Det är inte den enklaste vägen som eftersträvas i detta fall.

Festo säljer något som kallas "servo-pneumatic drives" som bygger på denna teknik och har riktigt trevlig positioneringsnoggrannhet (0,1% av slaglängden). Cylindern jag har råkar vara samma som används i systemen utan stänger. Jag fick tanken ovan då dessa system behandlades i skolan under automationskurser i höstas.

Jag skall nog testa detta iaf. idén åker i soporna då det inte fungerar. Man lär väl sig av sina misstag.

[säter]

"Festo säljer något som kallas "servo-pneumatic drives""
Då är väl problemet löst?

[DeeJayPA2]

Festo SPC 200 fixar det. Har använt mig av det i en konstruktion, funkar kalas bra.

[stenberg]

En begagnad SPC200 låda utan ventil och encoder går på 10 000 kr på ebay. Gissa vad en ny uppsättning kostar De rymms inte precis in i en studerandes budget.
Cylindern behöver inte ha precision att fungera som tex. en axel på en CNC-maskin. Applikationen liknar mer en doseringsmaskin. Den skall bara kunna stanna på sex olika ställen över slaglängden. Utöver det kommer även axeln bara att positionera då den går åt ett håll och sedan gå till "nolläge" före nästa uppgift.

Nåja, jag skall försöka få en början på det hela och fråga mer om bara elektroniken senare.

Iofs. skulle 5st skilda cylindrar fortfarande bli en hel del billigare än en stegmotoruppsättning med samma prestanda.

[DeeJayPA2]

Kan du inte använda dig av magnetgivare? Brukar sitta en magnet på cylindern så du kan känna av cylinderläget med magnetgivare. Givarna monteras på själva "cylinderhuset"

[LaRdA]

Hur stor massa och vilken hastighet är det som det handlar om?

[stenberg]

Jag skall rigga upp en testanordning med magnet-/reedsensorer så fort jag får hem en kompressor.
Massan kommer, åtminstone till en början, ligga kring 3-4kg.
Hastigheten är jag tvungen att göra en kompromiss med vartefter man ser hurpass positioneringssensorerna hänger med i svängarna.
Rörelsen kommer att isontellt och inga axiella krafter kommer i princip vara närvarande, bara moment kring kolven. Momenten nämnda kommer att tas upp av linjärgejdrar.
Jag tror det är dags att ta fram TI-89.

[Norpan]

Du kan nog glömma positionering i mm-området med luft utan någon form av antingen analog eller hyfsat högupplöst digital återkoppling, typ mätskala, med minst dubbla upplösningen jämfört med positioneringsnoggrannheten.

[grym]

sedan gäller det att hitta ventiler som går att styra på vettigt sätt
luftventiler utan servofunktion som man kan propotionalstyra vore nog något, men det är bökigt nog i hydralik att göra det med fjädrande luft kanske går, bara till att prova, annars hadde jag nog hellre försökt med någon slags hemmamekad servoventil

men en stegmotor kopplad till en vanlig skruv är uberenkelt i jämförelse

[LaRdA]

Eller i dethär fallet skulle kanske en stegmotor och en kuggrem för att driva lasten vara snäppet bättre?
Edit: Men nu så var visserligen syftet att lära sig pneumatik så stegmotor kanske faller bort ändå.

[JimmyAndersson]

I syftet att lära sig något så ju ingår även att lära sig när studieobjektet fungerar mindre bra.
Så att välja bort pneumatik i det här fallet behöver inte innebär att man inte lär sig.
Men det skadar aldrig att testa. Tvärt om. Då får man lite mer känsla för exakt var begränsningarna ligger.

[stenberg]

Kompressionsberäkningar (bromsningen, fjädringen) överlag är något man aldrig lär sig tillräckligt av eftersom väldigt mycket spelar in i ekvationen så som cylinderväggarnas värmelednings- och absorptionsförmåga, friktionen i cylindern och tryckpulsers inverkan.

Skulle jag vilja gå en helt mekanisk väg har jag ett bolt-on linjärpaket med remdrift, Nema 34 stegis och drivare färdigt i källaren. Just nu funderar jag på att riva remmen och remhjulen av detta för att användas med en vanlig, ställbar, roterande encoder.