attuatori lineari con feedback

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billo2404
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attuatori lineari con feedback

Messaggio da billo2404 » mercoledì 18 novembre 2015, 0:11

Salve, sto cercando di mettere a punto un progetto del genere:
attuatori lineari:
Caratteristiche:
- 12v motore CON spazzole
- corsa 100 mm
- velocità 300 mm/sec
- segnale di feedback tramite potenziometro

credo di essere a buona parte del lavoro ma essendo i prototipi per una costruzione in piccola serie mi piacerebbe sapere da voi più esperti se c'è qualche difetto di progettazione o solo qualcosa da migliorare.
vi allego qualche immagine anche se il progetto non è totalmente finito dovrebbe essere abbastanza chiaro.
la vite che utilizzo è una 1605
1.PNG
2.PNG
nella foto seguente ci saranno due cinchie, una tra albero motore e vite a ricircolo, l' altra tra vite e potenziomentro.
Non sono inserite per far vedere meglio la meccanica
3.PNG
4.PNG
spero di avere pareri, consigli.....o insulti :P
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da Gianni55 » mercoledì 18 novembre 2015, 0:50

Se non ricordo male l'angolo di rotazione di un potenziometro è circa 300°.
Per percorrere 100mm con una vite passo 5 ci vogliono 20 giri
Così ad occhio credo che dovresti rivedere perlomeno il discorso feedback
Ajò a trabajà
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da billo2404 » mercoledì 18 novembre 2015, 1:14

un potenziometro monogiro fa 270 gradi ma in questo caso uso potenzometri 10 giri a 10k lineari quindi con un rapporto 2:1 si copre tutta la corsa.
Per restare nei 10 giri con un po' di tolleranza userò puleggie che mi diano un rapporto di poco superiore al 2:1
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da billielliot » mercoledì 18 novembre 2015, 11:04

Ciao billo2404,

spero di non aver preso fischi per fiaschi :-)

Scrivi che "...Per percorrere 100mm con una vite passo 5 ci vogliono 20 giri..." e che la velocita' operativa sara' di 300mm al secondo (una scheggia!).

Questo significa che il potenziometro dovra' fare 60 giri al secondo. Anche se prevedi una riduzione 2, saranno comunque 30 giri al secondo.

Verifica che il potenziometro regga simili velocita' di rotazione. I potenziometri ordinari di solito non ce la fanno.

Ciao :-)

Mauro
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da Maker » mercoledì 18 novembre 2015, 12:45

Non credo che quei potenziometri siano idonei ad un uso continuo, non credo inoltre che sia una buona soluzione. Bella la meccanica e la pensata! Ciao
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pinko12007

Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da pinko12007 » mercoledì 18 novembre 2015, 14:14

Scusa la domanda stupida, come mai vuoi farli se esistono già' fatti?

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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da billo2404 » giovedì 19 novembre 2015, 9:08

rispondo per gradi:

@ billieliot
@ maker
Giusta osservazione non ci avevo pensato.
resta la possibilità di ridurre ancora volendo:
in pratica il max e il min verranno impostanti via software quindi posso considerare di ridurre ancora di più il rapporto e quindi avere meno rotazioni a parità di spostamento.
ovvviamente meno rotazioni si hanno per cm e meno definizione si ha.
Quanto sarebbe per te il max di rotazioni al sec per un pot?
Come puoi notare ho deciso di mettere il pot in una posizione dove è facilmente sostituibie senza aprire l' attuatore
Altra possibilità è quella di utilizzare la vite 1610 e ridurre ancora i giri del pot.
Se ancora non funziona bisogna inserre all interno un pot lineare ma vorrei non utilizzare questa opzione per non perdere troppo in definizione

@ pinko12007

primo motivo e che se leggi il primo post ti rendi conto che non esistono con le caratteristiche che servono a me
il secondo che seppur esistessero costerebbero un botto e essendo una produzione per una piccola serie il prezzo è improponibile
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da Mariomill » giovedì 19 novembre 2015, 11:31

Buon giorno

Prima di tutto complimenti per lo studio della meccanica.

Ed ora veniamo al tuo quesito.. forse il potenziometro puo' fare un giro al secondo!!!!!!!!!

Il problema è proprio il potenziometro rotativo ed il modo e per l'utilizzo per il quale è stato costruito,
ossia per essere ruotato a mano per dare volume o bilanciare o attenuare i bassi o gli acuti negli
impianti hifi che ancora li prevedono e cose del genere.

In pratica la meccanica interna non sopporterà se non per qualche minuto l'uso a cui lo vuoi destinare
se consideri che il perno ruota nel migliore dei casi in una bronzina esile e lo spessore del film resistivo
è di spessore micrometrico e soprattutto l'angolo massimo che raggiungono è 270 ° anche questo fuori
dalle caratteristiche che riporti.

Tutto questo discorso va bene solo e senza considerare potenziometri ad uso industriale ma i cui costi
sicuramente non rientrano nelle caratteristiche del tuo progetto pero' puoi trovare in questo caso dei
potenziometri lineari veramente ottimi.

Inoltre scrivi che il limite max e min verranno impostati via software ed allora visto che tutto il sistema
lo gestirai tramite un computer o comunque con un terminale prova a questo punto la strada degli encoder
e magari anche implementando la piattaforma arduino.

Ciao
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da Maker » giovedì 19 novembre 2015, 19:53

billo2404 ha scritto: @ maker
Quanto sarebbe per te il max di rotazioni al sec per un pot?
Nessuno.., come ti ha detto Mariomill : In pratica la meccanica interna non sopporterà se non per qualche minuto l'uso a cui lo vuoi destinare. Se proprio ti piace misurare una tensione, nel tuo attuatore lineare con feedback, potresti prendere in considerazione un filo resistivo se lo vuoi rotativo o una striscia di materiale resistivo lineare che verrebbe anche più semplice e molto più economico. Ciao!
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da billielliot » giovedì 19 novembre 2015, 20:07

@billo2404,

anche ammesso che la meccanica fosse montata in pefetto asse e che tui riuscissi ad eliminare tutti gli sforzi che potrebbero gravare sull'albero del potenziometro, la striscia resistiva non e' concepita per sfregamenti veloci e continui ai limiti da te richiesti.

Non ci hai detto perche' non ti orienti sugli encoder (se puoi dircelo).

L'uscita di un encoder puo' essere inviata a un circuito che la convertira' in un segnale simile a quello di un potenziometro. Ci sono chip dedicati proprio a questo scopo. A titolo di esempio e giusto per dare un'idea: http://www.ti.com/product/tpl0102-ep

Ciao :-)

Mauro
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da billo2404 » venerdì 20 novembre 2015, 0:04

Mariomill ha scritto:Buon giorno

Prima di tutto complimenti per lo studio della meccanica.

Ed ora veniamo al tuo quesito.. forse il potenziometro puo' fare un giro al secondo!!!!!!!!!

Il problema è proprio il potenziometro rotativo ed il modo e per l'utilizzo per il quale è stato costruito,
ossia per essere ruotato a mano per dare volume o bilanciare o attenuare i bassi o gli acuti negli
impianti hifi che ancora li prevedono e cose del genere.

In pratica la meccanica interna non sopporterà se non per qualche minuto l'uso a cui lo vuoi destinare
se consideri che il perno ruota nel migliore dei casi in una bronzina esile e lo spessore del film resistivo
è di spessore micrometrico e soprattutto l'angolo massimo che raggiungono è 270 ° anche questo fuori
dalle caratteristiche che riporti.

Tutto questo discorso va bene solo e senza considerare potenziometri ad uso industriale ma i cui costi
sicuramente non rientrano nelle caratteristiche del tuo progetto pero' puoi trovare in questo caso dei
potenziometri lineari veramente ottimi.

Inoltre scrivi che il limite max e min verranno impostati via software ed allora visto che tutto il sistema
lo gestirai tramite un computer o comunque con un terminale prova a questo punto la strada degli encoder
e magari anche implementando la piattaforma arduino.

Ciao
Grazie per i complimenti...cerco di spiegare un po' l'utilizzo finale e far luce su alcuni punti:
ritengo giustissime le tue osservazoni ma innanzitutto esistono diversi tipi di potenziometri:
quelli che citi tu mi sembra di capire sono quelli a strato di carbone monogiro che in pratica si traducono in 270 gradi di rotazione.
quelli che intendo usare in questo progetto sono 3600 gradi +10°-0°, ovvero almeno 10 giri completi e sono potenziometri di precisione a filo.
Per questo prototipo ho pensato di prendere questi molto economici ma in un altro progetto ho usato dei pot 180 gradi senza blocco con albero su cuscinetti.
Ora non ho ancora spulciato in rete ma sicuramente esisteranno anche a 10 giri.
Detto questo è possibilissimo che anche il pot che ho pensato di usare io possa creare problemi ma purtroppo sulle specifiche dei pot nessun costruttore dichiara la velocità massima di esercizio quindi tanto vale provare.
Se dovesse avere vita breve posso sempre cercare un pot su cuscinetti a effetto hall (quindi senza contatto) e risolvo il problema considerando che la posizione del pot nell' attuatore è studiata per una sostituzione molto veloce.
nell' ipotesi ultima che non esista un prodotto valido per questa applicazione posso sempre utilizzare un pot lineare che fisserò a una delle 4 barre filettate che compongono il telaio dell'attuatore e collegare il comando del pot alla barra principale.
Lascio quest' ipotesi per ultima perche temo che sia la soluzione con la possibilità maggiore di errori e perdita di definizione.
questi attuatori sono destinati alla movimentazione per simulatori di guida in una configurazione particolare per cui è richiesta poca corsa ma molta reattività, precisione e velocità.
anche se sono progettati per una corsa da 50+50 raramente si avrà il movimento dell'intera corsa ma principalemnte una media di 25+25 mm circa.
verrà controllata tramite software apposito in comunicazione con arduino opportunamente programmato e accoppiato ad una scheda progettata appositamente per controllare motori da 12 o 24v
gli encoder non li usiamo per via della loro bassissima definizione: 256 contro 1024 del potenziometro da 10k.
è anche vero che non ho mai approfondito il discorso encoder e ne so pochissimo visto che nel campo dei simulatori nessuno li usa ma sarei benfelice di scoprire qualche prodotto valido da provare.
l' unica condizione è che alla fine devo avere una tensione analogica che varia da 0 a 5v da inviare ad arduino altrimenti andrebbe riscritto tutto il codice

questo è un video esempio di un sistema analogo per capire il lavoro cui sono destinati
https://www.youtube.com/watch?v=jZaHj-6X810
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da billo2404 » venerdì 20 novembre 2015, 0:08

billielliot ha scritto:@billo2404,

anche ammesso che la meccanica fosse montata in pefetto asse e che tui riuscissi ad eliminare tutti gli sforzi che potrebbero gravare sull'albero del potenziometro, la striscia resistiva non e' concepita per sfregamenti veloci e continui ai limiti da te richiesti.

Non ci hai detto perche' non ti orienti sugli encoder (se puoi dircelo).

L'uscita di un encoder puo' essere inviata a un circuito che la convertira' in un segnale simile a quello di un potenziometro. Ci sono chip dedicati proprio a questo scopo. A titolo di esempio e giusto per dare un'idea: http://www.ti.com/product/tpl0102-ep

Ciao :-)

Mauro
molto interessante quel link, grazie.
come dicevo nel mess precedente purtroppo la risoluzione dichiarata e di 256 posizioni che sono un po' poche per l'uso che devo farne.
in analogico riesco ad avere un range da 0 a 1024.
Esistono schede che mi permettono di usare un encoder e avere all'uscita di tutto una tensione variabile lineare da 0 a 5 volt?

una cosa molto importante: pot a parte della parte meccanica cosa ne pensate?
vorrei procedere con ordinare i pezzi per provare a fare la prima coppia ma se vedete qualche errore grossolano dite pure...è la prima volta che mi cimento nella progettazione di attuatori quindi potrei aver commesso anche il più stupido degli errori, non si sa mai #-o
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da Mariomill » venerdì 20 novembre 2015, 13:04

Buon giorno

ll discorso che ti ho fatto sui potenziometri era riferito ad un uso qualsiasi e senza sapere cosa
stai realizzando e quindi alla luce della tue spiegazioni è da rifare completamente ma solo che
rimane il solito problema che anche se utilizzi un potenziometro a filo multigiri con alberino su
cuscinetti troverai sempre limitazioni meccaniche per il tuo utilizzo ed è per questo che nessun
produttore non dichiara la velocità massima,semplicemente perchè non sono adatti al tuo utilizzo.

Che tu poi abbia la possibilita' di sostituirlo con molta facilità ben venga , ma quante volte lo
dovrai fare ??? Converrà nel tempo e nella seccatura di rifare la taratura ???

In ogni caso la qualità dei potenziometri e degli encoder la puoi scegliere (chiaramente salterà
all'occhio il costo) ma solo che bisogna cercare in rete qualcosa di idoneo al tuo utilizzo perchè
mi viene difficile credere che con tutte le automazioni che oggigiorno ci sono nelle industrie tu
non possa trovare il componente adatto.

Prova a spulciare il catalogo della RsComponent che essendo una multinazionale ha in listino
materiale che va dall'economico all'industriale e magari trovi uno spunto per il tuo utilizzo e
comunque digitando su google "potenziometro lineare con alta risoluzione" sono usciti dei link e
delle immagini interessanti tipo quento link http://www.maftec.it/index.php tanto per vedere
qualcosa di grado superiore.

Per la meccanica l'unico particolare che non si nota è che la barra di comando sembra scorrere
su una boccola oppure prevedi di utilizzare i manicotti a circolazione di sfere ?

Comunque quei video su yuo tube ne ho visti diversi e devo dire che hanno realizzato dei simulatori
veramente fantastici pur essendo a livello "casalingo" .

Ciao
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da Maker » venerdì 20 novembre 2015, 13:14

billo2404 : Esistono schede che mi permettono di usare un encoder e avere all'uscita di tutto una tensione variabile lineare da 0 a 5 volt?


Si, arduino. Ciao!
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Re: attuatori lineari con feedback

Messaggio da walgri » venerdì 20 novembre 2015, 17:25

Volendo spezzare una lancia verso i potenziometri ci sarebbe da dire che rappresentano degli encoder assoluti, mentre utilizzando gli encoder rotativi, posto che debbano fare più di un giro, si deve necessariamente fare un "homing" all'avvio. Come pure se si usassero le bandelle ottiche presenti ormai in tutte le stampanti.
...stop chasing shadows, just enjoy the ride.
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