Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

LouisS
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Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von LouisS » Mi 22. Feb 2017, 10:41

Ich habe mich im Topic
viewtopic.php?f=6&t=26708
schon geoutet als Entwickler einer funktionierenden elektronischen Leitspindel / Electronic Leadscrew, die "ELS II".

Ich wurde darauf mehrfach angesprochen, dass ich das doch bitte mal im richtigen Ordner vorstellen soll, da es kaum gefunden wird und viele schon lange danach suchen.
Das möchte ich dann hier gerne tun. Im obigen Beitrag steht ja eigentlich schon alles, ein paar Infos fehlen da aber noch:

Die Steuerung hat den Vorteil, dass man keine Wechselräder mehr wechseln muss sondern auf Knopfdruck den Vorschub ändern kann. Aus den anfänglichen einfachen Getriebesteuerung ist mittlerweile eine Automatik geworden, mit der man neben der Getriebefunktion auch Positionen anfahren kann, langdrehen, gewindedrehen und schleifen oder stoßen kann.
Das ganze gibt es als fertige Steuerung im Alugehäuse, also kein Bastelprojekt, auch wenn viele sich das wünschen. Die Steuerung ist so ausgelegt, dass man Endstufen (Leadshine/Beast) direkt per Patchkabel anschließen kann, ebenso wie der notwendige Drehencoder an der Spindel.

Zur Funktion:

An der Hauptspindel muss ein Drehencoder angeschlossen werden, der 400 Impulse pro Umdrehung der Spindel erzeugt (mehr geht auch, nützt aber nichts)
Aus diesen Impulsen, aus denen die Steuerung 1600 Impulse erzeugt, wird ein Schrittmotor an der Leitspindel gesteuert, streng angebunden also, Drehzahlschwankungen wirken sich direkt auf dem Vorschub aus, es ist also wie als wenn es per Zahnrad gekoppelt ist.
Damit lassen sich nahezu beliebige Steigungen einstellen, was auch bequem per Drehregler geht. Nebenbei zeigt es die Spindeldrehzahl an und liefert eine Positionsanzeige, damit kann man auch exakt Positionen anfahren, was sehr hilfreich ist, alleine die Funktion macht den Umbau schon lohnenwert.

Die Hardware hat Anschlüsse für Z- und X-Achse, in der aktuellen Version wird allerdings nur Z angesteuert, was den meisten Anwendern auch voll ausreicht, die Bedienung ist dadurch sehr leicht. In Arbeit ist eine 2-Kanalsoftware, die auch schon fast fertig ist, im Labor läuft da schon alles, sie muss nur noch hier und da kosmetisch überarbeitet werden, in wenigen Wochen werde ich sie veröffentlichen. Damit kann man dann vollautomatisch lang- plan- und gewindedrehen. Dazu schleifen und Stoßen. Die Bedienung der 2-Kanalversion ist naturgemäß etwas komplexer, man muss mehr auf die Eingaben achten, weil es sonst schnell zum Crash kommt, wie bei einer CNC eben auch. 1-Kanal verzeiht eher einen Fehler, da man die Zustellung in X selbst machen muss.

Hintergründe

Ich bin der Louis und komme aus der CNC-Ecke. Ich bin Dipl. -Ing (FH) Mikroelektronik und entwickele seit vielen Jahren Elektronik, fertige auch selbst, vor allem Bergungsaltimeter für Raketen, aber eben auch diese Steuerung. In der CNC-Ecke habe ich in den letzten Jahren ein Projekt gestartet, dass zum Ziel hatte eine elektronische Ansteuerung der Leitspindel zu realisieren. Es gab da mal einen Anfang, der dann aber nicht weiter entwickelt wurde, da habe ich dann angefangen und es selbst versucht. Nebenher gab es noch eine Opensource-Entwicklung, die aber auch mittendrin zum Stehen kam. Ich habe meine Steuerung dagegen immer weiter entwickelt und pflege sie weiter. Meines Wissens ist das hier die einzige derzeit in Deutschland käuflich erwerbbare fertige funktionierende Leitspindelsteuerung für Drehmaschinen, kann mich da aber auch irren.

Die Steuerung gibt es fix und fertig, es ist kein Opensource, falls das jemand interessiert, was vor allem deshalb so ist weil ich einen kommerziellen Compiler verwende den kaum jemand hat. Ich entwickele das seit einigen Jahren aktiv weiter und biete es kommerziell an, anders geht es aufgrund der Finanzamts und der WEEE nicht, außerdem hat so jeder Garantie und einen Ansprechpartner und muss sich nicht alle Infos aus Forenbeiträge zusammensuchen.

Ich baue selbst viele Maschinen, 2 CNC Fräsen habe ich schon gebaut, eine Drehbank, ein Bestückungsautomat sowie diverse andere Maschinen und Vorrichtungen, und habe eine BF20 Fräse und eine Wabeco D4000 Drehmaschine die ich mit der ELS betreibe, ich nutze sie sehr viel und finde so immer wieder Dinge, die sich verbessern lassen.

Die Platinen werden inhouse automatisch bestückt, die Alu-Gehäuse fräse ich selber auf meiner CNC.
Es gibt ein Handbuch mit allen Infos, ebenso wie Support per Mail und Telefon, ich helfe gerne bei Anschlussproblemen.
Die Software kann am PC über USB aktualisiert werden, man bleibt so immer auf dem neuesten Stand.

Wer Interesse hat kann sich das ganze System auf der Website http://www.rocketronics.de/els/ anschauen. Bestellen geht dort auch, allerdings habe ich erst nächste Woche wieder Platinen fertig, die letzten sind schneller weg gegangen als ich nachproduzieren konnte :-D

Ein Video zur 1-Kanalversion gibt es unter
https://youtu.be/zaehJjjI6iY

2-Kanalvideo folgt sobald die Software fertig ist.

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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von reloader » Mi 22. Feb 2017, 11:00

Hallo,

da ich Elektronik Laie bin, hätte ich Interesse an einem komplett aufgebauten Gerät.

Im Shop finde ich nur Einzelteile und kein Komplettset, obwohl das im Text anders dargestellt wurde.

Habe ich etwas übersehen?

viele grüße

Edgar

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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von Blizzard01 » Mi 22. Feb 2017, 11:13

Hallo Edgar,

wenn du das Gehäuse zusammen mit der Platine bestellst, bekommst du die Steuerung komplett montiert.
Der Hinweis ist auch in der Produktbeschreibung des Gehäuses zu finden.

Ich hab auch eine der Steuerungen und finde sie klasse :-)

Grüße Tobias

LouisS
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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von LouisS » Mi 22. Feb 2017, 11:16

Momentan sind die Platinen nicht auf Lager, daher ist das Komplettpaket nicht im Shop, ich erwarte die Platinen heute, bestückt werden sie dann nächste Woche sein, das Komplettpaket wird also nächste Woche wieder online geschaltet. Ich möchte nur ungern Dinge im Shop verkaufen die ich nicht auf Lager habe, daher ist es erst einmal gesperrt. Ich bitte da um etwas Geduld, die Fertigung startet heute wieder. Ich kann hier aber noch Bescheid geben wenn alles wieder auf Lager ist.
Und ja, wenn man die Platine mit Gehäuse bestellt kommt alles komplett montiert. Ich werde da noch einen neuen Artikel anlegen, Komplettmodul, ist einfacher.

Man benötigt von mir die Steuerung mit Gehäuse sowie einen Drehencoder mit differenziellem Leitungstreiber.
Das Gehäuse kann man auch selber machen, DXF für die Ausschnitte liegt auf der Website.

Dann muss man je nach Anzahl der Motoren noch Schrittmotorendstufen und Motoren sowie ein Netzteil dazu haben, welche ich aber momentan nicht anbiete, weil jeder da seine Quellen und Vorlieben hat, manche bestellen sie in China bei Ebay, oder bei ihrem gewohnten Händler, z.B. Sorotec.de
Ich habe auf der Website Empfehlungen für Endstufen und Adapter stehen, damit geht es dann am Einfachsten.

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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von reloader » Mi 22. Feb 2017, 11:21

Hallo Tobias,

man braucht doch aber deutlich mehr, z.B. den passenden Schrittmotor, die Spannungsversorgung für den Schrittmotor, den Encoder, die Spannungsversorgung für den Encoder, Kabel etc.

Mir ist nicht ganz klar, was man sonst noch alles braucht, damit es funktioniert.
Habe gerade gelesen, dass das Komplettpaket momentan nicht im shop ist.
Bin gespannt, wie komplett dieses Paket wirklich ist.

Ich betreibe meine Leitspindel schon heute mit einem elektrischen Antrieb, allerdings nur für den Vorschub.
Zum Gewindeschneiden muss ich noch immer Wechselräder tauschen.

viele grüße

Edgar

LouisS
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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von LouisS » Mi 22. Feb 2017, 11:27

Das steht alles auf der Website, u. a. :

WICHTIG: Was Sie noch benötigen:

- Drehmaschine mit Leitspindel (Klar, ohne Maschine nützt es nichts…)
- Passendes Gehäuse, z.B. das passende ELS-Gehäuse aus Alu (Shop-Link)
- Drehencoder, idealerweise mit 400 Schritten / Umdrehung (HEDS-5540 H06 z.B.)(Shop-Link)
- Differentiellen Leitungstreiber (Shop-Link) zum Encoder
- Schrittmotor mit Endstufe und Netzteil
- USB-Netzteil mit 5V / 0,5A Strom
- 2 Ethernet-Patchkabel für die Verkabelung

Ich liefere wie gesagt die Platine (die manche sich direkt in die Maschine einbauen), ein passendes robustes Alugehäuse, den passenden Encoder mit Leitungstreiber.
Der Schrittmotor, Steckadapter, Endstufe und das Netzteil dazu muss man sich noch besorgen, die habe ich wie gesagt nicht im Shop, weil viele sich das woanders holen wollen.
Einige Links dazu sind auch auf der Website.

Ich habe aber schon überlegt ob es nicht Sinn macht da noch einen kleinen Schaltschrank fertig verdrahtet mit allem drum und dran oder als Bausatz anzubieten, wäre dann eine Steckerfertige Lösung. Da muss ich aber noch schauen wo ich die teile günstig her bekomme und wie ich das zeitlich hin bekomme. Momentan muss man da noch selbst bestellen.

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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von reloader » Mi 22. Feb 2017, 11:34

Hallo,

vielleicht gibt es ja mal einen Baubericht in diesem Forum, wäre sehr hilfreich. Ich habe bisher noch nichts mit Schrittmotoren gebaut, weil ich keine Ahnung von der Elektronik habe. So ein kompletter Bausatz wäre mir schon recht.

viele Grüße

Edgar

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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von LouisS » Mi 22. Feb 2017, 11:44

Ja, ich denke das wäre auch für andere interessant, wenn man das noch nie gemacht hat ist das nicht ganz einfach.
Ich werde die Idee mit dem Komplettpaket mal angehen und schauen ob ich das für einen konkurrenzfähigen Preis machen kann, es nützt ja nichts wenn das nachher zu teuer wird.

Zum Thema Anbau und Montage kann ich hier die Tage mal Fotos und Anleitungen posten, es ist recht simpel, man muss aber sehen ob man den Motor und den Encoder angebaut bekommt, an manchen Maschinen ist das schwer.

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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von reloader » Mi 22. Feb 2017, 11:58

Hallo,

ich denke, der mechanische Teil ist das kleinste Problem für mich. Trotzdem ist es immer interessant zu sehen, wie man eine Aufgabe lösen kann.


viele Grüße

Edgar

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Re: Elektronische Leitspindel / Leitspindelsteuerung

Beitrag von LouisS » Mi 22. Feb 2017, 12:15

Vorab: Im Video wird auch gezeigt wie das alles realisiert wurde, im Handbuch ist das ganze System zu sehen wie es verdrahtet wird.

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