Digitalanzeige D80 Ditron Optic

Aus Preisgründen haben wir uns für ein chinesisches Fabrikat vom Hersteller Chengdu Ditron Optics & Electronics Equipment Ltd. entschieden. Die Digitalanzeige besitzt ein modernes Hochkantdesign sowie ein hochauflösendes LCD Display, was eine grafische Menüführung ermöglicht. Gerade für uns Gelegenheitszerspaner ist das deutlich komfortabler in der Bedienung.

Die Komponenten machen allesamt einen soliden Eindruck. Das Gehäuse der Anzeige ist aus Metall und die Tastatur fühlt sich wertig an.

Technische Daten

Die Anzeige beherrscht die üblichen Funktionen wie Lochreihen, Lochkreise, Radien und besitzt einen eingebauten Taschenrechner

Bezugsquelle

In Europa werden die Ditron Produkte u.a. von folgenden Firmen importiert:

Aktuell findet gerade ein Modellwechsel statt, weswegen die Digitalanzeige nochmal deutlich günstiger als Auslaufmodell beworben wird. Die neue Version besitzt deutlich weniger Hardwarebuttons und dafür einen Touchscreen… persönlich bin ich kein großer Fan davon. Kapazitative Touchscreens kommen bei öligen Fingern schnell an ihre Grenzen, optische Lösungen sind bei kleinen Schaltflächen zu ungenau und elektromechanische Varianten reagieren teils sehr träge.

Maßstäbe Ditron DC10

Für unsere Maschine benötigen wir dreierlei Größen, 320mm, 420mm und 520mm. Die Länge bezieht sich dabei immer auf den effektiv nutzbaren Verfahrweg und sollte immer etwas größer als der maximale Verfahrweg der Maschine sein.

Von außen machen die Maßstäbe einen guten Eindruck. Als Zubehör waren noch eine Abdeckhaube aus Aluminium sowie ein Satz Montagewinkel mit dabei.

Der wichtigste Lieferumfang neben den Maßstäben selbst ist jedoch das Messprotokoll, welches individuell für jeden Stab erstellt wird. Die Protokolle sind jedoch nicht sonderlich gut und wir werden um eine spätere Neuvermessung nicht herum kommen.

Technische Daten

Angaben nach Website des Herstellers.

Scheinbar gibt es die Glasmaßstäbe in 3 verschiedenen Genauigkeitsklassen. Wir haben die Version in ±5μm (0,005mm) gewählt. Durch die nichtlineare Fehlerkompensation verbunden mit einer erneuten Vermessung und der eingebauten Messwertinterpolation sollte diese Lösung für uns ausreichend genau sein.

Signalgebung TTL vs. Sinus

Bei den Maßstäben gibt es grundsätzlich zwei Arten der Signalgebung. Das klassische TTL Signal (Rechtecksignal) sowie das Sinussignal. Letzteres wird von Herstellern wie Heidenhain eingesetzt und lässt sich sehr gut interpolieren um eine deutlich höhere Messgenauigkeit zu erreichen.

Leider sind solche Systeme auch um ein Vielfaches (!) teurer und für unsere Zwecke einfach nicht wirtschaftlich.

Anbau

Die Maßstäbe werden parallel zu den jeweiligen Maschinenachsen montiert. Da diese ziemlich empfindlich gegen mechanische Einflüsse sind muss dies sehr genau geschehen. Je nach Maschine ist der Anbau von Maßstäben dank vorbereiteten Montageflächen recht einfach. Sind diese nicht vorhanden müssen oftmals eigene  Vorrichtungen und Winkel speziell angefertigt werden.

X Achse

Auf unserer X Achse ist die Montageposition leider nicht besonders schmeichelhaft ausgefallen. Hier müssen wir auf jeden Fall mit einem Edelstahlblech arbeiten um einen ausreichenden Schutz gegen Späne und KSS zu erreichen.

Y Achse

Auf Y sieht die Montage erst einmal simpel aus. Nicht zu erkennen ist jedoch die in 2 Achsen verlaufende Formgebung des Maschinenkörpers – Was ästhetisch aussieht macht die Anfertigung eines Montageblocks für den Lesekopf zu einer kleinen Tortur.

Hilfreich waren hier unsere neuen Flachspanner.

Ein vorheriger Versuch mit dem hydraulischen Schraubstock war nicht so erfolgreich. Dumme Idee, hätte ich nicht so spannen dürfen…

Z Achse

Für Z nutzen wir die Position der manuellen Skala. Entgegen des Fotos haben wir uns jedoch entschieden den Maßstab zu drehen um ihn frei von Späne und KSS zu halten. Entsprechend kompliziert wird dann auch der Montageadapter für den Lesekopf. Näheres dazu in Kürze.

Digitalanzeige

Für die Digitalanzeige ist die Montage etwas einfacher. Hier haben wir die Wahl zwischen dem Stahlrahmen oder einer Anbringung an der Maschine selbst.

Umkehrspiel, das ist jene Ungenauigkeit der Maschine, welche bei der Umkehr der Bewegungsrichtung je Achse auftritt.

Vor allem bei dem Zahnstangenantrieb der X Achse kann man sich das gut bildlich vorstellen – kehrt das Antriebszahnrad seine Richtung um, ergibt sich bis zum Eingriff der Zahnflanke eine kleine Differenz.

Zur Kompensation lässt sich in der Regel in der Steuerung je Achse ein Korrekturwert hinterlegen.

Korrektur

Mit Hilfe eines Glasmaßstabs (Auflösung 1µm) haben wir uns nochmal der Genauigkeit der Achsen gewidmet und die Umkehrspiel-Einstellungen in Mach3 angepasst.

Das Umkehrspiel konnten wir somit selbst aus den Zahnstangenantrieben der X Achse fast vollständig eliminieren (wenige µm verbleiben). Bedingt durch die generelle Ungenauigkeit der Zahnstangen und Räder sind lokal vermutlich trotzdem höhere Abweichungen möglich.

„Old-School“ Heidenhein Glasmaßstab mit Anzeigeeinheit:

Steifigkeitstest Y Achse

Mit vollem Körpereinsatz hat sich Fabian gegen die Z Achse gelehnt bzw. an der Achse gezogen um die Steifigkeit der Konstruktion zu prüfen. Die Motoren waren alle mit 50% ihres maximalen Haltestroms bestromt.
Bei dem Test haben wir Ausschläge von max. 7/100mm in Y+ und Y- Richtung feststellen können, welche vermutlich durch die Elastizität des Antriebsriemens sowie der Biegung der Spindelaufnahme am Portal verursacht wurden. Aktuell überlegen wir hier eine Versteifung in Form von massiven Aluwinkeln einzubringen.

Nächster Schritt

Bleiben noch die Steigungsfehler der Spindeln und Zahnstangen, welcher sich durch die Funktion „Spindelmapping“ in Mach3 korrigieren ließe. Hierzu brauchen wir jedoch ein Messgerät mit >2m Messbereich, da der Steigungsfehler in der Regel nicht linear ist. Es muss also an mehreren Stellen gemessen und entsprechend durch die Steuerung kompensiert werden.

Mit einem absolut Wegmeßsystem mit direkter Anbindung an die Steuerung, wie es teure Industriemaschinen einsetzen, gibt es solche Probleme natürlich nicht.