Nyt on CNC-foorumin tukeminen helppoa!
Maksu onnistuu PayPalin kautta myös kortilla
Konemies kiittää

Servo/askelmoottorin teho ja mitoitus mekaniikan suhteen?

Aloittaja PekkaNF, 03.03.10 - klo:20:32

« edellinen - seuraava »

0 Jäsenet ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

PekkaNF

Terve

Tämä on todella hoopo kysymys, koska periaateessa mun pitäis osata laskee tämä, mutta rohkeus puuttuu, koska en osaa arvata mitään realistisia kiinnekohtia alkutiedoiksi.

Minua askarruttaa kovasti, että onko olemassa mitään näppäriä mitoituperiaatteita ja nyrkkisääntöjä servomottorien koolle?

Hahmotan jollain lailla jo että jyrsimessä 1KW karatehto on mopo ja 4 KW vähän sinnepäin, mutta jos harjaton tasavirtamoottori on vaikkapa tälläinen:

Nimelliset: 3300 rpm, 24V, 2,66A ja 10Ncm, niin vaikea tätä muuten on hahmottaa, kun että se on pieni ja kilon painoinen murikka, jota ei kananta laittaa suoraan kuularuuvin päähän.

Toisaalta varmaan onnistun laskemaan suurinpiirtein että millaisiin maksiliikenopeuksiin ja voimiin sillä voisi päästä eri välityssuhteilla.

Entäpä missä vaiheessa stepperi ei ole enää vaihtoehto vaan se on servo?

Jossain on varmaan nettilaskureitakin mekaanisten suureiden laskemiseen?

Mutta minkälaisia pikasiirtonopeuksia vs. voimia vaaditaan pienissä sorveissa ja jyrsimissä niinkuin nyrkkisääntönä ja minkäkokoiset servot stepperit niitä käyttää riittävällä varmuudella? Numerot kyllä saadaan oikein, kun vaan desimaalipilkun paikka arvataan.

Sorvi olisi lähinnä sydäntä ja kappalekoko 90% ajasta alle OD70 L150 mm. Jyrsimellä vastaavat suureet 100*150*300 mm.

Olisiko karatehon (rpm?lastuamistehon?tms.)  ja servojen tehon välillä mitään tervettä korrelaatiota?

PekkaNF

PekkaNF

#1
äägh. viikonloppuna yritin selvitellä steppereiden ja harjallisten/harjattomien servomoottorien mitoitusta, mutten onnistunut edes saamaan näitä samalle viivalle. Paljon löytyi kyllä mutua sen suhteen mikä on halvin/sopivin/paras jne.

Näitä löytyy ihan tappiin asti:
http://www.torchmate.com/motors/electronics_selection.htm

Tasavirtamoottorin teho/vääntömomentti käyrän nyt jotenkin ymmärrän, mutta steppereiden Käyttö/mitoitus on mulle ihan hepreaa.
Tollaisesta yritin päästä "karttalehdelle":
http://www.geckodrive.com/upload/Step_motor_basics.pdf

Toisaalta jos lukee vaan heittoja, niin näytti siltä Gecko (joku malli) herätti kommentteja tyyliin Nema runkokoosta: #23 liian pieni (lämpö ei poistu riittävän tehokkaasti), #34 (purffect, 2 tai 3 "stack") ja isommat liian isoja. Aika karkeesti?

PekkaNF

PekkaNF

#2
jatkan synkkää yksinpuhelua...

Yritin selvitellä edelleen tätä asiaa, mutta rajasin tarkastelun vain askelmoottoriin ja päätin pyöritellä numeroita. Valitsin askelmoottorin ihan sattumanvaraisesti, sattu vaan löytymään datat ja käppyrät.
http://www.solectro.se/Archive/Documents/Delkatalog/delkatalog%20LF4-6-2004.pdf
s. 13/36

Siis jos kyseessä on Isel automationin "Stepping Motorr MS 160". Datablatissa lukee seuraavaa:
Bipolar holding torque 1,60 Nm
Winding torque per phase 2,85 / 4,10 A
Winding torque per phase 1,20 ohm.

Noin siinä luki ja päättelin että taulukon otsikot ovat totaallisen väärin. Ehkä muutakin.

Joka tapauksessa käppyrästä päättelin että MS 160:n akselin päästä saatava momentti olisi lähellä 100 Ncm askeltaajuudella 0,1 - 4,5 KHz. Samasta käyrästä näkyy merkintä käyttöjännite 63V, ja half-step.

Meneekö tämä laskelma oikein, jos motti liitetään kuularuuviin, jonka nousu on 5 mm/r:

Erittäin todennäköisesti askelmoottorin kokoaskelluskulma on 1,8 astetta eli 200 askelta/r (ei näkynyt speksissä)?

Vaikuttaako askellusmoodi vääntökäyrään? Ja miten se on ymmärrettävä?
Siis jos askellustaajuus on tässä esimerkissä 0,1 - 4,5 KHz, niin lasketaanko etenemä 200/r vai 400/r?

Siis jos oletetaan että tässä tapauksessa vääntö/askelluskäyrä on todella 400/r, niin askellustaajuus 0,1 - 4,5 KHz vastaa askelmoottorin kierrosnopeusaluetta 0,25 - 11,25 1/s, josta 5 mm nousulla olevalla kuularuuvilla saadaan lineaariliikkeen nopeudeksi 1,25 - 56,25 mm/s puoliaskelluksella?

Vääntökäyrässä käyrä loppui 10 KHZ kohdalle, joten maksimi "pikaliikenopeus" siis olisi puoliaskelluksella 10 KHz eli em. ehdoilla 125 mm/s, joka vaikuttaa kohtalaisen riittävältä.

Mä luulen tietäväni että paremmilla säätimillä käytetään pienillä askelmoottorin kierrosnopeuksilla mikroaskellusta ja siitä se sitten muuttuu enempi tai vähempi portaittaisesti eri askellusmoodien kautta kokoaskellukseksi kun askelmoottorilta vaaditaan suurempaa pyörimisnopeutta.

Mutta millä nimellisarvoilla (ja oletuksilla) lasketaan käyttökelpoiset nopeudet ja voimat?

Eli kun jossakin näkee "160" kokoisen moottorin, jonka pitomomentti on 1,60 Nm, niin se tarkoittaa vain pitomomenttia (vastaa tasavirtamoottorin moottorin momenttia 0 rpm)? Mutta miten lujaa tätä pystyy käytännössä rääkkäämään? Ja jos pitäis pitää z-liikettä paikoillaan, niin mikähän olisi sopiva mitoitus ettei 100% termisestä kapasiteetista ole jo käytetty kun karaa pidetään paikoilaan pari tuntia ja sitten pitäis vielä kiihdytellä ylöspäin?

Mutta tämä pitomomentti saavutetaan yhden käämin läpi kulkevalla maksimivirralla (kaksi arvoa speksissä, kumpaa epäillään?), mutta ei kai parin kilon mötikkä kestä pitkään tota termistä kuormitusta? Eli jos siis 1,6 Nm saavutetaan esim. 4.1 A virralla ja käämin resistanssi on 1,2 ohm. Olettaisin että kaksi virta-arvoa viittaa rinnan/sarja kytkentään.

Äägh, jossain on varmasti ohje "Kuinka luen stepperin speksiä 101".

PekkaNF

Juvan

Otetaan esimerkki kuularuuvi 16x5 haluttu nopeus 60mm/s hyötysuhde 0.90 kuularuuvilla,
tarvii 1.59nm väännön 0.12kw tehoa ruuvipyörii 720Kier/min.

Näillä saavutetaa 1800N voima eli noin 180KG, korjatkaa jos olen väärässä.

Tässä linkki niin pääset itse kokeillemaan laskuria http://www.mekanex.se/ber/fi-vridmom_skruvdrift.shtml

T:Juha

PekkaNF

Lainaus käyttäjältä: Juvan - 13.03.10 - klo:13:13
Otetaan esimerkki kuularuuvi 16x5 haluttu nopeus 60mm/s hyötysuhde 0.90 kuularuuvilla,
tarvii 1.59nm väännön 0.12kw tehoa ruuvipyörii 720Kier/min.

Näillä saavutetaa 1800N voima eli noin 180KG, korjatkaa jos olen väärässä.

Tässä linkki niin pääset itse kokeillemaan laskuria http://www.mekanex.se/ber/fi-vridmom_skruvdrift.shtml

T:Juha

Jep, mutta jos nyt on tiedossa toi mekaniikka ja tullaan tulokseen että tarvitaan vaikkapa tuo "1.59 Nm ja 720 rpm", niin millä tämä saavutetaan? Voiko servon/askelmoottorin mitoittaa jonkun tälläisen tiedon perusteella (toki siihen vielä välitykset ja niiden hyötysuhteet), vai onko niin ettei esim resonanssin tai ohjaimen sovituksen takia sitten ikinä saa enemmän kun esim. 60% vääntöä ulos askelmoottorin akselilta oikeessa elämässä?

Esim. tossa edellä mun esimerkissä askelmoottorin käppyrä oli erilainen kun muissa näkemissäni moottoreissa. Ohjain, virranrajoitus tms.?

PekkaNF

petko

Lainaus käyttäjältä: PekkaNF - 13.03.10 - klo:16:20
Jep, mutta jos nyt on tiedossa toi mekaniikka ja tullaan tulokseen että tarvitaan vaikkapa tuo "1.59 Nm ja 720 rpm", niin millä tämä saavutetaan? Voiko servon/askelmoottorin mitoittaa jonkun tälläisen tiedon perusteella (toki siihen vielä välitykset ja niiden hyötysuhteet), vai onko niin ettei esim resonanssin tai ohjaimen sovituksen takia sitten ikinä saa enemmän kun esim. 60% vääntöä ulos askelmoottorin akselilta oikeessa elämässä?

Esim. tossa edellä mun esimerkissä askelmoottorin käppyrä oli erilainen kun muissa näkemissäni moottoreissa. Ohjain, virranrajoitus tms.?

PekkaNF

No jos käytät askelmoottoreita niin suosittelen vähintään varmuuskerrointa 4. Servoissa ei ole niin tarkkaa takaisinkytkennän johdosta.

Juvan

Laitoin liite tiedoston omasta servomoottorista mitä aion itse käyttää,
en tiedä sinun käyttö tarkoitusta minkä laista konetta olet itse suunnitellut.

Laitan noihin vielä 1:2 välityksen hihnalla niin saan teoriassa 300Kg lineaarivoiman,
kun ei lasketa häviöitä.

Näitä samoja servomoottoreita käyttää myös awalliin laitan linkin niin voit
katsella videoita http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=447.0

Mulla on noitten kelkkojen painot noin 50-60Kg paikkeilla ja kyllä minä meinasin näitten
kanssa toimeen tulla.

T:Juha

PekkaNF

Kyllä ton verran järeellä servomoottorilla pitäsi muutamakymmentä kiloa liikkua melko rivaksi.

Tolle kuitenkin tulee hintaa jo melkoisesti per akseli? Arvaanko:
Moottori 200 - 300€?
Vaihde ???
Servo-ohjain 300 - 800€?
Encoderi 100 - 300€?


Askelmoottorit vaikuttaisi eräillä reunaehdoilla kustannustehokkaammalta:
1) Verraten pieni teho, tämä parametri on nimenomaan hakusessa, näkee 200W tms. Olisko 1Nm/700 rpm? tai mitä?
2) Jos voi kytkee suoraan kuularuuvin päähän, jolloin ei tarvitse vaihteistoa, servot kai käytännössä harrastehommissa vaatii aina jonkin vaihteen?
3) Ei tarvetta takaisinkytkennälle, tämä on sekä plussa että miinus.

Toisaalta askelmoottorien virtalähteetään eivät näytä olevan ilmaisia, jos vertailukohtana on suoraan verkkojännitteeseen liitettävä servo-ohjain.

PekkNF

Mr.Crossfire

#8
Vaikka onkin vanha threadi, laitanpa silti tähän jatkoksi. Vastauksia minulla ei noihin yllä esitettyihin kysymyksiin ikävä kyllä ole.

Haaveena olisi laittaa tuollainen vanha bridgeport series ykkönen tottelemaan tietokonetta. Löysin työmaalta muutamia käytöstä poistettuja AC-servomoottoreita joissa nimellisteho 300W, nimellinen kierrosnopeus 4500rpm ilmeisesti @100Hz ja jännite 24V.

Moottoreiden päässä on kolmivaiheinen planeettavaihteisto, jonka yhden vaiheen välitys on n. suurinpiirtein 1:3,7. Arvelin, että jos jättäisi yhden vaiheen tuosta vaihteistosta moottorin päähän killumaan ja laittaisi siitä sitten hihnavedolla kuularuuville. Jos kuularuuvin nousu on 5mm, niin tuolla pitäisi päästä noin 6000mm/min vauhtiin joka varmaankin meikäläiselle riittäisi. Hihnavälityksellä voi sitten vähän hienosäätää jos on tarvis.

Toistaiseksi minulla ei ole tarkempaa speksiä moottorista, mutta hommaan speksit kyllä. Ajattelin vaan että jos nuo moottorit ovat auttamatta pieniä, niin kannattaa sitten hommata suosiolla isompia. Terästä pitäisi kuitenkin pystyä jyrsimään kohtuudella.

E: nopeuden yksikkö muutettu.

saulij

Voisitteko ystävällisesti käyttää CNC puolella yleisempää nopeuden yksikköä mm/min. Silloin nopeudet aukeaa ilman laskutoimituksia vanhemmallekin koneistajalle. 100 mm/s = 6 000 mm/min = 6 m/min

porepe

Itse tein vastaavan koneen (Taiwanin kopio) 400w:lla tecon servoilla ja hienosti pelittää...

X ja Y akseli ovat 1:2 hihnavälityksellä ja Z akselin pöydän nosto on 1:10 planeetalla toteutettu... Voima riittää ja nopeuttakin on tarpeeksi.... Itseasiassa rajoitinnopeuden tuohon 6m/min.  Video tuolla http://www.youtube.com/watch?v=Mk_kYOoL6Og

Videolla pikaliikkeet on rajoitettu, koska kyseessä oli ensimmäinen testiajo...

Valokuvia projektista löytyy tuolta  https://picasaweb.google.com/Porepe76/MFM230?feat=directlink
Petri Junnila
Mynämäki

petko

Lainaus käyttäjältä: saulij - 15.04.11 - klo:08:56
Voisitteko ystävällisesti käyttää CNC puolella yleisempää nopeuden yksikköä mm/min. Silloin nopeudet aukeaa ilman laskutoimituksia vanhemmallekin koneistajalle. 100 mm/s = 6 000 mm/min = 6 m/min
Komppaan. Syötöt mm/min. Wanhana koneistajana ymmärrän myös pikaliikkeet M/Min. Muita yksiköitä joutuu aina laskemaan >:(

petko

Lainaus käyttäjältä: porepe - 15.04.11 - klo:17:39
Itse tein vastaavan koneen (Taiwanin kopio) 400w:lla tecon servoilla ja hienosti pelittää...

X ja Y akseli ovat 1:2 hihnavälityksellä ja Z akselin pöydän nosto on 1:10 planeetalla toteutettu... Voima riittää ja nopeuttakin on tarpeeksi.... Itseasiassa rajoitinnopeuden tuohon 6m/min.  Video tuolla http://www.youtube.com/watch?v=Mk_kYOoL6Og

Videolla pikaliikkeet on rajoitettu, koska kyseessä oli ensimmäinen testiajo...

Valokuvia projektista löytyy tuolta  https://picasaweb.google.com/Porepe76/MFM230?feat=directlink

Kato prkl...hyvin näköjään toimii pienilläkin servoilla. Itse olisin veikannut motin koon tarpeeksi 700W-1kW

Mr.Crossfire

Juu, tuo yksikköasia tuli nyt selville. :) Maalaisjärjellä vaan helpompi käsitellä mm/s mutta käytetään vastaisuudessa sellaisia yksiköitä että muutkin ymmärtää.

Katselinkin tuossa eräänä päivänä noita porepe:n videoita ja tuumasin ettei välttämättä ole suinkaan mahdoton ajatus tuon 300W mosan käyttäminen. Sopiikos kysyä, että mistä ostit kuularuuvit ja mihin hintaluokkaan asettui? Sen verran hyvin on kiinanpoika bridgeportin näköjään kopioinut, että noi varmaan kävis omaankin heittämällä. :)

Itse katselin täältä: http://www.icai-online.com/ballscrews/ valmiita settejä, eikä nuokaan nyt ihan mahdottoman hintaisilta tuntuneet, tosin en kyllä tiedä noitten hintatasosta yleisesti. Ajattelin vaan että olis ns. "bolt-on" osat.

porepe

Kuularuuvit tuli Rollcolta... Hintaa en valitettavasti voi ääneen huudella, mutta sanotaan vaikka niin, että kannattaa kysyä sieltä :)
Ruuvit oli muistaakseni 25X5mm.
Laippa mutteri meni heittämällä alkuperäisen tinapronssi mutterin tilalle...

Petri Junnila
Mynämäki

Powered by EzPortal
SMF spam blocked by CleanTalk