Kirjoittaja Aihe: riittääkö vääntö  (Luettu 9175 kertaa)

0 jäsentä ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Poissa arttu.pakarinen

  • Trade Count: (0)
  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 6
  • Rekisteröitynyt: 29/09/2017
    YearsYears
riittääkö vääntö
« : 05.10.17 - klo:11:05 »
Tervehdys!

Olen rakentamassa työstökonetta, ja haluan toteuttaa homman askelmoottoritekniikalla...

Katselin tälläisia:
http://www.ebay.com/itm/DE-SHIPPING-Wantai-CNC-kit-3Axis-Nema-34-Stepper-Motor-1232oz-in-5-6A-Driver-80V-/152308752022?hash=item23764f1e96:g:R5EAAOSwcLxYH~PG

vääntöä: 1232oz-in


Korkeus ja leveys suunnassa nuo varmasti riittävät projektiini,
mutta syvyys suunnassa pitäisi pystyä liikuttamaan rullien päällä 10-40kg painoista tavaraa, ja epäilen riittääkö tuollaisen moottorin teho sellaiseen?

Olen aika amatööri, ja mietin että pystyisikö mahdollisesti järjestelmään liittämään myöhemmin tälläisen tehokkaamman moottorin, mikä totean että vääntö ei yksinkertaisesti riittä syvyystasossa?
http://www.ebay.com/itm/EU-UK-Nema42-stepper-motor-110BYGH201-001-4200OZ-IN-30N-m-Driver-220V-7A-CNC-/282004257625?hash=item41a8c37b59:g:uiwAAOSwyjBW5mwa

Holding torque:                  300 Kg-cm      4200oz-in

Poissa Jarkko Nieminen

  • Sponsori
  • Trade Count: (0)
  • *
  • Viestejä: 389
  • Rekisteröitynyt: 30/06/2010
    YearsYearsYearsYearsYearsYearsYearsYearsYears
Vs: riittääkö vääntö
« Vastaus #1 : 05.10.17 - klo:13:23 »
Moi.

Mulla on parhaillaan kun en ole servoja ehtinyt asentamaan 2Nm moottorit ja 2:1 välitys eli moottori tekee 2 kierrosta ja kuula ruuvi yhden. Tuollaisella 2Nm motilla vääntö riittää kyllä, mutta nopeus on se jota pitää tarkkailla. Eli eli askelmoottoria kun pyöritetään hitaasti niin niissä on voimaa paljon mutta nopeuden kasvaessa vääntö tippuu aika nopeesti. Jos kuularuuviksi on valittu vaikka 5mm nousuinen niin voimaa on aika paljon mutta nopeutta ei. Mulla omat 2Nm moottorit jaksaa vääntää vielä 100 rpm vauhdeissa, 5mm nousulla saan työstettyä 500mm/min nopeudella. Ilman työstön aiheuttamia voimia saan pikaliikkeiksi noin 1000mm/min.
 Servoilla ero olisi se että vääntö on aina sama nopeusalueella 0-3000rpm. Esim paljon käytetty servon koko on 400w vääntöä noin 1Nm ja 2:1 välityksellä 5mm nousulla voima ei ihan heti lopu kesken.

Nuo ehdottamasi nema34 moottorit vääntää ihan sairaasti... vaikka isommallakin nousulla. Työstettävä materiaali määrittää kyllä lopullisen voiman tarpeen, mutta kotijyrsimelle nuo riittää ihan varmasti!
ex nimimerkki jarkko.j

Poissa Snowfly

  • Trade Count: (0)
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 1187
  • To save time Lets just assume that Iam never wrong
  • Rekisteröitynyt: 27/01/2014
    YearsYearsYearsYearsYears
Vs: riittääkö vääntö
« Vastaus #2 : 05.10.17 - klo:17:39 »
Tervehdys!

Olen rakentamassa työstökonetta, ja haluan toteuttaa homman askelmoottoritekniikalla...

vääntöä: 1232oz-in


Korkeus ja leveys suunnassa nuo varmasti riittävät projektiini,
mutta syvyys suunnassa pitäisi pystyä liikuttamaan rullien päällä 10-40kg painoista tavaraa, ja epäilen riittääkö tuollaisen moottorin teho sellaiseen?

Lähdetäänpä perusteista liikenteeseen ns. raaka laskenta
Jotta pystyisit laskemaan että riittääkö sinulla vääntö niin tarvitset seuraavat asiat:
1. Liikuteltavan kappaleen massa=>Sanoit 10-40kg tällöin katsotaan suurimman massan mukaan eli 40kg => 40kg=massa
2. Mahdollinen voima joka tulee kappaleeseen eli työstöstä muodostuva voima kun työkalulla otetaan lastua. Kaivoin aikoinaan mitatut arvot kiilaura jyrsinnästä mutta en muista niitä tähän hätään... hämärästi tulee mieleen että 1000N teräksessä ja 500N alumiini tjsp... mutta nämä on nyt hatusta vedettyjä arvoja.
3. Kitka. Tämä on 0.05-0.3 välissä käytännössä noin kuulajohteilla. 0.3, jos laskee niin saadaan varmuuskerrointa.
Lisätietoa materiaalien kitkakertoimet: http://www.engineeringtoolbox.com/friction-coefficients-d_778.html
4. Kuularuuvin nousu. Jos meillä on 10mm nousu kuularuuvissa eli 1 kierroksella mutteri liikkuu 10mm.

Siirrytään käyttään http://www.orientalmotor.com/motor-sizing/index.html
Siitä valitset sinulle tulevan käyttötavan eli ruuvikäyttö.
Täytät laskimeen äsken katsotut arvot... kuularuuvin halkaisijan voidaan sanoa vaikka 16mm.... valitse materiaaliksi teräs ja breakaway torqueksi laita 0.15Nm tämä voi olla pienempikin mutta parempi katsoa ns. isoilla arvoilla kun ei ole vielä ruuvista varmuutta.

Sitten lopusta löytyy kohta "Operating Conditions" Tähän määrrittelet nopeuden.
Laske aluksi Fixed speed operation ja tähän voit laskea esimerkiksi 40mm/s joka on suurnopeus karalle ja pehmeille materiaaleille sopiva esimerkki arvo.
Sitten on kiihtyvyys ajan määritys... muista mitä nopeampaa kiihdytetään sitä enemmän vaaditaan vääntöä.
Otetaan esimerkin vuoksi kiihtyvyys ajaksi esim. 0.5s

Yhteenveto arvoista:
Load and Linear Guide
Massa=m=40kg
Kitka=u=0.3

Ball/Lead screw specifications
Halkaisija=Db=16mm
Kokonaispituus=Lb=600mm
Nousu=Pb=10mm/rev
Hyötysuhde=n=80%, Ei kannate olla liian optimisti hyötysuhteen kanssa... kerta tähän vaikuttaa linjaus, kuularuuvin/mutterin laatu, johteet yms... ennemmin liian huono kuin liian hyvä hyötysuhde.
Materiaali=p=Teräs
Aloitusmomentti tyhjänä=Tb=0.15Nm

External Force
Ulkopuolinen voima=Fa=500N

Transmission belt and pulleys or gears
Tämä voidaan hypätä yli kun moottori tulee suoraan kytkimellä ruuviin kiinni

Mechanism Placement
Kulma=a=0 astetta

Operating Conditions

Fixed speed operation
Ajonopeus=Operating speed=V1=40mm/s
Kiihtyvyys=Acceleration=t1=0.5s

Stopping Accuracy
Pysähtymis tarkkuus = 0mm

Safety Factor
Varmuuskerroin=1.5

Saadaan yhteenvetona seuraavat tärkeät tiedot:
Required speed = Vm = 240r/min eli moottorin pitäisi pyöriä 240 kierrosta minuutista, jotta 40mm/s nopeus voidaan saavuttaa t1 ajan kiihtyvyys arvoilla. Tämä on tärkeä tieto, koska nyt joudumme tarkistamaan pystyykö meidän ohjaus logiikka tuottaan pulsseja tarvittavan määrän. Normaali askelmoottori 1.8 asteen askeleella = 200 askelta kierros eli 200 ohjaus pulssia = kierros, sitten jos otetaan yleinen 16 microstepin microsteppaus tarkkuuden parantamiseen ja tasaisempaan käytiin saadaan 200*16=3200 pulssia = kierros. Nyt voidaan sitten laskea että (3200*240)/60=12800 pulssia/sekunti eli 12.8kHz pitäisi olla pulssi taajuus ohjain yksiköltä.

Required Torque=T=2.319Nm eli tarvittava vääntömomentti tämä on laskennallinen minimi, jolla kyseinen kuorma liikkuu kyseisillä arvoilla 1.5 varmuuskertoimella. Mutta kannattee aina muistaa että linjaus virheestä yms tulee aina ylimääräisiä voimia joiden suuruutta on hankala arvioida.

Tämähän jo voisi kuulostaa yksinkertaiselta mutta asia ei ole niin... joudut vielä ottamaan suunnan vaihdossa tulevan massan inertian huomioon.
Yksinkertaistettuna tämä asia meinaa sitä että menet eteenpäin koneella ja sitten vaihdatkin pakin päälle. Kuljettamasi massa haluaa edelleen mennä eteenpäin ja jos tämä massa ylittää moottorin pitomomentin tapahtuu askelmoottorilla askeleen hukkaaminen ja paikoitus alkaa heittämään...
Erinomainen esimerkki tästä ongelmasta on 3D-tulostimet...jos haet googlella "3d print missing steps" joissa tämä johtuu usein liian suurista kiihtyvyys arvoista tai liian pieni vääntöisestä moottorista...koska tulostuksessa suuntaa vaihdetaan äärimmäisen tiheään...

Moottorin Inerttian ja vääntömomentin laskemiseen on omat laskimet mutta en tähän viestiin jaksa sitä käydä läpi... sanotaan vain että se on yllättävänkin iso...
Yaskawalla on ilmainen hyvä laskin tähän hommaan... mutta vaatii opettelua että sillä saa käyttökelpoisen tuloksen...
Muutaman kerran kyseisen asian kanssa tapelleena totesin seuraavan...En tiedä päteekö tämä itse kehittämäni nyrkkisääntö kaikkii tapauksiin... mutta olen käyttänyt että laskennallinen vääntömomentti 1.5 varmuuskertoimella eli tässä tapauksessa 2.319Nm niin tämä kerrotaan 2.5 eli 2,319*2,5=5.7975Nm on vääntömomentti jolla inertia ei tule ongelmaksi...

Poissa Jussik

  • Trade Count: (0)
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 504
  • Rekisteröitynyt: 16/04/2007
    YearsYearsYearsYearsYearsYearsYearsYearsYearsYearsYearsYears
Vs: riittääkö vääntö
« Vastaus #3 : 05.10.17 - klo:19:28 »
Terve

Toi kitkakerroin on nyt "pikkasen" metsässä...

Lineaarijohteella kitkakerroin on noin 0.004.

http://www.hiwin.com/pdf/linear_guideways.pdf

Kuularuuvien ja vaadittavien voimien ja momenttien laskentaan löytyy netistä hyviä laskureita.
Varsinkin komponenttien toimittajien sivuilta.
ei tarvitse itse pähkäillä.
Kannattaa katsoa esim Hiwin, THK, INA, jotain muitakin tais olla.





Poissa Snowfly

  • Trade Count: (0)
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 1187
  • To save time Lets just assume that Iam never wrong
  • Rekisteröitynyt: 27/01/2014
    YearsYearsYearsYearsYears
Vs: riittääkö vääntö
« Vastaus #4 : 05.10.17 - klo:21:04 »
Terve

Toi kitkakerroin on nyt "pikkasen" metsässä...

Lineaarijohteella kitkakerroin on noin 0.004.

http://www.hiwin.com/pdf/linear_guideways.pdf

Kuularuuvien ja vaadittavien voimien ja momenttien laskentaan löytyy netistä hyviä laskureita.
Varsinkin komponenttien toimittajien sivuilta.
ei tarvitse itse pähkäillä.
Kannattaa katsoa esim Hiwin, THK, INA, jotain muitakin tais olla.


Juuh tiedän että se on nuin pieni kun linjaus virhe on valmistajan sallimissa rajoissa ja kaikki tavara on uutta... mutta ensimmäiselle rakentajalle on parempi laskea virhe marginaalia mukaan... jos käytetään osaksi käytettyjä komponentteja tai vastaavaa...
Kerta tuon vaikutus ei ole älytön kokonaislaskelmassa 0.3 vs 0.005 ero on n.0.3Nm
Varsinkin jos osa komponenteista on kiinalaisia niin suhtaudun osaan arvoista aina varauksella... tunnetusti niissä on aina jossain säästetty...tämän vuoksi ei kannate mitoittaa 0-toleranssille osia...

Esimerkiksi askelmoottoreissa inductanssilla on merkitystä ja monesti nuo kiinan motit meinaavat olla korkean inductanssin moottoreita tai esitetyt arvot ovat myynti miehen puhetta... mikä vaikuttaa käytännön suorituskykyyn
« Viimeksi muokattu: 05.10.17 - klo:21:17 kirjoittanut Snowfly »

Poissa arttu.pakarinen

  • Trade Count: (0)
  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 6
  • Rekisteröitynyt: 29/09/2017
    YearsYears
Vs: riittääkö vääntö
« Vastaus #5 : 06.10.17 - klo:09:01 »
Pysty ja leveys suunnassa liikutan työkalua.

Syvyys suunnassa liikutan puukappaletta. Esim. Hirsi.

Kappaletta pitää voida liikuttaa edes-takas jyrsiessä. Kappale liikkuu rullalinjan päällä. Liikutan sitä esim. vaihteistolla ja kappaleeseen yläpuolelta painetun motorosoidun rullan avulla.

Poissa Snowfly

  • Trade Count: (0)
  • Konkari
  • *****
  • Viestejä: 1187
  • To save time Lets just assume that Iam never wrong
  • Rekisteröitynyt: 27/01/2014
    YearsYearsYearsYearsYears
Vs: riittääkö vääntö
« Vastaus #6 : 06.10.17 - klo:09:48 »
Pysty ja leveys suunnassa liikutan työkalua.

Syvyys suunnassa liikutan puukappaletta. Esim. Hirsi.

Kappaletta pitää voida liikuttaa edes-takas jyrsiessä. Kappale liikkuu rullalinjan päällä. Liikutan sitä esim. vaihteistolla ja kappaleeseen yläpuolelta painetun motorosoidun rullan avulla.
Onko sulla siinä sitten jonkin sortin klamppi jolla pidät sen paikoillaan ja estät tukin sivuttais liikeen/kääntymisen?
Kerta tukki kyllä lähtee liikkumaan jyrsittäessä jos pidät sitä vaan rullalla paikoillaan => jyrsinnöistä tulee kartioita ja värinästä voi tulla todella iso ongelma...

En tiedä kuinka hyvän pinnan laadun tarvit ja kuinka tarkkoja nuo jyrsinnät/reiät pitää olla...  lisäksi jos se pitää 4 kantilta työstää saako liikutus + puristusmekanismista jäädä jälkiä...

Nämä vaikuttavat huomattavasti siihen minkälaisen ns. klamppaus mekanismin joudut rakentamaan... samoin puutavaran laatu ratkaisee paljon että onko ne valmiiksi suoraan höylättyjä...
« Viimeksi muokattu: 06.10.17 - klo:10:13 kirjoittanut Snowfly »

Poissa arttu.pakarinen

  • Trade Count: (0)
  • Tulokas
  • *
  • Viestejä: 6
  • Rekisteröitynyt: 29/09/2017
    YearsYears
Vs: riittääkö vääntö
« Vastaus #7 : 06.10.17 - klo:15:32 »
Onko sulla siinä sitten jonkin sortin klamppi jolla pidät sen paikoillaan ja estät tukin sivuttais liikeen/kääntymisen?
Kerta tukki kyllä lähtee liikkumaan jyrsittäessä jos pidät sitä vaan rullalla paikoillaan => jyrsinnöistä tulee kartioita ja värinästä voi tulla todella iso ongelma...

En tiedä kuinka hyvän pinnan laadun tarvit ja kuinka tarkkoja nuo jyrsinnät/reiät pitää olla...  lisäksi jos se pitää 4 kantilta työstää saako liikutus + puristusmekanismista jäädä jälkiä...

Nämä vaikuttavat huomattavasti siihen minkälaisen ns. klamppaus mekanismin joudut rakentamaan... samoin puutavaran laatu ratkaisee paljon että onko ne valmiiksi suoraan höylättyjä...

Kaikki aikanaan, nyt mietityttää enemmän riittääkö moottorissa vääntö :D

 


Powered by EzPortal