Ehdota kone/laite/hilavitukutin/työkalu talvi projektiksi -DIY 30W Kuitulaser

[jkkmobile]

Tossa vielä yksi.. linkistä löytyy hyviä kuvia kaikista osista.

https://m.ebay.com.au/itm/sk30-m001-frasspindel-china-spindel-2-2kw-neu-frase-portal-frassmaschine-keramik/281837012070?

[Snowfly]

Tossa vielä yksi.. linkistä löytyy hyviä kuvia kaikista osista.

https://m.ebay.com.au/itm/sk30-m001-frasspindel-china-spindel-2-2kw-neu-frase-portal-frassmaschine-keramik/281837012070?

Joka on päin porkkanaa mitoitettu...
1. Tuossa SK30 Taper 700N vetovoima... http://tacrockford.com/pdf/100.311/100311-typical-power-drawbar-clamping-forces.pdf Sk taper aka Steep taper 30 vaaditaan 5300N vetovoima tai on tuon datalehden mukaan suositus minimi.
2. Laakerit SKF 6007 2Z Kaveri on kattonut ns. refrence speediä eikä mitoitus arvoja. Tuo ei tule kestämään 20 000rpm:ää. Esim. Vaikka tuosta katot: http://uk.rs-online.com/web/p/ball-bearings/2867704/
   Maximum Speed - Oil   13000rpm
   Maximum Speed - Grease   10000rpm
Sitten http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/ball-bearings/deep-groove-ball-bearings/deep-groove-ball-bearings/index.html?designation=6007-2RS1
Skf : Limiting speed           7000   r/min
3. Unklamppaus 4-7 Bar... Mahdollista ainoastaan 7bar:lla ja silloinkin ollan rajoilla... Kerta mäntä ei ole yli 35mm tuossa... ja 35mm 7bar:lla saadaan 670N eli n.67kg työntöä. 4Bar:lla saisimme vain 380N eli n.38kg

*Lisäksi yllätys yllätys kaikki videot on poistettu, kun löysin cnc-foorumeilta keskustelua juuri samasta vehkeestä... että mitoitus arvot on päin prinkkalaa...
Esim. Tässä puhutaan että klamppaus voima on alimitoitettu http://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?t=209

[PekkaNF]

Kugeln-mallinen vetopultinhajoitin,
https://youtu.be/NhHAEFwQcCA

Ajattelitko kynsiä vai kuulia?

Pekka

[Snowfly]

Kugeln-mallinen vetopultinhajoitin,

Ajattelitko kynsiä vai kuulia?

Pekka

Tossa BT30 jonka laitoit ei ole kyllä säästelty...
Sano laakeri numerot videolla niin pitihän se katsoa :D http://www.kentso.fi/fi/product/7008-c-pagl-ftp-tarkkuusviistokuulalaakeri/7008

Kuulilla meinasin kokkeilla helpompi toteuttaa ja pidin on kummiskin aika pieni vielä.. verrattuna isoihin vehkeisiin... Kuulien määrä on hyvä kysymys merkki vielä... riittääkö 4 vai 3 vai 6?
Ne kuulat näkyvät tuossa kuvassa jonka laitoin... siinä vihreässä osassa joka on jousessa kiinni

Pitääköhän tehdä nestekanavat tuohon runko kappaleeseen... se on viel mietinnässä....

[Snowfly]

Piti ihan pirruuttaan alkaa tarkistamaan millä voimalla tuota istukkaa tarvii klampata...

Rajaus:
Jyrsittävä materiaali maksimissaan alumiini 6061
10mm 1-leikkunen HHS Alumiini tappi
Lastu koko leveydeltä
Lastun syvyys 1.5mm

Tunnetusti 2.2kW 24k rpm kiinan karassa on vääntöä maksimissaan vain noin 1.5nm

Kartiopinnan mitat otettu piirretyn mallin SK20 kartion naaras kappaleesta.

Noh...
Liitteenä muutama kuva... Jotka ovat suuntaa antavia johtuen puristus kertoimesta "Clamping factor" joka ei välttämättä ole oikein...
Kyseinen clamping factor näkyy laskussa Frel (irroitusvoima) voiman negatiivisuudella eli kartio tipahtaa jos siihen ei kohdisteta vetoa. Käytännössä tämä tarkoittaa että kartio pinnat eivät tule puremaan toisiinsa kiinni.
Laskurissa oleva  Steel gr 37:42 vastaa suomen S275 rakenneterästä.

Eli kun työstämme alumiinia hillityillä arvoilla voimme turvallisin mielin käyttää pienempää klamppaus voimaa.. Mutta jos meillä tulee tilanne että otamme sen kaiken väännön irti eli 1.5nm...
Sillon olemme käytännössä rajalla että pyörähtääkö meillä työkalu... kun otetaan huomioon että laskussa on 1.5 varmuuskerroin

Yhteenveto:
Sopiva materiaali = Kartio kestää
Sopiva lastunsyvyys = Kartio kestää
Sopiva työstönopeus = Kartio kestää

[PekkaNF]

Aivan liian kunnianhimoista....liikaa laskemista...suuri riski onnistua ;D

Mä olen miettinyt enempi sellaista manuaalista vaihtamista, mutta power draw bar. Ei mitään pulttipyssyä tms. kierrehärdelliä. Jos vois välttää kokonaan kuulat kynnet yms, vaan muotolukitus - kääntämällä 45 astetta tai 60 astetta kynsiä vasten. Sellainen ei toimis ikinä ATC:lla, mutta helppo käsin ranneliikkeellä. En ole varsinaisesti suunnitellut, vaan piitänyt. Millainenhan on se vaihtosyteemi ollut Hauserin koordinaattiporakoneessa.

Pekka

[Snowfly]

Aivan liian kunnianhimoista....liikaa laskemista...suuri riski onnistua ;D

Mä olen miettinyt enempi sellaista manuaalista vaihtamista, mutta power draw bar. Ei mitään pulttipyssyä tms. kierrehärdelliä. Jos vois välttää kokonaan kuulat kynnet yms, vaan muotolukitus - kääntämällä 45 astetta tai 60 astetta kynsiä vasten. Sellainen ei toimis ikinä ATC:lla, mutta helppo käsin ranneliikkeellä. En ole varsinaisesti suunnitellut, vaan piitänyt. Millainenhan on se vaihtosyteemi ollut Hauserin koordinaattiporakoneessa.

Pekka

Laitoin kuvat yhdestä manuaali lukitus mekaniikasta mitä pyörittelin... mutta jäi idea asteelle...
Istukan hattu menee ensin sisään isosta reiästä. Käännetään puoli kierrosta jolloinka se painahtaa pohjalle johon se ns. lukkiutuu. Tuon jos tekee 2 kappaleesta niin siihen voi lisätä nousua myös jolloin se toimii kiristimenä samalla...

Käytännön sovellettavuus =???

[JuKa]

Terve,

Tuollainen pieni ATC on aina himottanut kressin perään laittaa ja sellaisen proton joskus valmistin.
Sen runko muodostuu ER16x20mm holkki-istukasta ja veto tapahtuu jousen ja kuulagripperin avulla.
Työkalupitimien valmistamiseen tarvitaan kyllä cnc-sorvi. Työkalujen reiät voi niihin tehdä vaikka jälkeenpäin jyrsimellä itsellään ja työkaluilla, jotka on kiinnitetty jyrsimen pöytään.

Lukituksen avaus tapahtuu paineilmalla.

Jos tarvii enempi painetta ilmalle, niin voihan sitä aina käyttää isoa ja pientä mäntää vastakkain kertojana...tuli vaan mieleen...
Koitan kaivella kuvat esiin tuosta omasta virityksestäni.

Mulla on myös ajatuksia cnc-sorvin turretista ja sen paikoittamisesta. Äärettömän helppo ja edullinen toteuttaa ja paikoitus työkalun lukitsemiseksi on myös yksinkertainen. Minulla on tuo JHQ:n aloittama sorvi ja sen ATC:n olen suunnitellut... Kunpa vaan olis aikaa...


Jussi

[Snowfly]

Terve,

Tuollainen pieni ATC on aina himottanut kressin perään laittaa ja sellaisen proton joskus valmistin.
Sen runko muodostuu ER16x20mm holkki-istukasta ja veto tapahtuu jousen ja kuulagripperin avulla.
Työkalupitimien valmistamiseen tarvitaan kyllä cnc-sorvi. Työkalujen reiät voi niihin tehdä vaikka jälkeenpäin jyrsimellä itsellään ja työkaluilla, jotka on kiinnitetty jyrsimen pöytään.

Lukituksen avaus tapahtuu paineilmalla.

Jos tarvii enempi painetta ilmalle, niin voihan sitä aina käyttää isoa ja pientä mäntää vastakkain kertojana...tuli vaan mieleen...
Koitan kaivella kuvat esiin tuosta omasta virityksestäni.

Mulla on myös ajatuksia cnc-sorvin turretista ja sen paikoittamisesta. Äärettömän helppo ja edullinen toteuttaa ja paikoitus työkalun lukitsemiseksi on myös yksinkertainen. Minulla on tuo JHQ:n aloittama sorvi ja sen ATC:n olen suunnitellut... Kunpa vaan olis aikaa...


Jussi

Juuh kressille nuita ATC:ta on aika monikin tehnyt ne on satasia halvempia entä kiinan karalle käyvät...

Itse aloin pyöritteleen tuota CNC-sorvi ideaa vähäsen... tuli yks idea mikä pitää kattoa saisko sen sovitettua :D
Jos sen saa sovitettua niin pyörivät työkalujen hommaus helpottuu huomattavasti...

[Snowfly]

Päivitys CNC-sorvi suunnittelun osalta...
Näyttäisi siltä että se on mahdollista rakentaa... ja tässä mini sorvissa voi hyvin käyttää runkomateriaalina 24mm vaneria oikein hyvin "budjetti versio"... :D

Mitoitan tämän niin että tällä pystyy Alumiiniin...

Täl hetkel:
6 Ulkopuolista sorvaus terää => Muuttu 3 ulko 3 sisä kunhan keksin tarvittavat muutokset tuohon rulettiin...

Pyörivät työkalut:
2 Otsa pinnan
2 Ulko pinnan
Kaikkia ajetaan yhdellä moottorilla....

Kärkipylkkä, joka on paineilma sylinteri ohjattu


Elektroniikan tarve täl hetkel (ei lopullinen)
6kpl Nema 34 askelmoottoria + ohjaimet
1kpl 1kW AC-servo + pakki
1kpl 750W AC-servo + pakki
1kpl Solenoidi venttiili

Laitan kuvan kokonaisuudesta kunhan saan tämän siihen pisteeseen... osa osista tällä hetkellä vain mockuppeja...

[Snowfly]

Puolet koneistosta piirrettynä... työkalujen pyörityksen + lukituksen sovittaminen kesken...

Eikä tuossa ole edes Y-akselia vielä edes :D Kattoa jaksaako sitä väkertää tohon ns. halppis versioon...

Pyörivien työkalujen moottori on 1kw 3000rpm 48V DC 3.2Nm

[Snowfly]

Vähän aikaa kun näpytteli laskinta...

Niin päädyin että tehdään ei niin yleinen ratkaisu y-akselille :D eli koko karapakka liikutellaan y-akselilla...

Edelleenkin tämä on maximissaan alumiinin sorvaukseen/jyrsintään tarkoitettu kevyellä lastulla... harrastelijoilla ei ole koskaan kiire :D

[Snowfly]

Foorum Vika: Viesti jossa on data ja : piste yhteen kirjotettu antaa errorin ja viesti ei tule foorumille asti. Nm. 4 kertaa saman viestin kirjottanut

Laitetaanpa tähän jos jotain muutakin kiinnostaa... Niin sanottua theory craftingiä...
CNC-Sorvin mitoitus
Teoria + data http://www.ijaiem.org/Volume3Issue9/IJAIEM-2014-09-28-66.pdf



Lähtökohta:
Materiaali: Alumiini
Lastun vahvuus: 0.9mm eli 1,8mm halkaisijasta
Tarkastellaan kierrosalueet 400rpm, 630rpm ja 1000rpm

Speed	Cutting force(Fc)	Feed force(Ff)	Thrust force(Ft)
400	5	3	4
630	7	4	5
1000	6	4	4

Nytten kun mietitään mikä mitattu ns. päävoima menee mihinkin suuntaan...

Feed force = Z-akseli
Axial force = X-akseli, koska terää painetaan y-akselia vasten.
Cutting force = Y-akseli (koska kara on kiinni y-akselissa)

Keskitytään tarkastelemaan aina voimia akseli kohtaisesti ja mitä mitoituksessa pitää huomioida. Pelkästään sorvauksen kannalta.
Yksiköistä 1 kgf = 9.8N

Z-akseli:
Maksimi arvo on 4 kgf => 9,8N * 4 = 39,2N
Aika pieni voima... mutta olemmekin varmasti terän optimilla leikkuu alueella lastun vahvuuden suhteen.

Tarkastelu:
Syöttövoima 39,2N
Akselipaketin massa: 200kg (päälle tuleva akselipaketti ja revoleri yms)
Kulma: 0 astetta
Kitka: 0.3
Varmuuskerroin: 2
Näitä tietoja jos käytetään http://www.orientalmotor.com/motor-sizing/ballLeadScrew-sizing.html

Nousu 5mm
Tarvittava vääntö 2.624Nm


X-Akseli
Maksimi arvo on 5 kgf => 9,8N * 5 = 49N
Ei vaikuta paljolta, mutta nytten on ns. sudenkuopan paikka...
Tähän joudutaan ottamaan huomioon revolverin paino, koska meillä on akseli 45 asteen kulmassa.
Kun terä osuu kappaleeseen kappale yrittää vetää kelkkaa alaspäin samalla.
Eli X-Akselin on pystyttävä pitämään itsensä paikallaan vaikka siihen kohdistuu alaspäin vetävää voimaa.
Tämä taas vaikuttaa eniten ruuvin nousuun ja moottorissa tarvittavaan vääntöön...
Liian vähän vääntöä ja X-akseli luisuu alaspäin vähän ja sitten meillä onkin terä kappaleen keskelle menossa ja todennäköisesti irtoava kappale yms.

Tarkastelu:
Syöttövoima 49N
Revolveri ja kelkka paketin Koko massa: 200kg (Revolveri + työkalut) tämä mitoitetaan tarkoituksella ylisuureksi...
Kulma: 45 astetta
Kitka: 0.3
Varmuuskerroin: 2
Näitä tietoja jos käytetään http://www.orientalmotor.com/motor-sizing/ballLeadScrew-sizing.html
Voimme kokeilla kuinka ruuvin nousu vaikuttaa vaadittavaan pitomomenttiin moottorissa...

Nousu:10mm
Saamme tarvittavaksi väännöksi 9.363Nm
Ei järkevä... ollaan liian moottorin ylärajalla... (ei pelivaraa)

Nousu:5mm
Saamme tarvittavaksi väännöksi 5.302Nm
Paljon parempi... tällöin 8-12Nm vääntävä moottorissa jää vielä pelivaraa (pyöriviä työkaluja varten).


Y-Akseli
Maksimi arvo on 7 kgf => 9,8N * 7 = 68.6N
Tässä on sama sudenkuoppa kuin X-akselilla.
Mutta nytten massaa on vielä enemmän kerta meillä on raskas runko + moottori + pakka + kappale

Tarkastelu
Syöttövoima: 68,6N
Kokomassa: 400kg (Runko, moottori, sorvattava kappale, pakka+leuat, kelkka yms) Ylimitoitetaan tarkoituksella...
Kulma: 45 astetta
Kitka: 0.3
Varmuuskerroin: 2
Näitä tietoja jos käytetään http://www.orientalmotor.com/motor-sizing/ballLeadScrew-sizing.html

Nousu 5mm
Tarvittava vääntö 9.289Nm
Eli käytämme 12Nm moottoria

No niin tämän jälkeen tarkastelemme vielä pyörivien työkalujen kohdalla riittääkö mitoitus:

Mitoitetaan 650N voimalla samoilla massoilla akselit joihin tämä vaikuttaa

Tällöin Z-akseli:
Voima: 650N

5mm Nousu
Tarvittava vääntö 3.961Nm eli väännön tarve kasvoi 1,337Nm

X-Akseli
Voima: 650N

5mm Nousu
Tarvittava vääntö 6.617Nm eli väännön tarve kasvoi 1,315Nm

Y-Akseli
Voima: 650N

5mm Nousu
Tarvittava vääntö 10,56Nm eli väännön tarve kasvoi 1,271Nm

Yhteenveto:
Kerta moottorien hinnassa on lopulta niin pieni ero 8Nm ja 12Nm välillä... niin on parempi käyttää kaikissa samankokoisia moottoreita, jollon kaikki kiinnikkeet yms ovat identtiset.
Jolloinka kaikkiin akseleihin asennetaan Nema 34 ja 12Nm moottorit

Lopulliset arvot
X-Akseli
Moottori tarvittava vääntö: 6,617Nm
Y-Akseli
Moottori tarvittava vääntö: 10,56Nm
Z-Akseli
Moottori tarvittava vääntö: 3.961Nm

Ruuveissa käytettävä nousu: 5mm

[Snowfly]

CNC-Sorvi Karan mitoitus

Piti tätä alkaa laskimen kanssa pyörimään, kun teemme mini sorvia että mitä siltä moottorilta oikeasti vaaditaan.
Mini sorvi eli pienipakka....

Mitä tiedetään:
Kappaleen maksimi halkaisija 150mm
Sorvauksessa kohdistuvat voimat aikaisemman datalehden perusteella. Otamme näistä suurimman voiman eli 68,6N kohdistumaan, niin meillä on pelivaraa.

No niin jos teemme olettamuksen että 68,6N voima kohdistuu kappaleen ulkolaitaan eli tuohon 150mm halkaisijaan voimme laskea kuinka paljon vääntöä tällöin moottoriin kohdistuu.

Ajattelemme tätä yksinkertaisesti vipuvoimana tässä vaiheessa...

Arvot:
Voima=68,6N
Halkaisija=150mm
Varmuuskerroin=2

Tällöin
68,6N*(0,15m/2)*2=7,5Nm on vääntö mikä moottorissa pitäisi olla että kappale vielä pyörisi.

No niin 7,5Nm pitäisi saada irti moottorista 1000rpm:llä. Kerta se riittää meille tähän minisorviin.

Miten tämä saadaan sitten halvalla toteutettua?

Moottori tyyppejähän on vaikka kuinka Ac/DC Servo, Open/Closed Loop Stepper, VFD + AC motor, BLDC yms...

1000rpm ja 7,5Nm....

Paperipyörittelyn seurauksena itse kokeilisin seuraava:

Moottoriksi: Nema42 https://www.omc-stepperonline.com/hybrid-stepper-motor/dual-shaft-nema-42-cnc-stepper-motor-30nm-4248ozin-8a-110x201mm-4-wires-42hs79-8004d.html
Malli:42HS79-8004D
Ajotapa: Closed loop
Vääntömomentti: 30Nm
Voltage:5,36V
Vaihe resistanssi:0,67ohms
Vaihe virta: 8A
Vaihe induktanssi: 11mH (Mitä enemmän mH sitä enemmän moottorin vääntö kärsii suurissa kierrosnopeuksista http://www.nmbtc.com/step-motors/engineering/torque-and-speed-relationship/ )

Inductance reduces a stepper motor's high speed torque performance. Inductance is the reason all motors eventually lose torque at higher speeds. Each stepper motor winding has a certain value of inductance and resistance.

The "electrical time constant" is the amount of time it takes a motor coil to charge up to 63% of its rated value. If a stepper motor is rated at 1 amp, after one time constant, the coil will be at 0.63 amps, giving the motor about 63% of rated torque. After two time constants, the current will increase to 0.86 amps, giving the motor about 86% of rated torque.

t = L/R
Inductance "L" (mH), divided by resistance "R" (&), gives the electrical time constant "t" (ms).

t=11mH/0,67ohm=16,4179ms

Eli 8,0A 63% on 8*0,63=5,04A tämän verran virtaa on keloilla 16,4179ms


The time constant, τ, is the time it takes the current in the winding to reach 63 percent of its maximum rated value.


Sitten vaihteisto joka on 1:3 eli moottori pyörähtää 1 kierroksen ja kara pyörähtää 3 kierrosta.

Moni on varmana tässä vaiheessa että eikö me käytetä yleensä alennusvaihteita karalla...
Yleensä kyllä... mutta...
Mikäli haluamme käyttää askelmoottoria karamoottorina niin meidän pitää pystyä olemaan kierrosalueen alapäässä, jotta saamme maksimaallisen väännön irti.
Kerta askelmoottoreissa vääntölaskee mitä nopeampaa sitä pyöritetään...
Esimerkki vääntö käyrästä: Nema 34 3,73mH



Sitten takaisin asiaan:
Moottorissa 30Nm vääntöä => välitys 1:3 => Karalla vääntöä 30Nm/3=10Nm.

Tällöin moottorin tarvii pyöriä 1000RPM/3=333RPM

Sitten se tärkeä asia, kuinka paljon vääntö laskee 333RPM:llä.

Jolloin tärkeään osaan nousee väyläjännite ja kierrosnopeus
http://www.motioncontroltips.com/why-is-the-electrical-time-constant-important-for-stepper-motors/


Eb = back EMF (volts)

L = inductance (H, or Ohm-s)

dI/dt = rate of change of current



ω = frequency (rad/s)

S = motor speed (rpm)

N = number of magnetic cycles per shaft rotation

Näistä

Lasketaan ensin kulmanopeus

S=333rpm
N=8

ω=(SN/60)*(2*pi)
ω=((333*200)/60)*(2*3,14)=
ω=278,9734rad/s

Tärkeä asia:
While resistance and inductance are similar properties, resistance determines the maximum current in the winding,
whereas inductance determines the maximum rate of change of current in the winding.

Eli resistanssi määrää maksimi virran määrän ja induktanssi määrää maksimi nopeuden

dI/dt=ω*I
dI/dt=278,9734rad/s*8,0A
dI/dt=2231,7874

Eb=-L*(dI/dt)
Eb=-0,011*2231,7874
Eb=-24,54966V


No niin nyt meillä on Eb eli "back EMF voltage" tiedossa eli käytännössä tämä meinaa se että jos moottorille syötetään 100V
Niin moottorin keloihin vaikuttaa vain 100V+-24,54966V=~75,45V

Mikä on sitten suositeltu maksimi jännite moottorille?
Tämä on sidoksissa induktanssiin kerta moottorin maksimi lämpötila on n.85 Celcius astetta.
Valmistaja Gecko suosittelee seuraavaa kaavaa:
Maksimi jännite=32*sqrt(Inductance mH)
Maksimi jännite=32*sqrt(11mH)
Maksimi jännite=106,13V

Tämä ei ota mielestäni EMF jännitettä huomioon.
Jos otamme tämän huomioon niin saamme käytettäväksi jännitteeksi 106,13V+24,54966V=130,67966V
Eli pyöristettynä 130V tarvitaan väylä jännitteeksi tällöin otamme Geckon mukaan kaiken irti moottorista.

Noh kuulostaa aika vähältä... ja sitä se onkin jos tarkistetaan toisen valmistajan moottorin datalehti eri Nema 42 moottorista: http://www.wantmotor.com/product/110bygh.html
Rated voltage=80-350V Näiden lukemien perusteella voisi olettaa että tässä on otettu EMF-jännite huomioon.

Eli käyttöjännite moottorille on 130V-200V välissä varmastikkin....
Näin teoriassa laskettuna... todellisuudessa moottoreissa on eroja ja valmistustoleranssit... tämän vuoksi joudumme testaamaan ja tarkkailemaan
että pysyykö moottorin lämpötila sallituissa rajoissa. Jos lämpötila nousee liikaa joudumme laskemaan jännitettä.

Noh jos katsomme tätä käyrää Nema 34 3,73mH. HUOM! Mitoituksessa on Nema 42 ja 11mh induktanssi eli vääntö laskee 3x rajummin kierrosnopeuden noustessa. Kun verrataan näitä moottoreita keskenään.

Katsotaan 480RPM kohtaa
48V=>60V jännitteen Vääntö nousee noin 1nM
Prosentuaalinen muutos jännitteessä=25%

Jos nostaisimme vääntöä 6nM (se että noustaan maksimi vääntöön pyöristetään ylöspäin niin ollaan varmalla puolella) tämä tulee käytännössä nostamalla jännite 6*25%=150%
Tällöin jännite olisi 48V*2,5=120V eli korkealla jännitteellä mikäli moottori sen kestää lämmönpuolesta saamme pidetty väännön yllä myös korkeilla kierroksilla.
Tämä siis tämän Nema 34:n kohdalla on näin. Käytännössä Nema 42:lla väännön putoaminen on huomattavasti rajumpi jolloinka korkean jännitteen käyttö korostuu.

Käytetään tätä suuntaa antavana kuvaajana
Nema 34 3,7mh VS Nema 42 11mh eli induktanssi ero pyöristettynä 3 eli vääntö laskee 3x nopeampaa Nema 42 moottorilla.

Katsotaan ensin yleisesti ja unohdetaan induktanssi oletetaan moottorien käyttäytyvän samalla tavalla:
Eli jos katsomme kuvaajaa 360RPM kohdalta vääntö on 48VDC:llä Nema 34:lla tasan 3Nm eli vääntö on laskenut 4Nm.
Prosentuaalisesti laskua on tapahtunut noin 57% 360RPM:n kohdalla (Tasaluku kuvaajan mukaan helpottaa laskemista).
Oletamme että käyttäytyminen on nyt identiseksi ja meillä on Nema 42:n ja pyöritämme sitä 360RPM tällöin 30Nm vääntö olisi pudonnut 17.1Nm
Tämä olisi vaihteiston jälkeen karalla 17,1Nm/3=5,7Nm
Karanopeus 360RPM*3=1080RPM
Eli saamme tulokseksi suoralla vertailulla: 1080RPM ja 5,7Nm

Nyt jos otamme huomioon että induktanssi aiheuttaa 3x nopeamman väännön laskun
Oletamme että induktanssin muutos vaikuttaa väännön laskunopeuteen samalla tavalla kuin nostaisimme moottorissa kierroksia.
Katsomme väännön kohdasta 1080RPM(3x verrattuna lähtötilanteeseen) ja kuvaajassa lukema on noin 0.8Nm
Prosentuaalinen muutos väännössä on tällöin 88.5% verrattuna 7Nm lähtötilanteeseen.
Nyt jos tarkastellaan sama asia Nema 42:n 30Nm kohdalla.
Tämä tarkottaisi että vääntö olisi pudonnut 26,55Nm ja meillä olisi käytössä enään 3,45Nm.
Karalla olisi tällöin 3,45Nm/3=1,15Nm.

Eli mikäli induktanssi ero otetaan huomioon niin 360RPM:llä Nema 42:lla saadaan karalle vääntöä vain 1,15Nm

Huom!!!
Nyt tiedämme mikä vääntö olisi tässä tilanteessa näillä olettamuksilla.
Nyt jos laskemme paljon vääntöä olisi korkeammalla jännitteellä kun induktanssi otetaan huomioon.
Kuvaajan mukaan jännitteen vaikutus korostuu mitä korkeammalle jännitteelle mennään.
1080RPM:llä 48VDC=>60VDC vääntö nousee noin 0,2Nm jännitteen muutos 12V. Kun 60VDC=>68VDC vääntö muuttuu jo 0,6Nm ja jännitteen muutos on vain 8V.
Eli jännitteen muutos vaikuttaa progressiivisesti vääntö momenttiin syy tälle on "Back EMF voltage" eli tietyn jänniterajan jälkeen keloihin jäävän jännitteen vaikutus kasvaa.
Oletetaan että muutos on 8V ja 0,6Nm olisi lineaarinen
Tällöin 7Nm lähtömomentin saavuttaminen vaatisi 7Nm-0,8Nm=6,2Nm muutoksen kun lähtöjännite on 48VDC
6,2Nm/0,6Nm=10,3
Jännite jolla kompensoidaan väännön tippuminen Nema 32 moottorilla: 48V+ (8V*10,3)=130,4V

Noh jos muutos on samanlainen Nema 42 moottorilla ja jännitteen vaikutus identtinen
30Nm lähtömomentin saavuttaminen vaatisi 30Nm-3,45Nm=26,55Nm muutoksen kun lähtöjännite on 48VDC
26,55Nm/0,6Nm=44,25
Jännite jolla kompensoidaan väännön tippuminen Nema 42 moottorilla: 48V+ (8V*44,25)=402V
Eli nyt mentiin yli sen rajan minkä moottori kestää.

Noh katsotaanpa mihin tuo vääntö nousisi tuolla 130V:lla.
(130V-48V)/8V=10,25
3,45Nm+0,6Nm*10,25=9,6Nm.
9,6Nm moottorin päässä eli välityksen jälkeen 9,6Nm/3=3,2Nm karan päässä.

Sitten jos karan päässä on tasan 7,5Nm.
Tällöin 7,5Nm*3=22,5Nm Moottorilla
Tarvittava muutos 22,5Nm-3,45Nm=19,05Nm
19,05Nm/0,6Nm=31,75
Jännite Nema 42 moottorilla kun karalla on 7,5Nm: 48V+ (8V*31,75)=302V

Elikkäs toisen valmistajan datalehden moottori kestäisi kun siellä annettiin Nema 42 moottorille jännitteeksi 80-320V. Mikäli meidän moottori kestää niin ajaisimme moottoria 300V:lla, jolloin pystymme kompensoimaan korkeasti induktanssista johtuvan väännön putoamisen.



Moottori katottu sitten se enkooderi
Vaihteiston takia joudumme katsomaan enkooderiin 3x tarkkuuden kerta vaihteistossa meillä tarkkuus laskee karalle mentäessä.
Mitä tarkempi enkooderi sitä tarkempi paikoitus karalla.

Noh kuinka tarkka enkooderi pitää olla... 150mm kappaleen halkaisija.
Esimerkki 1.
Haluamme ulkokehälle 0.01mm paikotus tarkkuuden tällöin.
Halkaisija=150mm
Tällöin kehän pituus on 471,2388mm
Tällöin tarvisimme 471,2388mm/0,01= 47123,88
Pyöristettynä tämä olisi pulssien määrä joka meille riittäisi karalta mitattuna. Pyöristetään ylöspäin tasatuhanteen eli 48000pulssia.
Sitten otetaan huomioon vaihteisto eli 3x vaadittava tarkkuus eli 48000*3=144000 näin monta pulssia kierroksella pitäisi löytyä moottorin enkooderista.
Sitten otetaan huomioon kierros nopeus eli 333RPM => 333/60=5,55 Kierrosta/sekuntti
5,55*144000=799200Hz on taajuus jolla pulsseja tulee eli pyöreästi 800kHz

Yhteenveto:
PPR=144000
Taajuus=800kHz

[erppe]

Tuota..., eikö kannattaisi vaan jättää vaihteisto pois ja tyytyä siihen vääntömomenttiin ilman vaihteistoa.
Käppyrän perusteella aikalailla sama teho on siellä käytettävissä. Siis, jos väkisellä haluaa setperiä käyttää karalla.