Hallo,
Ich Plane derzeit mit/für einen bekannten ein CNC Graviermaschine mit
ca. 2m x 1,4m.
Gebaut wird sie in einer Schreinerei aus Siebdruckplatten.
Als Spindel werden 20x4 Trapezgewinde verbaut.
Die Frage ist jetzt ob die Y-Achse (Das Portal wird mit 2 Spindeln
betrieben) 2 Schrittmotoren bekommen soll oder nur Einen der über einen
Zahnriemen die beiden Spindel antreibt.
Die beiden Spindeln werden ca. 1,5m voneinander entfernt sein. Dafür
würde ich dann einen Zahnriemen mit min 3,2m benötigen und diesen
bekomme ich nur als Meterware die Verschweißt wird.
Hat jemand Erfahrung damit und kann mir vielleicht jemand sagen was
sinnvoller wäre ?
Danke für eure Infos
Hallo,
ohne Rückkopplung, etwa über eine Positionsbestimmung, kannst du nie
wissen, ob ein Schrittmotor einen Schritt auch ausgeführt hat - schon
bei einem nicht. Die Frage bei einer Kopplung zweier Achsen ist, was
passiert, wenn sie gegeneinander versetzt werden - kann es zu einer
Beschädigung kommen, muss die Koppeltechnologie hochzuverlässig sein.
Beachtet man das, so ist ein softwaremässig gekoppelter Antrieb durchaus
Stand der Technik, heisst "elektronisches Getriebe" oder ähnlich.
Schrittmotoren alleine reichen dafür nicht.
Ein Zahnriemen dieser Länge ist auch nicht mehr starr, daher würde ich
eher eine Stange und 2 90Grad-Getriebe nehmen.
Gruss Reinhard
Das Problem sah ich auch und deshalb habe ich an einen Zahnriemen
gedacht denn dieser würde meine zwei Spindeln identisch antreiben.
Aber Getriebe finde ich auch eine sehr gute Idee. Die Wellen dazwischen
kann ich mir selber drehen.
Hat jemand vielleicht Links von solchen Teilen?
Würde ja dann 2 90-Grad-Bögen benötigen und ein T-Stück das die Kraft
von einem Motor auf die zwei Winkelgetriebe überträgt.
Haben solche Getriebe eigentlich spiel (meine damit beim Wechsel von
Rechts/Linkslauf)
danke
Also ich würde zu zwei Zahnriemen tendieren. Motor in der Mitte, zu
jeder Antriebsspindel ein Zahnrad. So brauchst du kein zusätzliches
Lager am Motor (da sich die Zugkräfte an der Achse aufheben) und bei
beiden Spindeln stellt sich das gleiche dynamische Verhalten ein.
Alexander schrieb:> Ich Plane derzeit mit/für einen bekannten ein CNC Graviermaschine mit> ca. 2m x 1,4m.
Respekt. Nette größe - da braucht man schon einiges an Know-How um es
halbwegs stabil und verwindungssteif hinzubekommen. Aber ok.
Alexander schrieb:> Als Spindel werden 20x4 Trapezgewinde verbaut.
Auf 2m sind 4mm Steigung zu wenig. Mit einer guten Trapezmutter fährst
du 2000mm/min im Eilgang. Das wird kein Spaß. Bei 2m Läng hängen auch
20mm Spindeln ordentlich durch. Noch dazu muss man diese Beschleunigen
und darau achten, dass sie nicht schwingen. Das halte ich für sehr
kritisch auf diese Länge.
Ich würde dringendst empfehlen Kugelumlaufspindeln (aus China) zu
beziehen. Von der Genauigkeit und dem Umkehrspiel sind selbst die
schlechtesten Chinesischen völlig ausreichend für eine Fräse aus Holz.
Außerdem würde ich die Spindeln an beiden Seiten fest einspannen und
eine angetriebene Mutter verwenden:
http://www.mixware.de/pic/IMG_1141.jpg
Selbstverständlich mit 2 Zahnriemen. Die Vorspannung für die Zahnriemen
ist bei dieser Länge im wahrsten Sinne des Wortes brutal.
Reinhard Kern schrieb:> ohne Rückkopplung, etwa über eine Positionsbestimmung, kannst du nie> wissen, ob ein Schrittmotor einen Schritt auch ausgeführt hat - schon> bei einem nicht.
Das ist leider wahr. Eine Zwangskopplung bedarf es dringend.
Reinhard Kern schrieb:> Ein Zahnriemen dieser Länge ist auch nicht mehr starr, daher würde ich> eher eine Stange und 2 90Grad-Getriebe nehmen.
Spielfrei kostet ein solches Getriebe einen vierstelligen Betrag alles
in allem. Wer will kann sich ja mal bei Mädler anschauen was es kostet.
Ich finde die Idee mit der Rückkoppelung bei den Schrittmotoren auch
keine schlechte. Das Portal darf natürlich unter keinen Umständen
verzogen werden (lins schneller als rechts o.Ä) ansonsten fügt man den
Linearführungen und Muttern dauerhaft Schaden zu.
>Reinhard Kern schrieb:> ohne Rückkopplung, etwa über eine Positionsbestimmung, kannst du nie> wissen, ob ein Schrittmotor einen Schritt auch ausgeführt hat - schon> bei einem nicht.>Das ist leider wahr. Eine Zwangskopplung bedarf es dringend.
Zwangskoppelung ist natürlich die kugelsichere Lösung. Allerdings
funktioniert's auch ohne, mit 2 synchron angesteuerten SM. Ich hab eine
Fräse von Datron mit SM (M3) mit der ich schon 15 Jahre arbeite, und die
hat auch keine Zwangskoppelung, und hat 4m/min max. Vorschub. Wichtig
ist in diesem Fall, dass die Motoren in jedem Betriebszustand genügend
Drehmomentreserve haben um Schrittverlust vorzubeugen. Alternativ könnte
man auch noch Inkrementalgeber an den Spindeln anbringen, die kosten
aber wieder gute 100.- /Stk., bieten dafür aber wieder die kugelsichere
Lösung. Wobei man sich dann schon überlegen kann, das ganze auf
Servo-Antrieb umzurüsten, der eine wesentlich bessere Dynamik besitzt,
was bei diesen großen Verfahrwegen von Vorteil wäre.
Grüsse
Reinhard Kern schrieb:> ohne Rückkopplung, etwa über eine Positionsbestimmung, kannst du nie> wissen, ob ein Schrittmotor einen Schritt auch ausgeführt hat - schon> bei einem nicht.
Das ist eine Sache der Drehmomente und nicht der Kristallkugel ;-)
Werner schrieb:> Reinhard Kern schrieb:>> ohne Rückkopplung, etwa über eine Positionsbestimmung, kannst du nie>> wissen, ob ein Schrittmotor einen Schritt auch ausgeführt hat - schon>> bei einem nicht.>> Das ist eine Sache der Drehmomente und nicht der Kristallkugel ;-)
So sehe ich das auch.
Ich kenne viele Maschinen, die mit Schrittmotoren auch schwerere
Zerspanung seit Jahren zuverlässig ohne Rückkopplung durchführen. Da
sind auch einige dabei, wo die Motoren einer Achse nicht gekoppelt sind:
funktioniert tadellos.
Wenn der Antrieb nicht "auf Kante genäht" ist, gibt es da keine
Schrittverluste.
Das ist ja gerade der große Vorteil von Steppern gegenüber Servos: bei
sauberer Auslegung kann man sich eben blind darauf verlassen, dass die
Motorachse auch dort steht, wo man sie hingetaktet hat.
Chris D.
Ich muss Michael und Chris zustimmen. Insbesondere die Idee mit der
angetriebenen Mutter ist bei den Spindellängen gut. Die biegekritische
Drehzahl dürfte bei der Länge nämlich sonst keine brauchbaren Vorschübe
zulassen.
Ich würde erstmal durchrechnen, welche Motorleistungen bzw. Drehmomente
und Drehzahlen erforderlich sind. Dann kann man überlegen, welche
Motortechnologie die Richtige ist. Tendenziell wird man mit Servomotoren
höhere Vorschübe erreichen. Das muss die Mechanik aber auch können, so
dass nicht nur die Motoren, sondern die ganze Maschine entsprechend
teurer wird. Außerdem ist die Inbetriebnahme von Servoreglern nicht
unbedingt etwas für Anfänger.
@ Philipp F.: Planetengetriebe sind vielleicht spielarm, aber nicht
spielfrei. Da müsste man schon ein Harmonic-Drive Getriebe nehmen, aber
die sind nicht ganz billig, und vor allem nicht mit kleinen
Übersetzungen zu bekommen.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Floh schrieb:> Also ich würde zu zwei Zahnriemen tendieren. Motor in der Mitte, zu> jeder Antriebsspindel ein Zahnrad. So brauchst du kein zusätzliches> Lager am Motor (da sich die Zugkräfte an der Achse aufheben) und bei> beiden Spindeln stellt sich das gleiche dynamische Verhalten ein.
Diese symmetrische Lösung finde ich genial.
Die Gleichlauf von beiden Spindeln hat so die besten Chancen. Wenn mann
mit Elastizität in die Zahnriemen rechnet ist nur noch ungleiche
Belastung von beiden Spindeln von Einfluss.
Nimm die Räder so gross wie möglich
Wellen sind auch elastisch und kosten mehr.
naja ich würde sagen das kommt auf die Steifigkeit der Maschine an.
Ich habe das so gelöst:
Wenn das Portal in der Lage ist sich etwas zu verwinden dann würde ich
eine Endstufe als Master und die andere als Salve laufen lassen.
Beide Seiten bekommen einen Endschalter. Bei mir Lichtschranken. Eine
ist fix montiert und die andere ist in der Länge verstellbar. Das Portal
wird einmal rechtiwinklig eingemessen und die Lichtschranke eingestellt.
Jetzt kommt es zwar vor, das beim Einschalten der Maschine ein Motor
nach rechts und der andere nach links einen Step macht, aber bei 1/16
oder 1/32 und geeigneter Spindeln sind das auf die Breite gesehen wenige
1/100 Grad, die sich beim Referenzieren wieder nullen.
Schrittverluste werden damit zwar nicht erkannt aber das kann ein Riemen
auch nicht. Der fängt an zu schwingen unter ungünstigen Umständen.
Gegen Schrittverluste helfen nur gut dimensionierte Motoren und
Drehgeber.
Sollte das Portal richtig steif sein weil. zB. aus Stahl würde ich auch
zur angetriebenen Mutter tendieren. Da ist ein Riemen im Antrieb fehl am
Platze.
Allerdings bleibt die Problematik der 2 Endlagen.
Bei der Variante mit dem Riemen und Motor in der Mitte kommt die
Problematik der Riemenlänge. Willst Du die Maschiene nach dem Angebot an
Standardriemen bauen oder Dir dann einen Riemen extra für Dich fertigen
lassen ? Ist Platz für einen Riemenspanner ?
Diese Fragen musste ich mit NEIN beantworten da ich eine oben liegende
Gantry habe. Daher sind die Spindeln auch oben.
Gruß
stephan
