mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Richtige Auswahl von Schrittmotor und Steuerung


Autor: Niklas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

Ich arbeite aktuell an einer  CNC-Maschine für einen Experimentalaufbau 
der eine sehr hohe Genauigkeit erfordert.

Im Moment arbeite ich an der Auslegung von Schrittmotoren und Steuerung, 
zusätzlich brauche ich eine Untersetzung um Schrittverlust unter Last zu 
vermeiden. Falls jemand Erfahrung auf diesem Gebiet hat bin ich für 
jeden Tipp dankbar!

Meine Präferenz liegt im Moment bei dem Schrittmotor St5709S1208-B von 
Nanotec mit einer Auflösung von 1000 Schritten.

Ich habe von Schrittmotorsteuerungen gelesen die die Auflösung bis auf 
50000 Schritte hochzüchten können (z.B.NI P70530). Hat hier jemand 
Erfahrungen, ein paar gute Quellen wie das funktioniert oder einen Rat 
für eine gute Steuereinheit hat.

Und dann wäre da noch die Sache mit den Getrieben. Natürlich nützt mir 
jede Motorauflösung nichts, wenn sie im Getriebespiel verloren geht. Was 
ich bisher an spielfreien oder spielarmen (Spiel<0,5°) Getrieben 
gefunden habe ist leider sehr teuer. Hat da jemand vielleicht einen 
Tipp? Ich habe schon über ein closed-loop System nachgedacht, konnte 
aber noch keine Sensoren finden deren Auflösung gut genug ist.

Ansonsten bin ich natürlich auch für jeden weiteren Rat dankbar, falls 
jemand Erfahrungen auf dem Gebiet hat.

Schonmal im Vorraus Danke für jeden Tipp!

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Niklas schrieb:
> Hat da jemand vielleicht einen Tipp?

Fahre die Positionen immer von der selben Seite an. Dann wirkt das 
Drehmoment immer in die selbe Richtung und das Getriebespiel wirkt sich 
nicht auf die tatsächliche Position aus.

Autor: Josef T. (t_joe)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Welche Genauigkeit willst denn erreichen? Wie groß darf das Umkehrspiel 
sein?
Hatte auch mal vor eine Portalfräse zu bauen, aber dann kam Hausbau und 
Kind dazwischen, deswegen ist das erst mal auf Eis gelegt! Ich sags 
jetzt gleich mal direkt raus: man kriegt nicht die Eierlegende 
Wollmilchsau und dann auch noch billig, das musste ich bei meinen 
Recherchen leider feststellen!
Ich würde auf alle Fälle Closed Loop empfehlen, wobei ich dann aber 
überlegen würde nicht gleich auf Servomotoren zu setzten!
Getriebe würde ich weglassen und stattdessen mit Zahnriemen arbeiten, so 
hast du das mit dem Umkehrspiel ziemlich erschlagen! Wird auch in den 
meisten hochwerting CNC Maschinen so gemacht!

Gruß

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn man schnell beschleunigen und fahren will und sowieso mit Encoder 
arbeitet, nimmt man Servomotoren, je nach Leistung DC-Glockenanker oder 
vektorgetegelte AC Motore.

Schrittmotore sind völlig fehl am Platze, wenn man schnell und 
hochauflösend fahren will.

Autor: Cyborg (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Niklas schrieb:
> Ich arbeite aktuell an einer  CNC-Maschine für einen Experimentalaufbau
> der eine sehr hohe Genauigkeit erfordert.

Das glaubst du auch nur. Mir scheint du hast eine Maschine wo gesehen
und dich heillos verliebt ohne wirklich die Grundlagen und Basics zu
kennen oder nur zu erahnen. Du willst das auch nicht selbst heraus
finden, sondern die Arbeit ins Forum auslagern. Vergiss das.

> Im Moment arbeite ich an der Auslegung von Schrittmotoren und Steuerung,
> zusätzlich brauche ich eine Untersetzung um Schrittverlust unter Last zu
> vermeiden. Falls jemand Erfahrung auf diesem Gebiet hat bin ich für
> jeden Tipp dankbar!

In der Praxis ermittelt man Kraft- und Lastannahmen und wenn das zu 
aufwändig ist, nimmt man eben die konstruktiv montierbaren stärksten 
Motoren und macht Versuche.
Man kann natürlich auch abgucken, denn bei anderen gehts ja dann auch.
Also besorgt man sich die Datenblätter vergleichbarer Maschinen und
verwendet die Daten halt.

> Meine Präferenz liegt im Moment bei dem Schrittmotor St5709S1208-B von
> Nanotec mit einer Auflösung von 1000 Schritten.

Schon mal falscher Ansatz. Der kleinste Schrittwinkel in Voll- und 
Halbschritt ist entscheidend (z.B. 1,8°/0,9°). Die Motoren unterscheiden
sich in den Drehmomenten (Nm). Mit Mikroschritt kann man die Genauigkeit 
noch mal auf die Spitze treiben, allerdings ist fraglich, ob die
überhaupt nötig ist. Die Verfahrgeschwindigkeit soll ja auch nicht
die einer lahmen Schnecke sein. Die ergibt sich dann aus den
Impulsen/min. die, die Steuerung liefern kann.

> Ich habe von Schrittmotorsteuerungen gelesen die die Auflösung bis auf
> 50000 Schritte hochzüchten können (z.B.NI P70530). Hat hier jemand
> Erfahrungen, ein paar gute Quellen wie das funktioniert oder einen Rat
> für eine gute Steuereinheit hat.

Vermutlich handelt es sich dabei um Mikroschrittsteuerungen, die
wir hier mal ausklammern sollten, sofern dafür keine Notwendigkeit
besteht. Gelesen magst du es ja haben, nur verstanden nicht.

> Und dann wäre da noch die Sache mit den Getrieben. Natürlich nützt mir
> jede Motorauflösung nichts, wenn sie im Getriebespiel verloren geht.

Erst mal, steigert ein Getriebe die Abgabekraft an die Bewegungsmechanik
zu Lasten der Geschwindigkeit. Bei einer CNC völlig unüblich und 
unerwünscht, weil Genauigkeit, Geschwindigkeit und Kraft möglichst 
uneingeschränkt so hoch sein sollen, wie auch benötigt wird.
Also Getriebe vergessen.

> Was
> ich bisher an spielfreien oder spielarmen (Spiel<0,5°) Getrieben
> gefunden habe ist leider sehr teuer. Hat da jemand vielleicht einen
> Tipp?

Ja, vergessen und das ganz schnell.

> Ich habe schon über ein closed-loop System nachgedacht, konnte
> aber noch keine Sensoren finden deren Auflösung gut genug ist.
>
Aber nicht mit Schrittmotore. Das geht mehr in Richtung BLDC-Servo
und gehört zur Königsdisziplin. So weit bist du noch lange nicht.

> Ansonsten bin ich natürlich auch für jeden weiteren Rat dankbar, falls
> jemand Erfahrungen auf dem Gebiet hat.

Lies dich erst mal gründlicher in die Grundlagen ein und träum
hier nicht von Sachen, die völlig unnötig und auch nicht dem
aktuellen Stand der Technik, geschweige denn, deinen Möglichkeiten 
entsprechen.

Hier noch eine Forenregel, die du mal beachten solltest.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette...

Wenn du dann etwas mehr Bescheid weißt, darfst du hier auch mal
eine Frage zu einem Problem diskutieren. Ganze Projekte machen
wir hier aber nicht.

Ansonsten kannst du auch eine fertige Maschine kaufen.

Autor: Josef T. (t_joe)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Cyborg

Mich würde mal die gewünschte genauigkeit interessieren!
Angenommen man nimmt eine Schrittmotor und Regler mit 1,8 Grad / Schritt 
und eine Kugelumlaufspindel mit 5mm Steigung! Das wären da 200 Schritte 
pro Drehung, das wären dann ohne weitere Übersetzung 0,025mm pro 
Schritt!
Mir ist klar, dass da noch keine Ungenauigkeiten mit einberechnet sind, 
die da noch dazu kommen, aber das war mal nur ein grober Gedankengang! 
Wenn man jetzt noch mit 0,9 Grad und ner 2:1 Übersetzung arbeitet, dann 
wäre man schon bei 0,006..mm pro Schritt!

Für Hobby absolut ausreichend, meiner Meinung!

Bei nem Geber mit 1000 Inkrementen pro Umdrehung wäre das bei 5mm 
Steigung und ohne Übersetung 0,005mm pro Inkrement!

@ Niklas
Was willst du damit bauen? Eine Raumstation?

Und ich muss Cyborg recht geben, dass du dich mit dem Thema erst mal 
selber besser auseinander setzten solltest! Wenn du dir mal die 
Toleranzen von der restlichen bezahlbaren Hardware (Umlaufspindel, 
Kupplung,..) anschaust, dann sind die Motoren dein geringeres Problem!

Eine Seite mit Führungen usw wäre cnc-discount, die sind relativ billig! 
Besseres findet man von zB Isel, ist aber schon merklich teurer, dafür 
auch genauer!

Viel Spass

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Cyborg schrieb:
> Also Getriebe vergessen.

Mindestens zur Umsetzung von der Drehbewegung in die Linearbewegung wird 
ein Getriebe benötigt. Bei einer Spindel wird mit einer 
Ganghöhe/Umdrehung untersetzt.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.