Hallo zusammen, ich bin gerade dabei einen Motor für einen Prüfstand auszuwählen bzw. darüber zu recherchieren. Dabei bin ich immer wieder hier im Forum gelandet. Folgende Punkte stehen in der Anforderungsliste: -Drehmoment > 1Nm -Auflösung <= 1° (wobei eigentlich eher mindesten 0,1° gefordert sind. -Encoder am Ausgang Aus Kostengründen ist wohl ein Schrittmotor geplant. Mit Mikroschritten sollte so eine Auflösung ja theoretisch möglich sein. Der Motor soll beispielsweise immer 0,1° weiterdrehen und dann stehenbleiben damit eine Messung erfolgen kann (oder langsam weitergedreht werden, das weiß ich momentan leider nicht). Ist so etwas praktisch überhaupt ohne große Abweichung machbar? Ich habe etwas von 0,05° mechanischer Genauigkeit und bis zu 40% Drehmomentverlust bei Mikroschritten gelesen. In der NEMA 23 Baugröße gibt es Motoren mit 0,9° Vollwinkel aber nur 1,8Nm. Würde das Drehmoment bei Mikroschritten noch ausreichen oder sollte ein etwas stärkerer Schrittmotor mit 1,8° Vollschritten gewählt werden (1/16 Schritte würde denke ich reichen)? Da auch ein Encoder verwendet werden soll, habe ich eher nach Schrittmotoren mit Encodern geschaut. Hierbei habe ich eigentlich nur bei Nanotec brauchbare Encoder mit 5000cpr gefunden, der Rest war eher 300-500cpr. Habt ihr Tipps, wo ich noch etwas suchen könnte? 5000cpr / Impulse pro Umdrehung bedeutete doch, dass ich eine Auflösung von 0,072° und nicht 0,018° habe? Es sollte dann wahrscheinlich ein Closed-Loop Controller benutzt werden? Vermute, dass es sonst etwas viel Bastelei wird Wäre es für die oben genannte Anwendung nicht sinnvoller ein Servomotor zu nutzen wie z.B. diesen hier: https://nodna.de/Dynamixel-MX-28T-Robot-Servo ? Offenbar ist der Servo mit Matlab relativ einfach ansteuerbar und der Controller hierfür ist mit 80€ wahrscheinlich günstiger als ein hochwertiger Schrittmotor-Controller. Danke schon mal!
Großes Modellbau Servo, Elektronik raus, RDC80 rein Und die Regelung selber bauen
Jo H. schrieb: > Mit Mikroschritten sollte so eine Auflösung ja theoretisch möglich sein. Brauchst du Auflösung oder Genauigkeit? Nicht jeder Schrittmotor eignet sich, um bei Mikroschrittbetrieb habwegs gleich große Mikroschritte zu machen.
Kolja L. schrieb: > Großes Modellbau Servo, > Elektronik raus, > RDC80 rein > Und die Regelung selber bauen Ich bin immer wieder verbluefft ueber so einfache,aber geniale Loesungsansaetze. Auf sowas waere ich selbst nie gekommen - der TO offensichtlich auch nicht.Schande ueber uns.....?
Jo H. schrieb: > -Encoder am Ausgang > Aus Kostengründen ist wohl ein Schrittmotor geplant. Mit Mikroschritten > sollte so eine Auflösung ja theoretisch möglich sein. Klingt wie grober Unsinn, ein Schrittmotor mit Encoder. Nimm für 0.1 Grad einen Schrittmotor und untersetze den mit einem Zahnriemengetriebe 1:4.5 damit Viertelschrittpositionen den 0.1 Grad entsprechen und verzichte auf den Encoder, du bekommst auch noch zusätzlich mehr Drehmoment, es reichen dann ja schon 0.25Nm Motore. Microschritte erlauben zwar eine genauere Positionierung, aber das Drehmoment muss ja auch den Motor so genau auf Position halten, und das wird immer schwerer wenn es nicht um 1 Grad sondern bei Belastung nur 0.1 Grad nachgeben darf:
1 | 1/1 100 % |
2 | 1/2 70.71 % |
3 | 1/4 38.27 % |
4 | 1/8 19.51 % |
5 | 1/16 9.80 % |
6 | 1/32 4.91 % |
7 | 1/64 2.45 % |
8 | 1/128 1.23 % |
9 | 1/256 0.61 % |
man müsste den Motor also massiv (hier Faktor 10) überdimensionieren (also ein 10Nm Motor damit er die 1/16 Mikroschrittposition mit 1Nm halten kann). Jo H. schrieb: > Wäre es für die oben genannte Anwendung nicht sinnvoller ein Servomotor > zu nutzen wie z.B. diesen hier: Er wird mit 0,088° Auflösung angegeben, meistens sind Modellbauservos aber WEIT schlechter. Ob der Roboterservo mit seinem magnetischen Encoder das wirklich erfüllt was er bewirbt, halte ich für zweifelhaft. Der Vorteil von (Gleichstrom-)Servos: Sie brauchen nur dann viel Strom, wenn sie stark gegenhalten oder sich viel bewegen müssen. Ein Schrittmotor hingegen braucht immer so viel Strom wie er für das höchste geforderte Drehmoment benötigt, und bei Bewegung ein bischen mehr.
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Danke für die bisherigen Antworten! Basteleien mit Modellbauservos sind nicht möglich. Einen Encoder montieren ist schon umständlich genug für diesen Einsatzzweck. Leider ist keine Genauigkeit in der Anforderungsliste gegeben aber die 0,1° sollten möglichst genau angefahren werden. Wobei das ja selbst mit einem 5000 Impulse/Umdrehung Encoder eher ein Ratespiel ist... Wenn 1,3° vorliegen wird das doch vom Encoder mit einer Auflösung von 0,072° nicht erkannt? Oder irre ich mich da? Gibt es spezielle Hersteller von besonders genauen Schrittmotoren oder ist das eher bauformabhängig? Ein Zahnriemenantrieb ist leider eigentlich nicht möglich. In der geplanten Konstruktion (stammt nicht von mir, ich soll jetzt den Motor aussuchen) soll an den Motor ein Ritzel montiert werden, welches ein Zahnrad antreibt, das wiederum einen Hebel bewegt. Der Encoder soll dafür da sein, dass die Position des Motors bzw. des Ritzels bekannt ist. Das bisherige zusammengefasst: (bitte korrigiert mich, wenn ich da falsch liege) -der Encoder ist eigentlich überflüssig (es ist auch keine kritische Konstruktion, bei der ein Schrittfehler irgendetwas zerstört. Es wären "nur" die Messwerte falsch) -bei 1/16 Schritten brauche ich 10x so viel Drehmoment, dann ist es aber möglich 0,1° einzustellen -das Servo erreicht vermutlich nicht die angegebene Auflösung Wenn ich stur die Anforderungen der Anforderungsliste (Auflösung < 1°, Encoder) erfüllen möchte, könnte ich doch einen Nema 23 mit 0,9° Vollschritten im Vollschrittbetrieb und einen 5000crp Encoder verwenden? Hat jemand Erfahrungen mit diesem Servo: https://nodna.de/Dynamixel-Pro-M42-10-S260-R Die Auflösung wäre natürlich super, aber ich vermute, dass dies zu teuer wäre. Ich habe auch noch etwas nach "richtigen" Servomotoren gesucht. http://www.kocomotion.de/produkte/servomotoren-steuerungen/servomotoren-acm-serie.html das erscheint mir mit 10000 crp relativ brauchbar.
Jo H. schrieb: > Gibt es spezielle Hersteller von besonders genauen Schrittmotoren 5-polige Motoren mit 500 Schritten (5 phase stepping motor). Jo H. schrieb: > Ein Zahnriemenantrieb ist leider eigentlich nicht möglich. In der > geplanten Konstruktion (stammt nicht von mir, ich soll jetzt den Motor > aussuchen) soll an den Motor ein Ritzel montiert werden, welches ein > Zahnrad antreibt, das wiederum einen Hebel bewegt. Dann ist doch die Genauigkiet völlig wurscht, das Ritzel läuft sowieso nicht spielfrei. Und man könnte jede andere Untersetzung wählen, es ist eh schon ein Zahnradgertiebe.
Michael B. schrieb: >> soll an den Motor ein Ritzel montiert werden, welches ein >> Zahnrad antreibt, das wiederum einen Hebel bewegt. > > Dann ist doch die Genauigkiet völlig wurscht, das Ritzel läuft sowieso > nicht spielfrei Haben Zahnrad Getriebe eine gleichförmige Umlauf Geschwindigkeit?
Die Genauigkeit der Getriebestufe und der Hebelkonstruktion soll untersucht werden. Es sollen die Auswirkungen der Fertigungsabweichungungen untersucht werden (Gemeinschaftsprojekt mehrere Lehrstühle, ich bin Hiwi an einem Konstruktionslehrstuhl). Für diese Anwendung ist es wichtig die Position des Ritzels/Motors zu kennen (deshalb auch der Encoder am Ritzel bzw. Motor) und möglichst genau einzustellen. Alle Abweichungen danach sind quasi gewollt. Es ist also kein mechanischer Aufbau, mit dem etwas anderes geprüft wird, sondern die Getriebestufen etc. sind die Prüfkörper. Stimmt es, dass das Drehmoment eines 5-poligen Motors beim Mikrostepping nicht abnimmt sondern sogar etwas zunimmt? Dann könnte dieser ja schon mal etwas besser dimensioniert werden. Was haltet ihr denn von dem Servomotor aus meinem vorherigen Post? Wäre soetwas zur möglichst genauen Einstellung + Ausgabe nicht geeigneter? Habe gerade gesehen, dass für die Auflösung und Genauigkeit des Encoders <0,1° gefordert ist. Leider fehlt bei den meisten Encodern diese Info. Ich habe jetzt einen Katalog gefunden, in dem Hall-Sensoren eine Genauigkeit von 0,1° und optische Sensoren eine Genauigkeit von 0,01° haben. Kann ich das als Richtwert verwenden?
Jo H. schrieb: > Habe gerade gesehen, dass für die Auflösung und Genauigkeit des Encoders > <0,1° gefordert ist. Leider fehlt bei den meisten Encodern diese Info. Was sind das denn für Encoder, bei denen der entscheidende Parameter nicht spezifiziert ist. Von Wachendorf gibt es beispielsweise Inkremental-Encoder (z.B. WDG 58) mit 25000 Pulsen pro Umdrehung, also einer Auflösung von 0,0036°. Die Genauigkeit ist allerdings deutlich schlechter als die 0,0036°.
Jo H. schrieb: > Ich habe jetzt einen Katalog gefunden, in dem Hall-Sensoren eine > Genauigkeit von 0,1° und optische Sensoren eine Genauigkeit von 0,01° > haben Das ist doch völlig irrelevant, es zählt nur, was der Hersteller für den Encoder angibt, die Art der internen Sensoren ist seine Sache, das muss man garnicht wissen. Decoder ohne Genauigkeitsangaben sind von vornherein ungeeignet. Jo H. schrieb: > Was haltet ihr denn von dem Servomotor aus meinem vorherigen Post? Da ist es ziemlich schwierig, den Motor auf weniger als ein Grad zu positionieren, ohne Erfahrung ist das praktisch nicht machbar. Üblicherweise verwendet man ein Getriebe, aber das scheidet ja aus. Georg
Kolja L. schrieb: > Haben Zahnrad Getriebe eine gleichförmige Umlauf Geschwindigkeit? Das kommt auf die Konstruktin drauf an https://youtu.be/WYcqJ5HdxA4?t=71
Macht doch so wie die Industry, yaskawa umrichter + motor, zb. Gebraucht SGDH und SGMAH bis 400watt kosten beide um die 300$. Die kannst du analog, puls und über bus ansteuern...
Vielen Dank für die bisherigen Antworten! Georg schrieb: > Das ist doch völlig irrelevant, es zählt nur, was der Hersteller für den > Encoder angibt, die Art der internen Sensoren ist seine Sache, das muss > man garnicht wissen. Decoder ohne Genauigkeitsangaben sind von > vornherein ungeeignet. Das ist mir natürlich klar. Ich habe nur überlegt, ob ich einen groben Wert für z.B. die Servomotoren mit Hall-Sensor annehmen kann. Aber da so ein Motor ohne Erfahrung nur schwer genau positionierbar ist, hat sich das sowieso erledigt. Encoder ohne Genauigkeitsangabe sind wahrscheinlich unbrauchbar? Wenn diese gut wäre, so würde der Hersteller sie ja angeben... Georg schrieb: > ...Üblicherweise verwendet man ein Getriebe, aber das scheidet ja aus. Meine Idee war eigentlich so ein "herkömmliches" Schrittmotorgetriebe zu verwenden (keinen Zahnriemenantrieb). Das Demonstratorgetriebe und demnach auch das Schrittmotorgetriebe sind immer vorgespannt und werden nur in eine Richtung gedreht. Durch den in jedem Fall benötigten Encoder sollten die spielbedingten Abweichungen auffallen. Motor und Endstufe könnten dann auch deutlich kleiner und günstiger ausfallen. 5 polige Schrittmotoren (und Endstufen) habe ich leider nicht wirklich viele gefunden, jedenfalls viel viel weniger als 2 polige Motoren. Es wäre daher eigentlich einfacher einen 2 poligen 10Nm Motor statt einem 5 poligen 1Nm Motor zu verwenden. Gibt es denn hier im Forum eventuell Erfahrungswerte zur Genauigkeit der Dynamixel Pro Serien (https://nodna.de/Dynamixel-Pro-M42-10-S260-R) ? Auf der Hersteller- und Shopseite habe ich leider nichts gefunden. Auf meine Mail wurde mir leider auch noch nicht geantwortet. Besonders interessant wäre dies, da offenbar eine MATLAB Schnittstelle vorhanden ist. Dies bringt mich auch zum nächsten Punkt. Angenommen es wird ein 2 poliger Schrittmotor wird noch ein Encoder benötigt. Die Ansteuerung (z.B. um Prüfpläne abzufahren) sollte mit MATLAB möglich sein. Funktioniert dies generell über die serielle Schnittstelle/USB des Controllers? Mit MATLAB habe ich zwar schon ein paar Sachen gemacht aber noch nie eine Schnittstelle angesteuert. Eine allgemeine Antwort darüber habe ich beim SUchen leider auch nicht gefunden, nur gezielte Fragen wie Controller "..." mit MATLAB angesteuert werden kann. Hier: http://www.schrittmotor-blog.de/ansteuern-von-schrittmotoren-mit-arduino/ wurde ein Arduino Controller angebaut, der wiederrum über Matlab angesteuert werden könnte. Aber ansich sollte das doch auch über ein MATLAB Schnittstelleninterface funktionieren? Gibt es für die Verwendung von MATLAB irgendwelche besonders geeigneten Controller? Habe dazu leider nichts gefunden.
Hallo, > 5 polige Schrittmotoren (und Endstufen) habe ich leider nicht wirklich > viele gefunden, jedenfalls viel viel weniger als 2 polige Motoren. Es > wäre daher eigentlich einfacher einen 2 poligen 10Nm Motor statt einem 5 > poligen 1Nm Motor zu verwenden. 5 polige Schrittmotoren gibt es nicht. Die Polpaarzahlen von Schrittmotoren liegen typischerweise eher bei 25 oder 50. Was du meinst ist 2-phasig bzw. 5-phasig. Das ist ein großer Unterschied. 5-phasige Motoren werden nur noch von Oriental Motor hergestellt und vertrieben. Früher auch von Berger Lahr, die dann irgendwann auf 3-phasige Motoren umgestellt haben. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Oh, vielen Dank. Zu meiner Verteidigung, oben steht auch einmal 5 polig ;) Ich habe jetzt nochmal auf der deutschen Seite gesucht. Folgendes wäre meine Wahl: Motor: PKP566FMN24B, 0,36° Vollschritte 1Nm Drehmoment bis 250rpm (völlig ausreichend) (http://www.orientalmotor.de/Products/Stepper_motors/Stepper_motors/high_torque_5phase_motors_pkp/?&filter1=Hohe+Aufl%C3%B6sung&filter2=60+mm&arid=23957&dwn=artnr ) Treiber: CVD528BR-K (2,8A/Phase, hätte etwas Reserve) ( http://www.orientalmotor.de/Products/Stepper_motors/Drivers_cvd5/?&filter1=Rechtw.+m.+Montageplatte&arid=20328&dwn=artnr ) Controller: SCX11-Serie Universal Controller ( http://www.orientalmotor.de/Products/Stepper_motors/Controllers/Universal_controller_scx11/?&filter2=SCX11&arid=9804&dwn=artnr ) Hätte die Kombination euren Segen? Wäre zwar Open-Loop, weil (so wie ich es verstehe) nur inkrementelle Encoder direkt vom Controller unerstützt werden aber wir einen optischen Absolutencoder verwenden wollen. Bei den Closed-Loop Kombinationen ist eine Positioniergenauigkeit von 0,05° angegeben. Werde nochmal nachfragen, ob das den Anforderungen entspricht. Dann könnte auf den zusätzlichen Encoder verzichtet werden. Der Controller scheint auch "einfach" bedienbar zu sein. Entweder über die Software und bis 100 Programme, Programmaufruf über serielle/Schnittstelle oder Direktbefehle vom Rechner via Schnittstelle. Das sollte dann auch mit MATLAB gehen und evtl. könnte hier auch der Absolutencoder eingebunden werden
Oriental hat inzwischen auch Absolut-Encoder. Melde dich doch per Mail bei mir, dann mache ich dir ein Angebot. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Ist schon eine Weile her, doch ich glaube ich hätte einen guten Servo motor für dich, insofern du bei der Genauigkeit auf +/- 0.25 Grad gehen kannst (1 Sigma). Der HDrive17 mit Präzisionsgetriebe, es handelt sich um einen feldorientiert closed loop Schrittmotor-Servo welcher eine Kennlinie ähnlich wie bei einem DC-Motor aufweist, aber wesentlich mehr Drehmoment bei gleichem Volumen hat. Das ganze mit nur wenigen Zeilen Code direkt aus Matlab steuerbar, keine Adapter - der Servo hat direkt Ethernet. alles weitere auf www.henschel-robotics.ch
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