Guten Abend, ich versuche im Moment einen Motor für eine Positionierungsaufgabe zu bestimmen und komme nicht weiter. Die Positionierung soll mehrere Umdrehungen betragen (2 - 3 Umdrehungen). Dabei schwanke ich zwischen Schritt- und DC Motor. Die Genauigkeit der Positionierung ist mir sehr wichtig. Normalerweise wird für die Positionierung ein Schrittmotor verwendet, das ist bekannt. Das Problem ist ich müsste ein Getriebeschrittmotor verwenden. Ein Schrittmotor hat aber einen Sprung nach 360° und kann somit die angeforderte Position nicht selbst bestimmen. Würde es reichen einfach einen Absolutencoder an das System befestigen, welcher für den Schrittmotor den realen Drehwinkel bestimmt. Eine alternative wäre ein DC Motor. Hier weiß ich aber nicht wie genau ein solcher DC Motor Systeme positionieren kann und wie es von anfang an ausgelegt werden kann. Hier müsste man einen Encoder benutzen, allerdings benötigt er ja noch Anfahr und abbremszeit, oder nicht? Das Ziel ist es durch eine Schnecke eine Welle zu drehen, an welcher ein Hebel sitzt und ihn auf einen entsprechenden Winkel zu positionieren. Leider bin ich bei der Wahl des Motors durcheinander gekommen, kann bitte jemand Klarheit schaffen?
M. S. schrieb: > Ein Schrittmotor hat aber einen Sprung nach 360° Nein. Du brauchst einfach nur die Anzahl der Schritte. leo
M. S. schrieb: > Ein Schrittmotor hat aber einen Sprung nach 360° u Ein Schrittmotor macht in den 360 Grad viele Sprünge, meist 200 oder 400. Mir scheint eher, du hast ein Verständnisproblem wie ein Schrittmotor arbeitet. Hast du nicht neulich schon so ein Gejammer gepostet ?
M. S. schrieb: > Könntest du das bitte etwas erklären? Was? Dass der Motor keinen Sprung macht? Oder das jeder Schritt gleich gross ist, und du nur die Anzahl dieser vorgibst? Was ist daran unklar? leo
Angenommen ich gebe ihm an, dass er die Position 10000° anfahren soll, kann er das machen, kann er diese Position selbstständig detektieren?
M. S. schrieb: > Angenommen ich gebe ihm an, dass er die Position 10000° anfahren > soll, > kann er das machen, kann er diese Position selbstständig detektieren? Noch einmal: du gibst die Anzahl der Schritte vor. Was ist daran kompliziert? leo
leo schrieb: > kann er diese Position selbstständig detektieren? ... und der Motor detektiert gar nichts. leo
leo schrieb: > leo schrieb: >> kann er diese Position selbstständig detektieren? > > ... und der Motor detektiert gar nichts. > > leo Bedeutet das, dass der Schrittmotor an sich seine Position gar nicht kennt und man einen zusätzlichen Winkelsensor benutzen muss?
M. S. schrieb: > Bedeutet das, dass der Schrittmotor an sich seine Position gar nicht > kennt und man einen zusätzlichen Winkelsensor benutzen muss? Normalerweise nimmst du einen Motor, der keinen Schritt ueberspringt (bei deinen Vorgaben re Drehmoment, Geschwindigkeit, usw). D.h. du weisst jederzeit ganz genau, wie weit der Motor gelaufen ist. Ein Winkelsensor (Drehgeber) bringt da nicht viel, weil was dann ... leo
M. S. schrieb: > Bedeutet das, dass der Schrittmotor an sich seine > Position gar nicht kennt Richtig. Das, was allgemein "Schrittmotor" genannt wird, ist vom Prinzip her in der Regel ein "permanenterregter Synchronmotor mit hoher Polpaarzahl und Rastmoment". Ein Schrittmotor "macht" nur Schritte, wenn er schrittweise angesteuert wird. Betreibt man ihn mit einem stetigen Drehfeld, heißt das aus völlig bescheuerten Gründen "Mikroschrittbetrieb"; es bewirkt, dass sich der Motor ziemlich gleichmäßig dreht. > und man einen zusätzlichen Winkelsensor benutzen > muss? Ja -- oder wenigstens einen Anschlag, eine Lichtschranke oder irgend etwas anderes, um die Referenzposition festzulegen. Ein üblicher Schrittmotor mit 200 Vollschritten je Umdrehung ist im Prinzip ein Synchronmotor mit 50 Polpaaren. Die Ansteuerung ist elektrisch gesehen mehrdeutig, weil das elektrische Drehfeld 50 x 360° zurücklegen muss, damit sich der Motor mechanisch 1 x 360° (= eine Umdrehung) dreht. Der Schrittmotor "weiss" aber nicht, in welcher Position er gerade steht; das ist ja kein Servo-Antrieb.
Vielen Dank für die ausführliche Antwort! Das bedeutet für die Positionierung kann der Schrittmotor verwendet werden. Man kann also einen Absolutencoder und einen Schrittmotor nehmen und man kann unendlich viele Schritte einstellen (bis 1 Mio°). Ist das so richtig?
M. S. schrieb: > Das bedeutet für die Positionierung kann der > Schrittmotor verwendet werden. Ja, dafür ist er gemacht. > Man kann also einen Absolutencoder und einen > Schrittmotor nehmen Ja. Es mag einfachere Lösungen geben, aber ja, das kann man machen. > und man kann unendlich viele Schritte einstellen > (bis 1 Mio°). Ist das so richtig? Ich bin nicht völlig sicher, wie das gemeint ist. Mikroschrittbetrieb ist zwar möglich und üblich, aber man kann dennoch die Winkelauflösung innerhalb EINER Umdrehung NICHT beliebig vergrößern, weil die Positioniergenauigkeit leidet. Man kann aber einen Schrittmotor beliebig viele Umdrehungen machen lassen; der Motor selbst hat da keinerlei mechanische Begrenzung. Wenn das ein Motor mit 200 Vollschritten je Umdrehung ist, dann benötigt man 5000 Umdrehungen für eine Millionen Schritte, ja. Bei Halbschrittbetrieb genügen 2500 Umdrehungen. Das geht also.
Egon D. schrieb: > Man kann aber einen Schrittmotor beliebig viele Umdrehungen machen > lassen; der Motor selbst hat da keinerlei mechanische Begrenzung. Ein Schrittmotor weiß nicht einmal, was eine Umdrehung ist. Der bekommt einfach seine phasenverschobenen Ströme auf die (meist) beiden Wicklungen. Pro Periode macht er dann eine Drehung von z.B. 360/50° (200 Vollschritte pro Umdrehung). Die Polarität der Phasenverschiebung (+ oder - 90°) legt die Drehrichtung fest.
M. S. schrieb: > Bedeutet das, dass der Schrittmotor an sich seine Position gar nicht > kennt Die Software Deiner Ansteuerung kennt die! Egon D. schrieb: >> und man kann unendlich viele Schritte einstellen (bis 1 Mio°). Ist das >> so richtig? > > Ich bin nicht völlig sicher, wie das gemeint ist. Er meint mehrere bis viele Umdrehungen und danach findet er wieder auf Null zurück. M. S. schrieb: > Das Problem ist ich müsste ein Getriebeschrittmotor verwenden. Sowieso nicht, weil Du ja M. S. schrieb: > durch eine Schnecke eine Welle zu drehen Ja, der Schrittmotor ist genau das was Du suchst! Und die Position steht in der Software. Wahrscheinlich 99% der Anwendungen von Schrittmotoren werden so verwendet, wie z.B. în 3D-Druckern. Dort sagst Du dem Drucker sogar die Position in mm, und das stimmt immer! Gruss Chregu
M. S. schrieb: > Bedeutet das, dass der Schrittmotor an sich seine Position gar nicht > kennt und man einen zusätzlichen Winkelsensor benutzen muss? Kein Motor "kennt" seine Position. Die Position kennt ggfs. nur eine dazugeschaltete Elektronik. Und bei manchen Motoren (Synchronservos, BLDC) braucht man die Position, um den Motor überhaupt ansteuern zu können. Zur Ansteuerung eines "üblichen" Schrittmotors oder eines "normalen" DC-Bürstenmotors ist die aktuelle Position egal, deshalb hat der keine Vorrichtung (Resolver, Hallgeber), um die aktuelle Rotorposition festzustellen. Bei einem Schrittmotor ist die einfach Regel die, dass der so "stark" sein muss, dass er keine Schrittverluste hat. Dann weißt du genau: "wenn ich den 100 Schritte nach rechts und dann wieder 100 Schritte nach links machen lasse, steht die Achse wie am Anfang". Wie diese Achse "am Anfang" stand, weißt du allerdings nicht. Und deshalb musst du mit solchen Antrieben nach einem Neustart meist eine Referenzfahrt/Nullfahrt gegen einen Sensor/Schalter/Anschlag machen, um deinen Schrittzähler in der Software auf die reale Welt abzugleichen. Hast du in deiner Anwendung überhaupt die Möglichkeit, eine Referenzfahrt durchzuführen? Und deshalb lautet die Antwort auf das, was M. S. schrieb: > Das bedeutet für die Positionierung kann der Schrittmotor verwendet werden. Das kommt jetzt ganz drauf an, wie die Mechanik aussieht und was (Masse, Trägheitmoment) du da überhaupt wie schnell positionieren willst. Diese Angaben wären richtig brauchbar zur Beantwortung der Frage, welcher Motor besser geeignet ist. M. S. schrieb: > Das Ziel ist es durch eine Schnecke eine Welle zu drehen, an welcher ein > Hebel sitzt und ihn auf einen entsprechenden Winkel zu positionieren. Wenn man diesen Hebelwinkel genau positionieren will, dann macht man am besten einen Encoder auf die Welle des Hebels, und regelt dann den Motor so lange nach, bis der gelieferte Encoderwert passt...
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Die Geschwindigkeit sollte gering sein! Bis zu 4 - 5 rpm maximal. Ich hatte vor einen Drehgeber am System zu befestigen. Eine referenzfahrt sollte nur zur Kalibrierung und nicht bei jedem neustart stattfinden. Da dachte ich aber, dass der Drehgeber seine Position beim Einschalten kennt.
> Da dachte ich aber, dass der Drehgeber seine > Position beim Einschalten kennt. Da denkst du falsch. Solche System gibt es zwar, sie sind aber dann anders. (also TEUER oder schlechter (Poti)) Olaf
Hallo "M.S.", M. S. schrieb: > Die Geschwindigkeit sollte gering sein! Bis zu 4 - 5 rpm maximal. Das spricht in der Tat für einen Schrittmotor. Bei DC- oder BLDC-Motoren wäre aller wahrscheinlichkeit nach ein Getriebe erforderlich. > Ich hatte vor einen Drehgeber am System zu befestigen. > > Eine referenzfahrt sollte nur zur Kalibrierung und nicht bei jedem > neustart stattfinden. Da dachte ich aber, dass der Drehgeber seine > Position beim Einschalten kennt. Das kommt auf den Drehgeber an. Einfache "Encoder" als relative Messsysteme nicht, Absolutencoder schon. Die gibt es als Single- oder Multiturnausführungen. Irgendwann haben die aber auch einen Überlauf, den die Steuerung berücksichtigen muss. Ausserdem sind die Interfaces (SSI, BiSS, Hiperface u.a.) etwas komplizierter als das Zählen der AB-Impulse eines einfachen relativen Encoders. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Ich dachte einen Single Turn Drehgeber an der Endwelle einzusetzen, da die Welle max. 300° drehen soll. Der Sensor basiert auf der Hall - Technologie. Wie kann herausgefunden werden, ob der Sensor die Position beim starten erkennt?
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Lothar M. schrieb: > Wenn man diesen Hebelwinkel genau positionieren will, dann macht man am > besten einen Encoder auf die Welle des Hebels, und regelt dann den Motor > so lange nach, bis der gelieferte Encoderwert passt... Wenn man nicht zählen kann oder der Schrittmotor zu schwach ist, ist das sicher eine gute Lösung. Voraussetzung wäre allerdings, dass es sich um einen Absolutencoder handelt. In jedem Fall sollte man sich überlegen, wie man mit Getriebespiel um geht.
Hört sich für mich nach "Poti" an. Das ist der billigste "Absolutwertgeber", den du für diese Anwendung findest. Ich würde da ein Poti nehmen, das man durchdrehen kann. Nur für den Fall... Auch mit einem Magneten und dem passenden Sensor lässt sich da was machen: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADA4571.pdf https://www.mouser.de/datasheet/2/196/Infineon-TLE5012B_Exxxx-DS-v02_01-EN-1227903.pdf M. S. schrieb: > Wie kann herausgefunden werden, ob der Sensor die Position beim starten > erkennt? Daran, dass er sich "Absolutwertgeber" nennt und die "absolute Position" ausgibt.
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M. S. schrieb: > Angenommen ich gebe ihm an, dass er die Position 10000° anfahren soll, > kann er das machen, Nun, mit dem in einer normalen Quarzuhr eingebautem Schrittmotor klappt das ganz gut.
> "Absolutwertgeber", den du für diese Anwendung findest. Ich würde da ein > Poti nehmen, das man durchdrehen kann. Nur für den Fall... Ich wuerde auf jedenfall ein Poti nehmen das dafuer geeignet ist, also Leitplastik und nicht Kohleschicht. Durchdrehen muss es nicht da eine kompetent designte Regelung alle Probleme verhindern kann und selbst sehr gute Potis in so einer Anwendung Verschleissteile sind die man alle paar Jahre mal ersetzen muss. Olaf
Leider kann ich keinen geeigneten Poti finden. Ich wollte diesen Sensor verwenden: WDGA 36E CANopen Leide kann ich nicht finden, ob er beim starten seine Position kennt oder eine Referenzfahrt gemacht werden muss?
M. S. schrieb: > WDGA 36E CANopen Ist ein Absolutwertdrehgeber. Aber jetzt mit Automatisierungsgedöns arbeiten? CANopen ist auch etwas komplizierter als nur ein Poti per ADC auszulesen. Dann kannst du auch gleich einen Servo-Motor (nicht die Dinger aus dem Modellbau) verwendem.
Ich habe einen maximalen Winkel von max. 90° (minimal 15°), Genauigkeit unter 1°, (nicht 2-3 Umdrehungen, habe mich vertan), die eingestellt werden sollen, und einen Drehmoment an der Ausgangswelle von 20 Nm. Keine Geschwindigkeit oder Beschleunigungen. Wie kann aus diesen beiden Größen der notwendige Motor bestimmt werden. Leider sind alle Auslegungsgleichungen mit Geschwindigkeit. Ich brauche eben das Moment. Gibt es dort Begrenzungen was die Geschwindigkeit angeht?
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M. S. schrieb: > Ich habe einen maximalen Winkel von max. 90° (minimal 15°) Wie passen jetzt da die 300° dazu? > einen Drehmoment an der Ausgangswelle von 20 Nm Dort also, wo der Hebel drauf sitzt? > Wie kann aus diesen beiden Größen der notwendige Motor bestimmt werden. Du brauchst noch die Übersetzung und die Verluste deines Schneckengetriebes. Und dann musst du noch wissen, wie schnell du da verfahren willst. Denn wenn du viel Zeit hast, dann baruchst du nur einen hinreichend starken Motor, aber keinen schnellen. Denn wenn die Geschwindigkeit-Drehmoment-KL zu schnell abfällt, dann reicht das Moment nicht mehr, um die endgültig nötien 20Nm aufzubringen. Siehe https://www.orientalmotor.com/stepper-motors/technology/stepper-motor-overview.html
20 Nm am Hebel, also nach der Schnecke sind doch einfach. Die Schnecke ist selbsthemmend, die Untersetzung durch die Schnecke kennst nur Du oder Dein Lehrer oder ihr beiden. 20 Nm / Untersetzung = Drehmoment des Motors. Ein paar Reibungsverluste solltest Du noch einrechnen. Zeig doch mal die ganze Aufgabe und das was Du schon gerechnet, herausgefunden hast. Bisher wars ja nur Rumgeeiere vom Feinsten.
Lothar M. schrieb: > Wie passen jetzt da die 300° dazu? Gar nicht, habe mich vertan >> einen Drehmoment an der Ausgangswelle von 20 Nm > Dort also, wo der Hebel drauf sitzt? Ja genau. >> Wie kann aus diesen beiden Größen der notwendige Motor bestimmt werden. > Du brauchst noch die Übersetzung und die Verluste deines > Schneckengetriebes. Und dann musst du noch wissen, wie schnell du da > verfahren willst. Denn wenn du viel Zeit hast, dann baruchst du nur > einen hinreichend starken Motor, aber keinen schnellen. Denn wenn die > Geschwindigkeit-Drehmoment-KL zu schnell abfällt, dann reicht das Moment > nicht mehr, um die endgültig nötien 20Nm aufzubringen. > Siehe > https://www.orientalmotor.com/stepper-motors/technology/stepper-motor-overview.html Das ist alles klar. Wie schnell darf den ein Motor fahren, um die 15° auf max 1° zu positionieren? Ich meine mit 5 rpm legt er ja den Winkel von 20° ziemlich schnell zurück.
Schnecke schrieb: > 20 Nm am Hebel, also nach der Schnecke sind doch einfach. Die > Schnecke > ist selbsthemmend, die Untersetzung durch die Schnecke kennst nur Du > oder Dein Lehrer oder ihr beiden. 20 Nm / Untersetzung = Drehmoment des > Motors. Ein paar Reibungsverluste solltest Du noch einrechnen. > > Zeig doch mal die ganze Aufgabe und das was Du schon gerechnet, > herausgefunden hast. > > Bisher wars ja nur Rumgeeiere vom Feinsten. Das was ich weiß habe ich angegeben, mehr weiß ich auch nicht. Ich wollte zuerst den Motor bestimmen und auf der Grundlage des Motors die Schnecke berechnen.
M. S. schrieb: > Das was ich weiß habe ich angegeben, mehr weiß ich auch nicht. Dann musst du offenbar erst noch ein wenig Info einholen, um den Motor samt Übertragungsstrecke festlegen zu können. Die entsprechenden Fragen wurden ja schon gestellt. Gib sie an den weiter, der sie beantworten kann. > Ich wollte zuerst den Motor bestimmen und auf der Grundlage des Motors > die Schnecke berechnen. Da musst du aber schon noch ein wenig mehr beachten: https://de.wikipedia.org/wiki/Selbsthemmung Zuerst kommt die Berechnung der Mindeststeigung, die die Schnecke haben muss. Dann kann man schauen, obs dafür einen Motor gibt, der des Zeug schnell genug bewegen kann. Wenn ja: fertig. Wenn nein: Design hinterfragen. Denn wenn du endlos viel Zeit zum Umpositionieren hast, dann reicht der kleinste Motor, der die Schnecke mit ihrer Wahnsinnsübersetzung gerade so noch bewegt bekommt...
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Natürlich habe ich bestimmte Bauraumbeschränkungen für die schnecke, höchstens 100 mm Achsabstand. Die Frage ist wie schnell darf sich die Welle drehen, damit sie mit 1° Genauigkeit die 20° umsetzt?
M. S. schrieb: > Die Frage ist wie schnell darf sich die Welle drehen, damit > sie mit 1° Genauigkeit die 20° umsetzt? Da gibt es keinen Zusammenhang, denn wie genau der Klapparatismus ist, ist unabhängig davon, wie schnell er ist.
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