Hoe langzaam?

Moderator: Moderators

Plaats reactie
Seed7
Berichten: 7
Lid geworden op: 20 nov 2017 14:42
Contacteer:

Hoe langzaam?

Bericht door Seed7 » 21 nov 2017 07:41

CNC'ers, de vraag 'hoe langzaam' is gevoed door het volgende probleem,

in mijn kleine brouwerij wil ik een gewicht van ca. 3,5 kg langzaam laten zakken. Snelheid, langzaam aanlopend, tussen de 3 en 20 mm/minuut, meestal 7 mm/min over een afstand van ca. 50 cm bij een totale lengte van de geleiding van ca. 150 cm. Aansturing van het geheel middels Arduino of Wemos.

Rondkijkend denk ik aan de budgetgeleiding van stappenmotor.nl meer dan dat hoeft het m.i. niet te zijn. Voor de motor denk ik aan, of set 2.1 of de stappenmotor met vertraging

Als ik het goed uitreken heb ik voor 7 mm/min en een tandriemwiel met d = 20 mm 22,28 stappen/minuut nodig (1,8°/stap)

Waar, ik zoekend op het web, niet echt uit kom is hoe langzaam zo'n motor kan. Het duizelt me van de getallen en het idioom waardoor het lastig is om tot een keuze te komen.

Wat is wijsheid?

Ingo

Gebruikersavatar
Breaker
Donateur
Berichten: 1593
Lid geworden op: 26 mei 2015 22:43
Locatie: Nabij Antwerpen
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Breaker » 21 nov 2017 08:26

Een stappenmotor kan alleen 1 stap zetten. Dus 22 of 23 stappen, geen 0,28 stap, net als je zelf geen 0,28 stap kan zetten, dan blijft je voet ergens in de lucht hangen en val je om.

Wat wel kan is een normale stap opdelen in kleinere stappen: microstappen. Net als je zelf één grote stap kan zetten om een meter te overbruggen of kleine stapjes kan nemen. Die kleine stapjes brengen je per stap minder ver.

Die 22 stappen zou dan bv 44 of 88 microstappen kunnen worden, dan kan het dus nog preciezer geregeld worden.

En hoe snel? Je zet een stap wanneer je dat wilt, zo niet dan blijf je staan. De driver krijgt één puls van de besturing en laat de motor die stap maken, dan is het wachten op de volgende puls. Dat kan de volgende milliseconde zijn of een uur later.

De kracht komt op d/2 * m.g -> 0,02/2 * 3,5 . 9,81 = 0,35 Nm dus een hele sterke motor is niet nodig.

Nu, een stap zetten met 3,5 kg aan een draadje heb ik nooit geprobeerd, maar vaak vind een stappenmotor het niet geweldig om zomaar uit het niets een volle stap te moeten zetten, het werkt vaak beter en soepeler om zo’n motor rustig op gang te brengen en af te remmen dus met microstappen te werken. Alleen verlies je daardoor weer wat kracht want microstappen zijn minder sterk.

Daarbij, als de driver in storing gaat wordt de motor spanningsloos gemaakt en stort de 3,5kg naar beneden, op anderhalve meter beter daar geen voet te hebben staan... Ik zou eerder voor een vertraging kiezen, kan je zeker met een kleine motor toe, is soepel te regelen en valt trager. Of een motor met rem.
Geduld is een schone zaak, frezen niet...

Seed7
Berichten: 7
Lid geworden op: 20 nov 2017 14:42
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Seed7 » 21 nov 2017 09:02

Dank je Breaker,
die tienden stap was gewoon het resultaat van een sommetje, ik snap dat je die niet op die manier kunt maken en moet afronden. Dat is geen probleem, het gaat me niet om absolute precisie, meer om een gelijkmatige beweging en daarvoor lijken me de 22 oid stappen/minuut niet veel.

T.a.v. microstappen, wat ik daar over las en als ik het goed begrijp, leveren minder 'weerstand' tegen het gewicht dat er aan hangt wat de kans groot maakt dat het gewicht de motor toch door trekt naar de volgende hele stap. Bij hele stappen is de 'weerstand' wel voldoende. Ik zou natuurlijk een contragewicht aan de andere kant van de tandriemlus kunnen hangen, als daar ruimte is (kan me nog niet precies voorstellen hoe in combinatie met de wagen en wat er aan hangt).

Ik nijg ook meer naar een motor met vertraging, had nog niet over de winst in koppel daarmee nagedacht, mooi.

Uitgaande van hele stappen, bij welke stapsnelheid loopt een stappenmotor 'lekker', om van daaruit de mate van reductie te bepalen,

Ingo

Gebruikersavatar
hugo stoutjesdijk
Donateur
Berichten: 5998
Lid geworden op: 02 mar 2011 17:04
Locatie: elst (u)
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door hugo stoutjesdijk » 21 nov 2017 09:10

Als de slag 50 cm is, zou ik een draadstang nemen, en daar direct de stappenmotor aan koppelen.
M6 heeft een spoed van 1 mm, de stappenmotor doet 200 stappen per omwenteling, (of een veelvoud wanneer je microsteps gebruikt, maar meer dan 800 lijkt me overdreven)
20mm is dus 200x20=4000 stapjes per minuut, (66 per seconde) allemaal heel erg makkelijk te doen.
Het voordeel van de draadstang, die is zelf remmend en tegelijk je vertraging. En ook nog eens mechanisch heel simpel te bouwen.
Als het langer dan 1 meter moet, zul je waarschijnlijk moeten zoeken, meeste draadstangen zijn 1 meter.
Ik ben voor meer techniek op school, maar dan wel vanaf groep 1 basischool.

Seed7
Berichten: 7
Lid geworden op: 20 nov 2017 14:42
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Seed7 » 21 nov 2017 10:19

Dank je Hugo,
Mmm, draadstang. Ik had wel naar kogelomloopbaan etc. gekeken maar dat valt voor 1,5 m buiten budget.

Met een draadstang wordt het wel meer knutselwerk. Draadstang van 2m (RVS?) heb ik gevonden. En dan? hoe doe je de lagering waar de as op staat. Gewoon een kogellager en de as op een metalen plaat laten rusten? Heb even naar wat plaatjes gezocht maar bij wat ik gevonden heb zet men de motor onder de as. Lijkt me in mijn geval met het gewicht en eventueel lekkend vocht niet handig. Geleider(s) wagentje?

Het geheel moet wel de hele weg van 1,5m afleggen maar ca. 50 cm moet langzaam. De positie waar en de af te leggen weg variëren enigszins.

Is een M6 draadstang niet wat dun, wordt die krom?

Ga ik over nadenken,

Ingo

Gebruikersavatar
hugo stoutjesdijk
Donateur
Berichten: 5998
Lid geworden op: 02 mar 2011 17:04
Locatie: elst (u)
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door hugo stoutjesdijk » 21 nov 2017 11:54

Ja, de hele constructie overzien is een beetje lastig, wat jij voor ogen hebt zien wij natuurlijk niet.
Misschien kun je voor 1.5 meter beter een M8 of M10 draadstang pakken.
Maar je zat zelf al naar budget geleiding te kijken.
Ik heb het vermoeden dat het niet nauwkeurig komt kwa plaats, dus als de hele constructie bij wijze van spreken op de volgende verdieping staat is er alleen een stuk ijzerdraad nodig om het transport te koppelen.
ipv. geleiding denk ik dat een C-profiel met daarin een HMPE schuifblok voor jouw toerpassing ruimschoots voldoet.
Die schroefdraadas laten rusten in een blind gat waar onderin een stalen kogel ligt doet het de komende 10 jaar wel.
En boven zit dan de stappenmotor. Niet al te star gemonteerd zodat alle drukkracht op de kogel komt.
Misschien naast de draadstang nog een ronde as, en het moerblok daar overheen op en neer bewegen.
Er zijn legio problemen te verzinnen voor een oplossing. :lol:
Ik ben voor meer techniek op school, maar dan wel vanaf groep 1 basischool.

Seed7
Berichten: 7
Lid geworden op: 20 nov 2017 14:42
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Seed7 » 21 nov 2017 12:54

hugo stoutjesdijk schreef:Er zijn legio problemen te verzinnen voor een oplossing. :lol:
Oh, dan kan ik nog wel even doorgaan ... ;)

Een plaatje zegt meer,
Afbeelding

Het RVS Y-stuk, met daaraan twee slangen moet langs de rode balk op en neer gaan. De hele kuip staat op een stapelaar en gaat tijdens het proces met de voetjes van de vloer. Alles moet redelijk demontabel blijven al was het maar voor het nodige poetswerk.

Het hoeft inderdaad allemaal niet nauwkeurig, alleen de snelheid moet goed zijn en goed regelbaar. Verder moet het niet ergens stokken tijdens de beweging. Eindpunten, van het langzame traject, zijn variabel en kan ik gewoon met microschakelaars oid doen die ik per keer op de juiste plek instel.

Een U profiel is een interessante, zelf zat ik al moeilijk te denken met een grote rechthoek van aluminium geleiderprofielen. Met wat meer 'plaatjes kijken' komt er vanzelf inspiratie voor een oplossing.

Prangende vraag, welk koppel heeft de stappenmotor nodig als ik een draadeind gebruik bij het gewicht van ca. 3kg?

Dank zover,

Ingo

Gebruikersavatar
hugo stoutjesdijk
Donateur
Berichten: 5998
Lid geworden op: 02 mar 2011 17:04
Locatie: elst (u)
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door hugo stoutjesdijk » 21 nov 2017 13:38

Seed7 schreef: Prangende vraag, welk koppel heeft de stappenmotor nodig als ik een draadeind gebruik bij het gewicht van ca. 3kg?
Ik ben 'meestal' niet zo van de theorethische benadering.
Maak eerst de draadstang-moer-geleidestang constructie.
Monteer er een dwarshoutje aan, en voel met je vinger op een gegeven armlengte (van dat houtje, niet je eigen arm) hoe hard je tegen dat houtje moet drukken om de boel rond te draaien.
Daar zou je natuurlijk ook een veerunster voor kunnen nemen.
Reken die kracht terug naar armlengte 1 meter, en je heb je koppel.
Dan veiligheid van 3 of zo, want het zal toch wel bijna niets zijn, en het gaat wel werken.

De zuiver rekenkundige methode laat ik graag aan andere hier op het forum over.
Ik ben voor meer techniek op school, maar dan wel vanaf groep 1 basischool.

Gebruikersavatar
Breaker
Donateur
Berichten: 1593
Lid geworden op: 26 mei 2015 22:43
Locatie: Nabij Antwerpen
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Breaker » 21 nov 2017 14:13

Ok dan... :lol:
http://www.tiii.be/archives/23958

En anders iets algemener:
http://www.tribologie.nl/book/eboek_v107.pdf

Maar waarschijnlijk ben je beter af met hugo’s suggestie... ;-)
Geduld is een schone zaak, frezen niet...

Seed7
Berichten: 7
Lid geworden op: 20 nov 2017 14:42
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Seed7 » 21 nov 2017 15:39

Breaker schreef:Ok dan... :lol:
http://www.tiii.be/archives/23958
Merci, dat geeft richting, 0,5 Nm zou ruimschoots moeten voldoen,

Ingo

Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 7730
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Hoe langzaam?

Bericht door DaBit » 21 nov 2017 21:13

Ik ga grotendeels met Hugo mee. 1 of 2 rechte gladde RVS stangen als geleiding, blok HMPE met gaten erin voor de assen en draad erin getapt voor een draadstang. Geen smering nodig, de materialen zijn geschikt voor gebruik in de buurt van levensmiddelen, het kan tegen een spatje (of hele plens) vocht, en het spul is makkelijk schoon te maken (wat met een C-profiel weer minder is).

Stappenmotor kun je direct aankoppelen; 7mm/min is geen probleem. Verlies aan koppel over de constructie is met gewoon draadeind best aanzienlijk, dus neem 'm wat zwaarder dan 0,5Nm. Ergens rond de 1,5Nm is wel mooi.

Locatie van de motor moet je even bekijken. Ik denk dat ik 'm graag onderaan zou hebben, uit de buurt van levensmiddelen en meestal handiger draadjes wegwerken. Maar dan zit-ie wel 'gevaarlijk' voor vocht en botsen met de stapelaar. Misschien die ook maar in een doosje bouwen en de as doorvoeren via een keerring. Axiaallagering is dan vertrouwen op de lagers in de motor (die 3,5kg/35N is niet zo heel veel, gaat met NEMA23 formaat motoren lang goed), of Hugo z'n kogeltje onder de stappenmotor plaatsen; de as is aan de andere kant van de stappenmotor ook bereikbaar.

Seed7
Berichten: 7
Lid geworden op: 20 nov 2017 14:42
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Seed7 » 21 nov 2017 23:26

Dank je DaBit,

natuurlijk heb ik nog verder zitten snuffelen en van b.v. de prijzen voor de (RVS) trapeziumdraadeinden uit Harderwijk schrik ik niet echt (dat leer je wel af als je bijna alles met RVS 'moet' doen). Lijkt me een mooi midden tussen standaard draadeind en kogelomloopspul.

Stappenmotor onderaan monteren is inderdaad echt geen optie. Aan de bovenkant heb ik nog ruimte, achter het Y-stuk zit een verticale plank waarop links nog ruimte is voor een IP65/66 kastje met voeding en besturing. De motor kan ook op die hoogte geplaatst worden, ca. 1.6 m.

T.a.v. het koppel, wat ik niet vermeld heb is dat ik het Y-stuk met slangen en al, in mijn visie, gewoon van het wagentje kan pakken als het (snel) weer omhoog moet, of verder omlaag.

Zelf ben ik na al het turen naar alle mogelijkheden eigenlijk nog steeds het meest gecharmeerd van een lichte 'zelfdragende' constructie van aluminium extrusie profiel met bovenop de motor, met een flexibele koppeling naar de spindel, die een eenvoudig lagerblok met flens geven. Onderaan ook een lagerblok met flens en dan een kogel waar de spindel op rust. Beetje een constructie van een high end draaitafel (pick up). Een wagentje zou ik uit een restant hardhout kunnen frezen, past wel in het geheel ;)

Morgen verder puzzelen en inderdaad zoals Hugo aangeeft, eerst de basis bouwen, hoewel ik het we met een 0.5Nm NEMA 17 motorretje wil proberen. Van die motor kan ik altijd nog een buitengewoon handige slangenpomp maken voor melkzuurdosering. Geen weggegooid geld dus,

Ingo

Gebruikersavatar
Nena
Berichten: 142
Lid geworden op: 01 jun 2015 00:28
Locatie: Hoogeveen

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Nena » 01 dec 2017 20:23

Hoi,

Gewoon even, niet te moeilijk doen!

Stel:


5mm spoed as
7mm per minuut

200 Pulsen Per Rotatie
1/8 Microstepping


=> 7 / 5 = 1,4 Rpm

=> Pulse Resolutie:
((60 / ((200 * 8 ) * 1,4)) * 1e6) = 26785,71 -> 267856 uS per stap.



Alles zonder problemen laten verlopen? 2Nm is meer dan genoeg (Nema 23)! Geeft ook stevigheid aan je opstelling! Bovenstaande berekening is voor een constante snelheid voor de stappen. Je hebt geen start en stop snelheid nodig omdat het onder de 100 rpm is.

Groetjes,

Christian

Seed7
Berichten: 7
Lid geworden op: 20 nov 2017 14:42
Contacteer:

Re: Hoe langzaam?

Bericht door Seed7 » 03 mei 2018 08:38

Heeft even geduurd, maar het werkt inmiddels naar behoren., Dank voor alle info.

Uiteindelijk heb ik voor een 60 mm Aluminium profiel gekozen en heb op de zijkanten een soort hele luxe RVS ladegeleiders geschroefd.

Het programmeren was weer een heel andere uitdaging :)


Gallerij Link

Plaats reactie