Advies juiste JMC servomotor

[DaBit]

Ik heb een 1kW servo op mijn draaibank, en incidenteel gebruik ik de hoofdas wel eens als C-as.
Persoonlijk vind ik het met de redelijk minimale vertraging tussen servo en klauwplaat niet lekker werken.

[serum]

Ik heb een 400W servo met een 1:10 vertraging voor de 4e as. Nadeel van een regellus die dergelijk dynamisch belast wordt als bij een klapperende frees op verschillende frequenties, (toerental x aantal tanden) je vroeger of later een resonantie zou kunnen krijgen in de regellus. Bij de on-the fly-tuning is het zo dat de motor in theorie iets geschikter zou zijn voor dergelijke dynamische belasting. Die vorm van tuning zou voor mij hier de voorkeur hebben. Bij een direct aangedregen spindel zijn deze krachten een factor 10 (ietsje meer, vertraging heeft geen 100% rendement) groter. Neem je bv. een 1:80 harmonische drive dan zijn de krachten op de servomotor nog eens een factor 8 kleiner. Ik heb mijn 180W motoren nu dusdanig strak afgesteld dat een +/-200N aan kracht de wijzer op mijn meetklok 0,01 beide kanten op uitslaat, maar dat is incl alle flex in de aadrijving (ko, ophanging, snaar etc etc) Voor mij superacceptabel. Op mijn grote machine met een directere aandrijving (rack/pinion, 1:8 vertaging) en 850W servo's is dat een flink stuk groter.

Wat mij trouwens bevreemd in je oorspronkelijke motoren is dat een KV hebben van 65 en max 120V mogen hebben en een rpm van 1750 opgeven. Bij een volt of 26 zitten ze aan hun max rpm. Een relatief lage spanning voor dergelijke vermogens. Lagere KV betekent een hogere inductie/meer wikkelingen.

[Arie Kabaalstra]

Maar gaat het niet goed en slipt de motor, dan kan je het ook niet meer corrigeren.

Servo's hebben een Encoder, dus een servo "weet" altijd waar ie staat, bovendien, zal er wel een beveiliging opzitten, dat de rem er niet op klapt als de servo draait.

Ik ben niet bekend met die materie, maar als een Servo een ingebouwde rem heeft, dan zal het in de driver wel zo geregeld zijn dat zodra de servo stil staat, de rem erop gaat, en zodra ie weer moet gaan draaien, dat de rem eraf gaat.

[bartL]

Ik heb een 1kW servo op mijn draaibank, en incidenteel gebruik ik de hoofdas wel eens als C-as.
Persoonlijk vind ik het met de redelijk minimale vertraging tussen servo en klauwplaat niet lekker werken.

En waarom werkt dit niet lekker? Gaat dit eerder trillen oid?

Ik heb een 400W servo met een 1:10 vertraging voor de 4e as.

Dat is interessant, want die motor is dus vergelijkbaar bij wat ik in bestelling heb. Echter over wat voor machine hebben we het dan? Hoeveel kW is de spindel en wat voor motoren en KO's zitten er op de X en Y?
Overigens dacht ik eraan om hem nog wel verder te vertragen, ca 30:1 voor het indexeerwerk en 10:1 voor draaiwerk als ik dit voor elkaar kan krijgen met tandriemschijven.

[lordprimoz]

Maar gaat het niet goed en slipt de motor, dan kan je het ook niet meer corrigeren.

Servo's hebben een Encoder, dus een servo "weet" altijd waar ie staat, bovendien, zal er wel een beveiliging opzitten, dat de rem er niet op klapt als de servo draait.

Ik ben niet bekend met die materie, maar als een Servo een ingebouwde rem heeft, dan zal het in de driver wel zo geregeld zijn dat zodra de servo stil staat, de rem erop gaat, en zodra ie weer moet gaan draaien, dat de rem eraf gaat.

Als de rem actief is dan zal de sturing van de motor uit staan. Je kan in die situatie natuurlijk wel kijken naar de positie en hier op acteren, maar die slip kan je niet corrigeren. De rem actureren duurt wat dat betreft te lang. Om diezelfde reden wil je dus niet bij (tijdelijke) stilstand altijd de rem erop zetten.

[DaBit]

En waarom werkt dit niet lekker? Gaat dit eerder trillen oid?

Ja, een dwarsgaatje boren voor een pennetje of schroefje gaat nog wel prima, maar als je gaat frezen dan heeft die servo er moeite mee om de boel op locatie te houden.
Nu is die servo niet zo heel geweldig en de vertraging maar ca. 1,1:1, wat beiden niet helpt.
Een vertraging van 1:10-1:1000 helpt wel. Niet voor niks dat de meeste commerciele 4e-assen uitgerust zijn met harmonic drives of een dergelijke stijve reductie. Ga je te ver dan kun je uiteraard niet meer 'draaien'.

Sven gebruikt een hele dikke Leadshine closedloop-stepper in zijn 4e as (12Nm geloof ik); die haalt met amper vertraging toch wel goede resultaten geloof ik.

[bartL]

Een vertraging van 1:10-1:1000 helpt wel. Niet voor niks dat de meeste commerciele 4e-assen uitgerust zijn met harmonic drives of een dergelijke stijve reductie. Ga je te ver dan kun je uiteraard niet meer 'draaien'.

Harmonic drives zijn volgens mij wel het summum, maar tegelijk ook een aanslag op de portemonnee. Voor de semi-hobby in ieder geval te duur (voor mij). Ik vond nog wel leuke haakse vertragingen met backlash van <10arc/min tot 10:1 en <15arc/min tot 100:1. Nu is dat voor het werk wat ik ermee doe ruim voldoende maar als je dat als trilling in tijdens je werk krijgt sloop je misschien wel alles. Juist dat laaste vind ik moeilijk in te schatten.

Sven gebruikt een hele dikke Leadshine closedloop-stepper in zijn 4e as (12Nm geloof ik); die haalt met amper vertraging toch wel goede resultaten geloof ik.

Dat was ook mijn idee in eerste instantie, en misschien doe ik dat alsnog wel. Ik was uitgegaan van een 4 of 8Nm Nema34 Closed loop stepper. Het voordeel is dat er al 3 stuks van deze motoren+drivers op de machine komen en ik dus nog eens wat uit kan wisselen mochten er problemen opdoen. Daarnaast is mijn besturingskast er al op ingericht.

[Kjelt]

Neem je een servo met ingebouwde rem.

Ik dacht dat een servo in sturing over het algemeen sterker is dan de rem. Het zou wel kunnen werken als de krachten op je werkstuk/motor kleiner zijn als wat de rem aankan. Maar gaat het niet goed en slipt de motor, dan kan je het ook niet meer corrigeren.

Zou kunnen, dit is bv bij de Omron servo's waar ik laatst mee in aanraking ben gekomen, daar is de minimale statische frictie van de rem een factor 1,5 hoger dan het nominale koppel van de servo. Maar wel zwakker dan het maximale koppel dus hmmmm twijfel.

[DaBit]

Harmonic drives zijn volgens mij wel het summum, maar tegelijk ook een aanslag op de portemonnee. Voor de semi-hobby in ieder geval te duur (voor mij).

Sinds ze 'ontdekt' zijn door mensen zoals wij is de prijs wel opgelopen ja.
Maar op E-bay is er in het 150-300 euro bereik toch wel wat leuks te vinden, en niet zelden zijn die dingen ook al voorzien van een hele leuke lagering waar je niet veel of niks extras meer aan hoeft te doen. Dan is die harmonic drive als los onderdeel bekeken misschien wel aan de prijzige kant maar bespaar je elders weer. 7200-serie lagertje hier, 7200-serie lagertje daar, riemschijfje, tandriempje, dat tikt toch ook allemaal best aan. Zou die harmonic drive dan 50-100 euro duurder uitkomen dan is dat het wel waard imho.

Mijn eigen idee, maar nooit gebouwd, was een grote HTD5M tandschijf frezen, zeg 120 tanden ofzo. HTD5M laat zich met een 3mm freesje prima uit een stuk plaat pellen. Vervolgens een kruisrollagertje waar je aan de ene kant de klauwplaat vastbout en aan de andere kant die tandschijf. Dan kan er op de dikke stappenmotor een 16T riemschijfje en is de boel met een 25mm (of nog bredere) riem te koppelen. Zo'n lekker brede riem samen met zo'n grote riemschijf zou voor mijn doel wel stijf genoeg zijn.

maar als je dat als trilling in tijdens je werk krijgt sloop je misschien wel alles. Juist dat laaste vind ik moeilijk in te schatten.

Ja, voor mij ook.

[serum]

Ik zie persoonlijk de harmonic drive niet als geschikte oplossing. De backlash is wel OK, maar voor de radiale stijfheid ben je afhankelijk van een dun stukje verenstaal dat op 2 plekjes vastgeklemd wordt. Axiaal moet je het hebben van een paar fatsoenlijke (kruis)lagers. Let erop dat het 2e hands exemplaar dat je koopt voorzien is van deze lagering. Daarnaast is de vertraging erg hoog. Goed voor de nauwkeurigheid, dat dan weer wel, maar voor mij nagenoeg nvt.

Ik heb voor een planetaire reductie gekozen met relatief lage backlash met een flens ipv een as. Hoe lager de vertraging, hoe lager de backlash doorgaans is. Daarnaast ben je dan ook nog in staat om hem met wat meer toeren laten draaien wat voor sommig werk voor mij ook weer handig is. Op papier <5 minarc, maar op mijn grote machine heb ik ook een aantal van deze planetaire tandwielkasten zitten en daar hebben ze een kleinere backlash dan gespecificeerd. Hoe lang ze deze specificatie houden is natuurlijk afhankelijk over tijd/slijtage.

[bartL]

Sinds ze 'ontdekt' zijn door mensen zoals wij is de prijs wel opgelopen ja.
Maar op E-bay is er in het 150-300 euro bereik toch wel wat leuks te vinden, en niet zelden zijn die dingen ook al voorzien van een hele leuke lagering waar je niet veel of niks extras meer aan hoeft te doen. Dan is die harmonic drive als los onderdeel bekeken misschien wel aan de prijzige kant maar bespaar je elders weer. 7200-serie lagertje hier, 7200-serie lagertje daar, riemschijfje, tandriempje, dat tikt toch ook allemaal best aan. Zou die harmonic drive dan 50-100 euro duurder uitkomen dan is dat het wel waard imho.

Dit geldt eigenlijk alleen als je hem direct aan de as wil koppelen. In mijn geval komen de riemschijfjes en tandriempje er sowiso bij omdat ik met een holle as wil werken.
Overigens heb ik ze nog niet kunnen vinden voor de prijs die je noemt. Althans niet voor Nema23 / 34.

Mijn eigen idee, maar nooit gebouwd, was een grote HTD5M tandschijf frezen, zeg 120 tanden ofzo. HTD5M laat zich met een 3mm freesje prima uit een stuk plaat pellen. Vervolgens een kruisrollagertje waar je aan de ene kant de klauwplaat vastbout en aan de andere kant die tandschijf. Dan kan er op de dikke stappenmotor een 16T riemschijfje en is de boel met een 25mm (of nog bredere) riem te koppelen. Zo'n lekker brede riem samen met zo'n grote riemschijf zou voor mijn doel wel stijf genoeg zijn.

Bijna ditzelfde idee had ik ook, alleen had ik gezocht op tandriemschijven van die diameter en kon ze niet vinden. Niet eens in me opgekomen om hem gewoon zelf te frezen
Het mooie hiervan is dat je de backlash op een hele simpele manier tot (bijna) 0 kan reduceren.
Ik snap alleen jouw kruisrollagertje niet. Als je een lager tussen de klauwplaat en de tandriemschijf zet zal de klauwplaat niet hard draaien
Mijn idee was gewoon 2 tegengestelde keggellagers, die trek ik met een KM moer vast en je heb een onverwoestbare spelingsvrije lagerring.

[serum]

Ik snap alleen jouw kruisrollagertje niet. Als je een lager tussen de klauwplaat en de tandriemschijf zet zal de klauwplaat niet hard draaien
Mijn idee was gewoon 2 tegengestelde keggellagers, die trek ik met een KM moer vast en je heb een onverwoestbare spelingsvrije lagerring.

Ik denk dat je een naaldlager verwart met een kruisrollager.

[bartL]

Ik denk dat je een naaldlager verwart met een kruisrollager.

Nope, ik weet wat een kruisrollager is. Maar wellicht begrijp ik z'n constructie niet goed?

[serum]

Voorkeursplek voor een lager is doorgaans waar deze een positieve bijdrage levert aan de uiteindelijke functie van het ontwerp

Bart bedoelt dat je aan de ene kant een kruisrollager vastzet en aan de andere kant de aandrijving, ik vermoed om de hefboom tussen de snaarspanning en de lagering niet te groot te maken.

Ik heb bij de keuze voor de 4e as ook gekeken naar geschikte lagering, prijstechnisch zijn een paar thrust bearings een prima oplossing icm een regulier lager (al dan niet diegroef) Die thrust bearings kunnen erg grote lasten aan.