Kogelomloop of tandriem

bijv, kress en proxxon enz maar ook de echt dure watergekoelde (of niet) spindels kunnen hier terecht

Moderator: Moderators

Plaats reactie
Diks
Berichten: 26
Lid geworden op: 21 jun 2015 15:45

Kogelomloop of tandriem

Bericht door Diks »

Ben met een cnc plasma tafel aan het tekenen
Snij berijk is 500x1000 mm
Moet de verplaatsing van de y en x as met een kogelomloop
Of kan dit ook eventueel met tandriem
En zo ja welke overbrenging zou ik dan moeten nemen
Stappen motor nema 23
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door hfjbuis »

Een kogelomloop is nauwkeuriger. Die hangt door zijn eigen gewicht, altijd een beetje door. Ook belasting kan zorgen voor doorhangen. Bij hogere snelheden, kan de kogelomloop gaan vibreren. Hoe hoger de belasting, hoe langer en dunner de kogelomloop, hoe meer last je daarvan hebt. Een oplossing kan zijn de kogelomloop moer te laten draaien en de as stil te houden.
Een (goede) tandriem is spelings arm, maar minder nauwkeurig dan een kogelomloop. Ook een tandriem kan gaan "fladderen" bij hoge snelheden. Hoe flexibeler de riem (dun en smal), hoe langer, hoe lager de voorspanning, hoe meer kans op fladderen.
Gezien de toepassing (plasma snijder) en de lengte (1 meter) denk ik dat een goede tandriem wel kan en voldoende nauwkeurig is op die lengte. Je kunt ook een tandheugel overwegen als je met de onnauwkeurigheid door de speling in de tandwielen kunt leven.

Je steppers hebben een maximum toerental waarop ze nog enigszins koppel leveren. Als je geen koppel curve hebt, neem dan 1000 RPM als richtwaarde. Als je zorgt dat bij dit toerental de hoogst gewenste snelheid gehaald wordt (ijlgang) dan zit je wel goed mits dat koppel dan voldoende is om de wrijving te overbruggen. De soort geleiders, afstelling, vervuiling, kabelrups, etc. hebben behoorlijk wat invloed op de wrijving. Schoon en goed afgesteld kost het maar weinig kracht om het portaal in beweging te houden.

Om op snelheid te komen, moet je het portaal in beweging brengen, accelereren. Hoe hoger de in beweging te brengen massa, hoe meer koppel (vermogen = koppel x toerental / 10) je nodig hebt om dit met enige snelheid te doen. Omdat bij een stappenmotor het koppel afneemt bij oplopend toerental, maakt de overbrenging eigenlijk niet zo veel uit voor de te behalen maximale acceleratie en is het vermogen van de stepper meer bepalend.
Het vermogen dat de stepper levert, is niet bij elk toerental gelijk, kijk maar eens naar zo'n koppel curve. Als je het moet redden door het optimale toerental te gebruiken, dan kun je beter meteen voor een andere/zwaardere stepper gaan.
Ook de gebruikte drivers kunnen een factor zijn. Een TB6600 is heel goedkoop, maar beperkt de maximaal te halen snelheden. Een echte leadshine doet het beter en als je voor goud wil gaan, dan kun je Gecko overwegen.
Behalve stepper motoren zijn er ook nog closedloop steppers (al dan niet met ingebouwde drivers) en servo motoren (al dan niet met ingebouwde drivers). Mocht je meer vermogen willen, dan is op het gebied van motoren nog veel te verbeteren.

Al met al geen direct antwoord op de vraag!!!. De passing van de 57x57 mm Nema23 stepper (gaten en register) is ook geschikt om een 60x60 mm Nema24 stepper te monteren als je hiermee bij de bouw al rekening houdt met de 60 mm behuizing van de Nema24 stepper. Dan kun je een heel wat sterkere motor monteren zonder veel te moeten aanpassen.

Hier een overzicht van koppel/rpm/watt van door mij gebruikte stappenmotoren. Met name in het lage toerental gebied, leveren ze weinig vermogen ondanks dat ze daar het hoogste koppel hebben!
19339
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Gebruikersavatar
Kars-cnc
Donateur
Berichten: 1750
Lid geworden op: 07 okt 2015 05:33
Locatie: Heerde (Gelderland)

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door Kars-cnc »

Het valt me op dat de 4Nm stepper wel heel erg veel minder koppel levert bij slechts 75 RPM dan gespecificeerd. Is daar een verklaring voor?
Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door Kjelt »

Kars-cnc schreef: 23 jan 2020 16:13 Het valt me op dat de 4Nm stepper wel heel erg veel minder koppel levert bij slechts 75 RPM dan gespecificeerd. Is daar een verklaring voor?
Inderdaad opvallend, misschien gebruikt hij ze unipolair dan hou je maar de helft over.

https://www.oyostepper.com/images/uploa ... -3008D.pdf
Diks
Berichten: 26
Lid geworden op: 21 jun 2015 15:45

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door Diks »

ik denk dat ik dan toch voor kogelomloop ga
heb de kogelomloop er in getekend en hij zou dan 1200 mm lang worden en rond 16 spoed van 5 bij de y as
dan denk ik dat het doorbuigen wel me zal vallen
bij de x as wordt hij 800 lang
maar aangezien de cnc maar 800 breed wordt zou de stappen motor er flink buiten steken en zat ik zelf te denken om de stappen motor er langs te zetten en dan met tandriem overbrenging te koppelen aan de x as een op een aan gezien ik al een vertraging heb van 5
weet iemand een site voor tandriemen en tandwielen ?
benkr
Donateur
Berichten: 7727
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door benkr »

Denk eerst eens na over het type tandriem, grofweg heb je de keuze uit GT2, T5, AT5, HTD3, HTD5 en nog wel een paar andere varianten.
Allemaal hebben ze voordelen en nadelen. Ook kun je kiezen uit vezelversterkt materiaal, kunststof vezels, staaldraad, carbon en ook hier nog wel een paar anderen.
Verder is ook de breedte van de riem belangrijk, de breedte bepaalt mede de maximaal over te brengen krachten, veel voorkomende maten zijn 6, 10, 15, 20, 25 en nog een stelletje.
De grootte van de tand bepaald weer de minimale diameter van het tandwiel en zo zijn er een hele boel keuzes te maken.

https://docs-asia.electrocomponents.com ... 02d3b7.pdf
O.a. hier en op heel veel andere plaatsen vind je ontwerp hints voor gebruik van tandriemen.

Een site waar je ook veel info kunt vinden is https://www.beltingonline.com/.

Ook hier vind je interessante dingen, niet om te kopen, want dat is veel te duur, maar om ideeën uit te halen.

https://www.bell-everman.com/products/l ... linear-sbl.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door hfjbuis »

Kars-cnc schreef: 23 jan 2020 16:13 Het valt me op dat de 4Nm stepper wel heel erg veel minder koppel levert bij slechts 75 RPM dan gespecificeerd. Is daar een verklaring voor?
De 4 Nm spec is bij full step. De grafieken (torque grafiek van de leverancier) zijn gemaakt op 1/2 step maar dit verklaart 10% minder koppel (volgens dit artikel https://www.linengineering.com/news/in- ... re-torque/). Ik heb het houd koppel van de 23HS22 gecontroleerd op full step en die was volgens spec. Ook heb ik, gemeten bij een 10% hogere stroom ook een 10% hoger houd koppel gemeten (verzadigings test). De stepper zit magnetisch niet op zijn max.

Aanleiding voor het maken van de grafieken was de 17HS24 stepper. Die had zoveel meer koppel dat het een onderzoek rechtvaardigde. Ik had verwacht dat de steppers op het laagste toerental het hoogste vermogen zouden leveren en dat dit gelijk zou zijn aan 2 x de specs van stroom x spanning. Ze leveren (volgens de grafiek van de leverancier) echter beduidend meer vermogen en de hoogste waarde is niet bij het laagste toerental. Ik heb hier geen verklaring voor. Het is voor mij wel aanleiding om bij een volgende ontwerp hier rekening mee te houden. De hoogste snelheid zal bij het toerental met het hoogste vermogen gehaald moeten worden. Ik zal dan testen of dit werkelijk zo is (2 extra tandwielen maken). Het todo lijstje wordt steeds langer!!!
There are only 2 limits, the sky and your imagination
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door hfjbuis »

Diks schreef: 23 jan 2020 18:29 ik denk dat ik dan toch voor kogelomloop ga
heb de kogelomloop er in getekend en hij zou dan 1200 mm lang worden en rond 16 spoed van 5 bij de y as
dan denk ik dat het doorbuigen wel me zal vallen
Uit een ander topic:
16mm @ 1500mm long, the critical speed if fixed one end and supported at the other is around 600rpm
http://www.nookindustries.com/ball/BallCalculators.cfm
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door hfjbuis »

Kjelt schreef: 23 jan 2020 18:23
Kars-cnc schreef: 23 jan 2020 16:13 Het valt me op dat de 4Nm stepper wel heel erg veel minder koppel levert bij slechts 75 RPM dan gespecificeerd. Is daar een verklaring voor?
Inderdaad opvallend, misschien gebruikt hij ze unipolair dan hou je maar de helft over.

https://www.oyostepper.com/images/uploa ... -3008D.pdf
Ik gebruik mijn steppers bipolair.

De OYO torque curve is gemeten bij (3A 36V). Dit is de maximale stroom van de unipolaire aansluiting. Dat verklaart een deel van het verschil (4 Nm bipolair, 2.8 Nm unipolair).
Gebruikersavatar
Kars-cnc
Donateur
Berichten: 1750
Lid geworden op: 07 okt 2015 05:33
Locatie: Heerde (Gelderland)

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door Kars-cnc »

hfjbuis schreef: 24 jan 2020 00:51
Kars-cnc schreef: 23 jan 2020 16:13 Het valt me op dat de 4Nm stepper wel heel erg veel minder koppel levert bij slechts 75 RPM dan gespecificeerd. Is daar een verklaring voor?
De 4 Nm spec is bij full step. De grafieken (torque grafiek van de leverancier) zijn gemaakt op 1/2 step maar dit verklaart 10% minder koppel (volgens dit artikel https://www.linengineering.com/news/in- ... re-torque/). Ik heb het houd koppel van de 23HS22 gecontroleerd op full step en die was volgens spec. Ook heb ik, gemeten bij een 10% hogere stroom ook een 10% hoger houd koppel gemeten (verzadigings test). De stepper zit magnetisch niet op zijn max.

Aanleiding voor het maken van de grafieken was de 17HS24 stepper. Die had zoveel meer koppel dat het een onderzoek rechtvaardigde. Ik had verwacht dat de steppers op het laagste toerental het hoogste vermogen zouden leveren en dat dit gelijk zou zijn aan 2 x de specs van stroom x spanning. Ze leveren (volgens de grafiek van de leverancier) echter beduidend meer vermogen en de hoogste waarde is niet bij het laagste toerental. Ik heb hier geen verklaring voor. Het is voor mij wel aanleiding om bij een volgende ontwerp hier rekening mee te houden. De hoogste snelheid zal bij het toerental met het hoogste vermogen gehaald moeten worden. Ik zal dan testen of dit werkelijk zo is (2 extra tandwielen maken). Het todo lijstje wordt steeds langer!!!
Bedankt voor je info, maar ik heb het idee dat we niet over hetzelfde praten. De 17HS24 stepper heeft 0.65Nm gespecificeerd en doet volgens je onderzoek 0.5Nm. Met 10% verlies door de half-step aansturing lijkt mij dat wel binnen de te verwachten marges. Echter de 24HS39 heeft 4Nm gespecificeerd maar doet volgens de tabel maar 1.35Nm. Dat begrijp ik nog steeds niet... Lees ik de tabel niet goed? Zit er een foutje in? Of is het koppel al zoveel afgenomen bij 75RPM?

Overigens wel interessant zo'n onderzoek, en fijn dat je het met ons wil delen. Maak er Youtube filmpjes van en je hebt zo maar duizenden volgers :P
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Kogelomloop of tandriem

Bericht door hfjbuis »

Alle cijfers zijn gebaseerd op de specs van de fabrikant. Deze specificeert de holding torque (houd koppel bij stilstaande motor en full step). De grafieken geven de pull-out torque aan, het koppel waarbij de draaiende motor zijn toerental niet meer kan houden, steps gaat verliezen en uiteindelijk zal stallen (stoppen).

Als ik de diverse torque grafieken bekijk op het internet, dan verwacht ik zelf deze grafiek https://www.eminebea.com/en/engineering ... /004.shtml. Orientalmotors geeft b.v. deze grafiek https://www.orientalmotor.com/stepper-m ... otors.html, met name in het begin behoorlijk verschillend. Hoe dan ook beide grafieken geven geen verklaring voor het verschil.

Op internet zie ik verschillende waarden voor het verschil in koppel tussen full en half step. 30% is wat het meeste voorkomt en dan kan ik ook wel beredeneren. Ik denk dat met name de combinatie driver output, voedingsspanning en inductie van de motor het verschil maken tussen het koppel bij full en half step.

Wat is nu waar: Ik heb de 23HS22 vervangen voor de 24HS39 (draaibank, C-as, draadsnijden) en die heeft beduidend meer koppel (wordt gebruikt op ca. 200 RPM). Ik denk dat de cijfers wel kloppen maar dat mijn (onze) interpretatie niet goed is! Er valt nog heel wat te leren.
Bedankt voor je info, maar ik heb het idee dat we niet over hetzelfde praten. De 17HS24 stepper heeft 0.65Nm gespecificeerd en doet volgens je onderzoek 0.5Nm. Met 10% verlies door de half-step aansturing lijkt mij dat wel binnen de te verwachten marges. Echter de 24HS39 heeft 4Nm gespecificeerd maar doet volgens de tabel maar 1.35Nm. Dat begrijp ik nog steeds niet... Lees ik de tabel niet goed? Zit er een foutje in? Of is het koppel al zoveel afgenomen bij 75RPM
Ik denk het laatste
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Plaats reactie