Servomotor voor Spindel aandrijving?

Nederlandse CNC controller op basis van de usb poort of Ethernet.

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 9137
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Arie Kabaalstra » 26 nov 2019 19:32

Luitjes,

Ik heb 3 Emco Compact 5 CNC machines, waarvan er 1 momenteel "operationeel"is met EdingCNC besturing.
Op het moment draait deze machine met de standaard 300 Watt gelijkstroom motor.

Probleem met deze motor is, dat om de zoveel tijd het stof van de koolborstels voor interne kortsluiting zorgt in deze motoren, zo gefikst, maar je bent nog eens een kwartier bezig om die zwarte troep van je klauwen te krijgen, en je moet de machine weer opnieuw refereren.
Normaliter is dat geen probleem, ware het niet dat mijn machine nog geen Eindschakelaars heeft, en dan moet je tool voor tool opnieuw kalibreren.

Daarom ben ik begonnen met het ontwerpen van een "Emco Compact 5 CNC 2.0", de originele Emco Compact 5 heeft namelijk een aantal tekortkomingen.
  • Spanenbak: het is een crime om dat kreng schoon te maken, spanen rollen onder de motor, en daar krijg je ze niet makkelijk weg.
  • Motor: 300 Watt DC, eigenlijk iets te licht, niet aan te sturen met een VFD, en de bestaande Electronica is 30 jaar oud
  • Bekabeling: de kabels van de X-as motor en de Toolchanger lopen via doorvoertjes aan de voorkant van de spanenbak onder de machine door naar de besturingskast aan de achterzijde van de machine

    Kijkend naar de PC Turn van Emco (feitelijk een Emco Compact 5 CNC in een iets moderner jasje, dan zien we : machinebed voorover gekanteld en de kabels blijven binnen de spanenbak, en de aandrijfmotor zit onder het plaatwerk van de spanenbak.

    Afbeelding

    Hoe hebben ze dat laatste voor elkaar gekregen?.. simpel, omdat de Gibs van de slede tussen de liggers van het bed zijn gesitueerd, kan er vanaf de achterkant van het bed een plaat naar de achterkant van de spanenbak gelegd worden, motor iets lager.. en hij zit er mooi onder..
    Alleen die kabels.. nog altijd vol in de spanenbak.

    Nou heb ik het volgende in mijn hoofd:
    • NIeuwe spanenbak en beplating ontwerpen.
    • Machine 25° voorover kantelen
    • Motor onder het "achterschort monteren
    • Besturingsconsole aan de rechterkant van de machine
    • een "koker" aan de slede maken, met daarin de bekabeling van de slede, deze koker schuift dan in een uit de besturings kast
    In andere ombouw topics las ik het nodige over zwaardere motoren, zoals een 550 Watt 1 Fase motor met VFD.

    maar.. die dingen zijn nogal groot, en dientengevolge wordt de omkasting van de machine ook groot.
    Of de machine wordt veel dieper dan nodig, of hij wordt Fors hoger
    Ik hou van Compact, en daarom vroeg ik me af.. een Servo motor van 400-600 Watt, Afmetingen ± 60 x 60 mm, 160 mm lang, die kun je dus mooi compact wegbouwen, achter de spil heb je toch niet zo veel ruimte nodig.
    Aan de voorzijde zit nog wel een forse stepper, maar een beetje ruimte aan de voorkant is geen ramp.. dan heb je A: een lekker grote spanenbak, en B: kan ik daar makkelijk in met mijn kolenschoppen om em leeg te graaien, of ik leg er een "Wokkel" in.. en laat de machine zichzelf schoonmaken..

    De vraag is nu: hoe verhouden koppel en vermogen zich tussen een 1Fase 230 Volt motor, en een Servo van laten we zeggen 600 Watt?.

    Hoe is een dergelijke motor aan te sturen als Spilmotor in EdingCNC, en is ie eventueel ook bruikbaar om de spil te orienteren?.. te denken valt hier aan Live-Tools om gaten off-center te boren.
    Is de Encoder van de motor te gebruiken voor positiebepaling voor schroefdraad snijden, of heb ik daar een aparte sensor voor nodig?

Gebruikersavatar
Ian
Berichten: 373
Lid geworden op: 23 jul 2009 15:20
Locatie: Elst (ut)
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Ian » 26 nov 2019 22:24

Als “koker” naar je besturingskast
Kun je misschien beter pijp in pijp nemen
Kun je daar een schraapring/keerring monteren
Zodat daar de spanen niet langs kunnen
cnc/conventioneel draaier cnc/conventioneel frezen tig/mig lassen

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 9137
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Arie Kabaalstra » 26 nov 2019 22:55

schrapertje op de koker, gewoon een lappie rubber of een borsteltje doet ook al wonderen...

'k heb op de Freesbank een Tochtborstel aan de binnenkant van de kast zitten, tegen de deur, daar komen ook al geen spanen meer doorheen.. en als je in de besturingskast zelf alle spullen hoog en ver van die kabeldoorvoerkoker monteert.. dan heb je daar ook geen spanen..

Gebruikersavatar
javanree
Berichten: 774
Lid geworden op: 10 mei 2011 12:16
Locatie: Renswoude
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door javanree » 27 nov 2019 07:51

Geen idee qua servo motoren, maar ik merk wel dat een 1/2 pk 3fase motor met een VFD al veel meer koppel heeft op een Emco5 dan de originele DC motor. Toch is het maar 375W...

Met een VFD vervalt wat mij betreft ook het nut van de tussenpoelie, als je die met bijbehorende snaar weglaat win je ook al weer wat vermogen.

Ik heb PMA slang over de kabels getrokken, qua routering blijft de originele oplossing wat mij betreft de beste, bij de nieuwere Emco schuren ze dus door de spanenbak...

Mooiste was aan de voorzijde aan kabelrups met een afdekplaat maar die gaat op Zmax flink uitsteken aan de rechterkant

Gebruikersavatar
Breaker
Donateur
Berichten: 1965
Lid geworden op: 26 mei 2015 22:43
Locatie: Nabij Antwerpen
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Breaker » 27 nov 2019 08:43

Een één op één heeft dan ook het voordeel dat de index van de servo gebruikt kan worden, dit is niet mogelijk (of in ieder geval erg lastig) als er een andere verhouding is.

Ik heb zelf het idee om dezelfde servo als op mijn freesbank te gaan gebruiken, 1kW 80mm, gewoon op de plaats van de DC motor, maar de splice op de spindelas kopiëren naar een nieuwe tandriempoelie daar ben ik nog niet uit.

Indexeren van de hoofdspindel zou ook mogelijk moeten zijn als die als B-as (zeg ik dat goed...?) in de besturing wordt gedefinieerd, ik heb daar met Eding kort over gesproken. Desnoods door een apart profiel te laden.
Geduld is een schone zaak, frezen niet...

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 9137
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Arie Kabaalstra » 27 nov 2019 11:38

Een één op één heeft dan ook het voordeel dat de index van de servo gebruikt kan worden, dit is niet mogelijk (of in ieder geval erg lastig) als er een andere verhouding is.
Kijk.. da's info waar ik wat aan heb..
Men heeft doorgaans het idee dat ik zo'n beetje alles van EdingCNC uit mijn hoofd weet.. was't maar zo mooi..
Qua aansturing van een Servo als Spilmotor ben ik wat dat betreft een Noob..

't voordeel van een servo is in mijn beleving tweeledig:
Met een VFD vervalt wat mij betreft ook het nut van de tussenpoelie, als je die met bijbehorende snaar weglaat win je ook al weer wat vermogen.
Met een Servo vervalt het nut van die tussenpoelie ook, en als ik 3000 toeren kan draaien.. is dat mooi genoeg.

Een andere optie zou een HF spil zijn, met een vertraging, dan heb je wel weer een Index-sensor op de spil nodig, maar da's A; de rotmoeite niet, en B: Kost de wereld niet, Ook zou ik dan hogere toerentallen kunnen draaien, 4000-6000 toeren, wel zo lekker als je onderdelen van <2 mm moet draaien

Kort en goed.. een "Gewone" Elektromotor is gewoon "lomp groot" Servo's en HF motoren zijn "Vierkant" (Vaak is rond beter.. soms vierkant), en ze zijn kleiner..

Hoe het een en ander aan te sluiten.. dat moet ik ook nog uitvlooien..
HF Motoren heb ik in het verleden wel aangesloten, al was dat bij Damen, en daar werkt alles met "legoblokken systematiek"

VDFman
Donateur
Berichten: 93
Lid geworden op: 27 mar 2011 18:23

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door VDFman » 27 nov 2019 13:07

Misschien een interessante link: https://unitronicsplc.com/servo-motion/

Ik gebruik wel de PLC's van Unitronics, geen ervaring met de servo's. Is ook redelijk nieuw bij hun. Maar hun PLC's vind ik makkelijk te gebruiken en prijsgunstig.

Gebruikersavatar
ruudpg
Donateur
Berichten: 1020
Lid geworden op: 19 jul 2011 12:37
Locatie: Spijkenisse
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door ruudpg » 27 nov 2019 13:12

Wat volgens mij het probleem is bij Eding, is dat een servodrive aangestuurd moet worden op pul/dir of cw/ccw.
pul/dir wil je doen om te positioneren en cw/ccw wil je doen voor een toerental, je zou dus moeten kunnen omschakelen, maar dat betekend ook andere instellingen van je servodrive.
Ik vraag met dus af of je op 1 servomotor 2 servodrives kan aansluiten waar je er maar 1 van aanstuurt. Wil je op toerental draaien of op positie met live tooling.... :?:

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 9137
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Arie Kabaalstra » 27 nov 2019 14:10

Spilorientatie heeft niet de hoogste prioriteit, leuk als het kan, geen ramp als het niet kan..

'k heb even rondgeneusd, en ik heb een 750 Watt Servo gevonden bij DamenCNC, 80 x 80 x 138.3 mm, da's mooi compact.. zo compact zelfs dat ie op dezelfde plaats gemonteerd kan worden als de oorspronkelijke motor, zonder dat ie boven het bed uitsteekt.
Hij steekt er dan wel een stukje onderuit, maar da's geen ramp, Onder de Emco zit standaard een stalen strip, en die wil ik handhaven.
onder de machine komen een aantal "Ribben" die de machine onder een hoek zetten, en steun geven aan het plaatwerk, zo krijg ik een solide basis.

gezien de lengte van de hoofdspil van de Emco kan ik de motor een stukje opschuiven, zodat ie achter de "voet" van het machine bed blijft, da's met plaatwerk wel "dicht te timmeren"

Voordeel van een nieuwe omkasting is ook dat ik em dan vloestifdicht kan maken.. gewoon de naden van de kast dichtsolderen, Ik heb Alibre Design MET plaatwerk module, dus ik kan dat makkelijk ontwerpen.

Ik draai Titanium over het algemeen droog, maar een beetje koeling/smering is nooit weg, en lampenolie is een prima middeltje gebleken, 't is goedkoop, watervrij, stinkt niet, verdampt niet snel, en 't heeft ook een vrij hoge vlamtemperatuur.

Servomotor voor de spil is dus technisch gesproken mogelijk, prima.. moet alleen even uitzoeken hoe dat precies werkt, maar daar moet ik (met wat hulp van jullie) wel uit komen.

Zodra ik alles op "papier"heb, kan ik prijsopgaven vragen van het plaatwerk, Ik heb ook een fabrikant gezien in Nederland waar je Custom Printplaten kan laten maken.. kosten zijn niet al te hoog.. en dat zou me in staat stellen een "heidenhain-achtig" toetsenbord te maken, niet breder dan de Monitor die ik wil gaan gebruiken (15"mepscherm).

't is mijn bedoeling om zodra ik weet wat alles gaat kosten, het plaatwerk in één keer te bestellen, en in elk geval 1 machine helemaal om/af te bouwen.
't liefst heb ik ze alle 3 in één keer, dan kan ik ze in mijn werkplaats indelen voor "klauwplaatwerk", Groot spantangwerk en klein spantangwerk.
respectievelijk Horlogekasten binnenzijde en algemeen werk , Horlogekasten buitenzijde , en op de machine voor "klein spantangwerk" Wijzernaafjes, kronen, tubes en dergelijk priegelwerk.

HD13
Berichten: 300
Lid geworden op: 22 dec 2013 17:58
Locatie: Nijkerk
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door HD13 » 27 nov 2019 18:24

Omkasting, kijk even goed naar de specs van de servo motor i.v.m. warmte afvoer.

Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Berichten: 9137
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Arie Kabaalstra » 27 nov 2019 18:41

da's een goeie.. maar daar had ik al aan gedacht.. Ik kan er makkelijk een fan in monteren en een "duct" maken zodat een frisse bries de motor thermisch gezond houdt.

Ik denk dat een Servo wel wat kan hebben, er zitten geen koelribben op, en als ik in de specs kijk, dan opereer ik niet buiten het 100% ingeschakeld gebied.

Vraag is nog altijd.. hoe zit het met het koppel en het vermogen van een Servo op deellast (ik zal niet altijd 3000 toeren draaien, meestal rond de300-600 (10-20%)
Momenteel heb ik maar 300 Watt.. en de motor levert op zich genoeg "oomph", kan ik uit met een 400 Watt servo, of is 750 beter?, Qua kosten ontloopt dat elkaar niet veel

Gebruikersavatar
Breaker
Donateur
Berichten: 1965
Lid geworden op: 26 mei 2015 22:43
Locatie: Nabij Antwerpen
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Breaker » 27 nov 2019 21:16

't Is te zien in de motorkarakteristiek:

Gallerij Link

Een servo gedraagt zich over het hele bereik heel stabiel tot 3000rpm, daarna neemt het koppel af en ook het piekkoppel neemt af, het is dan dus moeilijker om te corrigeren bij hoge belasting. Mijn servo, ook 3000rpm rated, draait stabiel tot 4600rpm, daarboven loopt de afwijking langzaam op en als die de limiet van de driver bereikt schiet het hele zaakje in alarm.

Als je aan positioneren denkt is een zwaardere servo waarschijnlijk beter, verder ken jij je draaibankjes en wat je ermee doet behoorlijk goed, dus als 300W nu genoeg is zal dat met een servo zeker ook zo zijn.

Dit was het idee:


Gallerij Link


Gallerij Link

De indexpuls kan trouwens net zo gemakkelijk van de spindel komen met een eenvoudige sensor, bij mij een reedrelais, het signaal van de servo was zo kort dat het elektronisch verlengt moest worden, 't met wat hulp helemaal gelukt maar uiteindelijk geeft zo'n reed relais direct op de spindel eenvoudig direct het goede signaal aan de besturing en dat zonder één op één limitatie.
Geduld is een schone zaak, frezen niet...

mjeuring
Berichten: 794
Lid geworden op: 03 feb 2014 14:49
Locatie: MM

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door mjeuring » 27 nov 2019 22:29

Interessant topic, hou ik in de gaten. Ik wil mogelijk ooit nog eens een servo op m'n PC mill plaatsen.
Waarschijnlijk al bekend, maar voordat je de hele Compact 5 gaat natekenen, niet doen. Heb ik al gedaan: https://grabcad.com/library/emco-compact-5-cnc-1

Gebruikersavatar
Breaker
Donateur
Berichten: 1965
Lid geworden op: 26 mei 2015 22:43
Locatie: Nabij Antwerpen
Contacteer:

Re: Servomotor voor Spindel aandrijving?

Bericht door Breaker » 27 nov 2019 22:42

Eén keer raden waar de meeste van bovenstaande onderdelen vandaan komen...? ;-)
Geduld is een schone zaak, frezen niet...

Plaats reactie