Motoren vervangen

Alle in grote lijnen opgebouwde aluminium, stalen en houten cnc-machine`s

Moderators: audiomanics, Moderators

Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Motoren vervangen

Bericht door Goudgele »

Beste CNCZoners,

Ik ben van plan om de aandrijfmotoren van mijn portaalfrees te gaan vervangen. Er zitten nu nog Chinese Nema 23 open loop 1,8Nm motoren op, die ik van mijn oude machine nog had liggen. Als driver gebruik ik voor alle motoren de DM542 van Leadshine. Verder, Mach3 besturing via parallelpoort en een bejaarde Windows XP PC. De motoren zijn direct gekoppeld aan 1605 kogelomloop spindels.

Wat besturing betreft ben ik tevreden, echter merk ik dat ik niet op een betrouwbare manier sneller kan bewegen dan zo'n 3000-3500 mm/min (verschilt per as). Ik ben een bedrijfje begonnen voor mijn CNC frees diensten, dus ik zou graag wat sneller willen gaan. Ik zoek nu dus nieuwe motoren waarmee ik naar minimaal 5000mm/min kan gaan.

Het liefst wil ook ook zo min mogelijk aanpassen aan de machine. Dus het behouden van de huidige besturing en het liefst ook de motorkabels is wel een eis.
Denken jullie dat simpelweg switchen naar 3Nm open loop steppers mij gaat helpen? Of is het voor de snelheid van 5000mm/min echt nodig om naar een closed loop systeem te gaan. En zo ja, wat kunnen jullie aanraden? Ik heb de JMC servo's al vaak voorbij zien komen, maar vraag me af dat kan met mijn simpele mach3 breakout boardje?
https://www.vanallesenmeer.nl/5-Axis-CN ... tor-Driver
En als het met open loop ook zou voldoen, dan houd ik liever wat centjes in mijn zak...

Hier een link met meer foto's van de portaalfrees waar het om gaat:
https://www.cnczone.nl/viewtopic.php?t=19864

Groeten,
Niels
Laatst gewijzigd door Goudgele op 06 sep 2021 13:40, 1 keer totaal gewijzigd.
benkr
Donateur
Berichten: 7725
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg

Re: Motoren vervangen

Bericht door benkr »

Grotere open loop motoren zullen geen verbetering geven, sterker nog het wordt alleen maar trager, dit komt vooral door de rotor inertie. Kijk maar eens naar specificaties van motoren van 1Nm vs. eentje van 10Nm, ze zijn wel sterker maar als die van 1Nm 2000 rpm haalt dan zal die 10Nm hooguit 500 rpm halen en zal het koppel al ruim daarvoor al echt flink zijn gedaald.
Closed loop motoren gaan wat dat betreft langer door voor ze hun koppel beginnen te verliezen.
JMC servo's gaan hierin nog wat verder, ik denk als je jouw motoren vervangt door de 0,57Nm servootjes je machine aan alle kanten sneller en sterker geworden zal zijn. Je moet waarschijnlijk die servo's wel tunen maar daar wordt software voor bijgeleverd.
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Motoren vervangen

Bericht door Goudgele »

Bedankt voor de info, Ben. Ik zou eens kunnen beginnen met de 100W of 140W JMC servo van Sorotec:
https://www.sorotec.de/shop/JMC-Servo-M ... 1-min.html
https://www.sorotec.de/shop/JMC-Servo-M ... -7907.html

Deze dan toepassen op de X en Z as. Ik doe veel 3D werk, waarbij de X en Z eigenlijk alles doen. De Y zet af en toe een stapje van 0,2mm. Als het bevalt kan ik de Y altijd nog voorzien van servo's, dan wel de 180W variant denk ik.

Als ik zo snel even kijk zou ik met de huidige 4 aderige kabel wel vooruit kunnen geloof ik.
+48V
GND
Dir+
Pulse+
De negatieve aansluitingen voor Dir en Pulse dan van de GND doorlussen. Ik wil namelijk voorkomen dat ik alle kabels moet gaan vervangen.
Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Motoren vervangen

Bericht door Kjelt »

Goudgele schreef: 06 sep 2021 13:34 Als ik zo snel even kijk zou ik met de huidige 4 aderige kabel wel vooruit kunnen geloof ik.
+48V
GND
Dir+
Pulse+
De negatieve aansluitingen voor Dir en Pulse dan van de GND doorlussen. Ik wil namelijk voorkomen dat ik alle kabels moet gaan vervangen.
Nee zou ik niet doen. Je wilt voor dir puls en enable liefst getwiste aderparen gebruiken met een afgeschermde kabel zeker voor langere afstanden. De voeding wil je liefst aparte kabel voor houden met fatsoenlijke dikte om het dc vermogensverlies te beperken. 0,75mm^2 is goed genoeg.
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Motoren vervangen

Bericht door Goudgele »

Kjelt schreef: 06 sep 2021 13:55 Nee zou ik niet doen. Je wilt voor dir puls en enable liefst getwiste aderparen gebruiken met een afgeschermde kabel zeker voor langere afstanden. De voeding wil je liefst aparte kabel voor houden met fatsoenlijke dikte om het dc vermogensverlies te beperken. 0,75mm^2 is goed genoeg.
Hmm ja begrijp ik wel. Wat dikte betreft zit dat wel goed, er ligt nu een 4x0,75mm2 kabel naar elke stappenmotor. Wat afscherming betreft, tja, ik begrijp dat dat beter zou moeten zijn. Maar ik heb al een aantal machines gebouwd en eigenlijk nooit afscherming gebruikt. Ook nooit een waarneembaar last van stappenverlies gehad (misschien gewoon geluk gehad :lol: )

Ik denk dat ik eens zo'n servomotor aansluit met de huidige bedrading. Dan maar proefondervindelijk er achter komen of het in dit geval ook werkt.
Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Motoren vervangen

Bericht door Kjelt »

Heb je al eens een motor aangestuurd met ingebouwde driver dan ?
Je gaat nu over een lange kabel 100kHz pulsen sturen zonder hun eigen retourkabel, want die koppel je aan dezelfde ground alwaar je DC stromen van Amperes laat lopen met hun eigen frequentie.
Ik kan het alleen afraden maar wens je succes.
benkr
Donateur
Berichten: 7725
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg

Re: Motoren vervangen

Bericht door benkr »

Goudgele schreef: 06 sep 2021 13:34 Bedankt voor de info, Ben. Ik zou eens kunnen beginnen met de 100W of 140W JMC servo van Sorotec:
https://www.sorotec.de/shop/JMC-Servo-M ... 1-min.html
https://www.sorotec.de/shop/JMC-Servo-M ... -7907.html

Deze dan toepassen op de X en Z as. Ik doe veel 3D werk, waarbij de X en Z eigenlijk alles doen. De Y zet af en toe een stapje van 0,2mm. Als het bevalt kan ik de Y altijd nog voorzien van servo's, dan wel de 180W variant denk ik.

Als ik zo snel even kijk zou ik met de huidige 4 aderige kabel wel vooruit kunnen geloof ik.
+48V
GND
Dir+
Pulse+
De negatieve aansluitingen voor Dir en Pulse dan van de GND doorlussen. Ik wil namelijk voorkomen dat ik alle kabels moet gaan vervangen.
Je gaat nu wel heel erg ver terug, de 180W versie is door diverse mensen beproefd en is gegarandeerd sterk genoeg, jij wil nu naar 0,3 Nm terug, ongeveer de helft dus, wie weet zal het nog werken, maar ik zelf zou voor de 180W versie gaan, voor dat kleine beetje geld meer neem je best een flink risico.
En ik zou er inderdaad wel nieuwe kabels naar toe leggen, maar dat kan later ook nog, maar dan weet je wel zeker dat die kabel het probleem is, niet de motor én de kabel.

Overigens moet je nog eens goed naar de verzendkosten kijken, als je er meer dan eentje bestelt dan kun je ze beter op gaan halen of ze ergens op een Duits postkantoor net over de grens laten bezorgen.
Of ze via Ali bestellen, JMC kan ze ook direct naar Nederland versturen via een goedkope route, je kunt daar om vragen.
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Motoren vervangen

Bericht door Goudgele »

Juist, ik zal wel voor de 180W gaan dan. Het prijsverschil is best te overzien. En ik probeer het dus eerst met de huidige kabels.
Ik wilde niet via Ali bestellen ivm de bijkomende verzend/verwerkingskosten. Maar ik zal zeker eens contact met JMC opnemen via Ali om ze op een andere manier te verzenden dan!

Binnenkort moet de machine uit elkaar gehaald worden :| Ik krijg eindelijk een klein werkplaatsje aan huis, omdat we gaan verhuizen. Nu staat de machine een klein stukje rijden bij mij vandaan. Echter, het geheel past niet door de deur van het werkplaatsje (is een normale deur). Lijkt me een mooi moment om de motorwissel te doen.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Motoren vervangen

Bericht door hfjbuis »

Goudgele schreef: 06 sep 2021 09:39 Wat besturing betreft ben ik tevreden, echter merk ik dat ik niet op een betrouwbare manier sneller kan bewegen dan zo'n 3000-3500 mm/min (verschilt per as). Ik ben een bedrijfje begonnen voor mijn CNC frees diensten, dus ik zou graag wat sneller willen gaan. Ik zoek nu dus nieuwe motoren waarmee ik naar minimaal 5000mm/min kan gaan.
Bij 3000 mm/min lopen de motoren op 600 RPM. Op half step levert mijn 2Nm Nema23 stepper dan nog zo'n 0.6 Nm en bij 1200 RPM blijft er nog maar 0.18 Nm van het koppel over.

Als je (digitale) driver, op 600 RPM, zou overschakelen naar full step, levert je huidige stappen motor bij 600 RPM nog ongeveer 0.85 Nm en bij 1200 RPM is dat nog zo'n 0.26 N.

Als je de acceleratie wat verlaagt, kom je waarschijnlijk een stukje hoger uit met je huidige motoren.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Motoren vervangen

Bericht door Goudgele »

Bedankt voor de tip. Ik weet zo niet waar de acceleratie nu op staat, maar ik zal daar eens naar kijken en ermee experimenteren de volgende keer dat ik bij de machine sta. Microsteps staan op 1/8 op dit moment.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Motoren vervangen

Bericht door hfjbuis »

Bij een spoed van 5mm en 1/8 micro stepping, heb je een resolutie (niet nauwkeurigheid) van 0.003 mm. Je kunt proberen op 1/4 micro stepping, daarmee heb je 40% meer koppel en vaak ook meer geluid van de steppers. Hoeveel extra koppel het uiteindelijk oplevert hangt af van de voedingsspanning, driver en resonanties. Het is een kwestie van proberen maar dat is snel gebeurt en een goede oefening voor als je straks de motoren gaat vervangen.
Met een lagere acceleratie kun je een hogere snelheid halen. Of daarmee het werkstuk eerder af is heeft ook te maken met het werkstuk. Hoe groter de afstanden zijn die afgelegd moeten worden hoe meer voordeel je uit een hogere snelheid kunt halen. Bij veel kleine verplaatsingen kan een hogere acceleratie voordeel opleveren.
Denk er aan dat hoe meer je op de limiet van de machine gaat zitten, hoe eerder je stappen verliest.
Ook een closed loop motor kan stappen verliezen, maar die kan dat, binnen grenzen, gaande weg weer compenseren. Of dat "tijdelijke" moment dat de positie niet klopt, invloed heeft op het eindresultaat, hangt af van het werkstuk.

Voorbeeld:
Ik heb op mijn draaibank een stepper op de spindel voor o.a. nauwkeurig schroefdraad maken. Die stepper positioneert elke step met full power. Als die stappen verliest, is het ook meteen over en stopt hij er mee. Voor de rest is hij binnen 1 a 2 micro steps wel op positie.
Nu heb ik er om te proberen een 600W AC servo op gezet. Die geeft elke stap niet meer vermogen dan absoluut noodzakelijk is. Bij aanvang van de schroefdraad gaat de belasting opeens van 0 naar Maximaal. Die (closed loop) servo heeft tijd nodig (PID regeling) om die puls belasting op te vangen. Dat heeft "invloed" op de nauwkeurigheid van het begin van de schroefdraad. Bij een servo geeft een last wisseling een (tijdelijke) onnauwkeurigheid in de positionering. Wat dat betreft doet een servo het minder goed dan een stappenmotor.
N.B. vóór het draadsnijden afschuinen van de schroefdraad helpt!!

Ik wil alleen maar zeggen dat closed loop geen tovermiddel is!!!!
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Motoren vervangen

Bericht door Goudgele »

Ik heb al eens de microsteps op 1/4 gehad inderdaad. Maar ik vind het verschil in de "soepelheid" van het lopen van de motoren het wel waard om bij 1/8 te blijven.
Niks is een tovermiddel natuurlijk, maar ik ben wel overtuigd dat closed loop voor mijn toepassing beter is. Ik mik ook niet op een nauwkeurigheid van 0.01mm, aangezien ik 99% van de tijd met hout en kunststof bezig ben en dan ook nog eens decoratieve dingen.

Een stukje overshoot blijf je houden met servo's. De vraag is alleen hoe groot die is en of dat werkelijk een relevante invloed heeft op het eindresultaat. Ik voorzie daar weinig problemen mee in mijn geval.
Goudgele
Berichten: 514
Lid geworden op: 21 jul 2020 12:56

Re: Motoren vervangen

Bericht door Goudgele »

Toch even aan het rondneuzen naar alternatieve opties voor de servo's.
Iemand ervaring met de servo's van omc-stepperonline?

https://www.omc-stepperonline.com/integ ... motor.html
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3057
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Motoren vervangen

Bericht door hfjbuis »

Hier een test op youtube van deze motor
https://www.youtube.com/watch?v=clgpZJFoqIQ

Dit is video over andere motoren die hij heeft getest
https://www.youtube.com/watch?v=et3oXoA2Hqo
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Plaats reactie