Tandriemen

Alles wat niet past in de rest van de subforums

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 8951
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Tandriemen

Bericht door DaBit » 06 feb 2020 10:32

Op kosten na vind ik tandriempjes anders best een hele prettige methode om motoren aan lineaire spindels te knopen. Je kunt de overbrenging wijzigen en daarmee de motoren in hun werkgebied houden, je bent veel vrijer in waar je de motoren plaatst en daarmee kom je beter bij alle schroefjes, de montageplaat voert warmte af, je hebt weinig tot geen hoekafwijking, bla.

Zo zou ik met 8Nm motoren eigenlijk al geen 1:1 overbrenging willen. De inertie van die rotor is gigantisch, toeren draaien doen die dingen ook al niet graag, en met 8Nm op een 5mm spoed KO maak je meer kapot dan je lief is.
1.5:1 of 2:1 versnelling van motor naar kogelomloop lijkt me geen verkeerd plan. Als de as dan met 7500m/min beweegt doet de kogelomloop 1500rpm en de motor 750rpm met 2:1. Vind-ie lekker, daar haal je geheid hogere acceleraties en snelheden mee dan met een 1:1 koppeling.

Gebruikersavatar
hugo stoutjesdijk
Donateur
Berichten: 8094
Lid geworden op: 02 mar 2011 17:04
Locatie: elst (u)
Contacteer:

Re: Tandriemen

Bericht door hugo stoutjesdijk » 06 feb 2020 11:11

Jij boort zo een leuke uitdaging de grond in, maar je punten kloppen zoals gebruikelijk wel. :lol:
(het ging ook alleen om de bouw uitdaging, en doet hoeft praktisch niet de beste te zijn)
Ik ben voor meer techniek op school, maar dan wel vanaf groep 1 basischool.

benkr
Donateur
Berichten: 4432
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: Tandriemen

Bericht door benkr » 06 feb 2020 20:00

Ik had het idee dat die motor best wel snel kon, maar nu ik het probeer op te zoeken kan ik het nergens vinden.
Je hebt natuurlijk gelijk dat dit soort grote stappenmotoren niet zo heel hard kunnen / willen, maar ik dacht dat deze nu juist de uitzondering was.

Ik heb de vorige eigenaar, ruudderooij, meteen een mailtje gestuurd met de vraag of hij daar nog iets van heeft liggen.

Maar inderdaad, waarom ook niet, wat extra snelheid kan nooit kwaad en het hoeft natuurlijk niet, het is wel fijn dat het kan. Als het zou moeten en het kan niet is het een groter probleem. En inderdaad, door de snelheid te verdubbelen halveert het koppel, niets mis mee, zo had ik het nog niet vertaald, ik wilde de motorstroom al naar beneden aanpassen om dat koppel wat te temmen, maar dat hoeft natuurlijk niet. De voeding heeft er geen probleem mee, die is volop dik genoeg met 57A @ 48V. De fabrikant raadt 10 A per motor aan voor de voeding, daarom deze dikke voeding gekozen (weer op aanraden van ruudderooij overigens.
De drivers hebben nog een extra geintje wat deze truuk nog meer rechtvaardigt, tijdens het accelereren verhoogt de driver de motorstroom kortstondig tot 150%, daarmee loopt de koppel toeren karakteristiek verder en rechter door is het verhaal.

Als ik nu kies voor 40 tanden op de motor en 20 tanden op de KO spindel dan vindt het Maedlertool dit voor een 15mm HTD riem bijna goed (0,88 safety marge), daar kan ik wel mee leven.
Voor een AT5 riem komt het vrijwel identiek uit, 0,89 marge. Ik heb geen idee waarom ik gisteren op heel andere waarden uitkwam.
T5 komt uit op 0,38, dat vind ik wel erg laag en valt dus zeker af.

Ja, wat nu kiezen, HTD of AT profiel?
Serum is voor HTD, Dabit voor AT. Beiden hebben een goed verhaal en sla ik hoog aan wat betreft hun mening.
OP mij BF20 heb ik een T5 riem gebruikt en daar ook geen nadelige problemen mee, de machine doet wat ik verwacht en daar gaat het om.

Als ik nu ga kijken wat ik bij Lagertechniek.nl kan bestellen als voorraad type dan kom ik uit op HTD5 riem van 15mm breed en een riemlengte van 300 of 310 mm.
AT5 riem van 16mm breed begint bij hun pas bij 390mm lengte.
Ik denk dat ik ga voor de HTD5 riem, maar ik laat het nog even bezinken.

Gebruikersavatar
serum
Donateur
Berichten: 3261
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Tandriemen

Bericht door serum » 06 feb 2020 20:05

Ik zou ook zo voor AT kiezen hoor, als Bart daar goede ervaring mee heeft en ze zijn goed beschikbaar, zou ik ook voor AT gaan.

benkr
Donateur
Berichten: 4432
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: Tandriemen

Bericht door benkr » 06 feb 2020 22:26

DaBit schreef:
06 feb 2020 10:32
Zo zou ik met 8Nm motoren eigenlijk al geen 1:1 overbrenging willen. De inertie van die rotor is gigantisch, toeren draaien doen die dingen ook al niet graag, en met 8Nm op een 5mm spoed KO maak je meer kapot dan je lief is.
1.5:1 of 2:1 versnelling van motor naar kogelomloop lijkt me geen verkeerd plan. Als de as dan met 7500m/min beweegt doet de kogelomloop 1500rpm en de motor 750rpm met 2:1. Vind-ie lekker, daar haal je geheid hogere acceleraties en snelheden mee dan met een 1:1 koppeling.
De X-as van Portjes machine heeft nu een directe om de genoemde vertraging koppeling met de motor, ik ga toch eens bekijken of ik daar alsnog een tandriem tussen kan knutselen om de geadviseerde versnelling te kunnen realiseren. Anders moet ik toch mijn idee toepassen en de stroom wat intomen zodat op die manier het koppel toch wat beperkt wordt.
Ook wacht ik nog even op de koppel - toeren karakteristiek van de motor.

benkr
Donateur
Berichten: 4432
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: Tandriemen

Bericht door benkr » 06 feb 2020 22:47

Ik vind het wel jammer dat ik nu deze goede raad krijg, terwijl ik voordat ik begon met mijn ontwerp hierover vragen heb gesteld in deze richting waar ik nagenoeg geen antwoord op heb gekregen. Ik had toen al het idee dat 8Nm en ik dacht toen zelfs over 12 Nm best wel ruig was voor zo'n iel spindeltje.

benkr
Donateur
Berichten: 4432
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: Tandriemen

Bericht door benkr » 06 feb 2020 22:52

Ik heb inmiddels ook de producent Novotech een mail gestuurd met de vraag of zij een koppel - toeren karakteristiek kunnen geven van de motor.
Op hun website hebben ze een demo staan van de motor die ze op 2000 rpm laten draaien, maar wel zonder enige belasting er aan dat is dan wel weer jammer.

benkr
Donateur
Berichten: 4432
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: Tandriemen

Bericht door benkr » 06 feb 2020 23:09

Voor de liefhebber hier de link naar de leverancier en een commercieel getint verhaal over deze motor en driver:

https://jsnovotech.en.made-in-china.com ... r-Kit.html

Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 8951
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Tandriemen

Bericht door DaBit » 06 feb 2020 23:49

benkr schreef:
06 feb 2020 22:47
Ik vind het wel jammer dat ik nu deze goede raad krijg, terwijl ik voordat ik begon met mijn ontwerp hierover vragen heb gesteld in deze richting waar ik nagenoeg geen antwoord op heb gekregen. Ik had toen al het idee dat 8Nm en ik dacht toen zelfs over 12 Nm best wel ruig was voor zo'n iel spindeltje.
Sja, sorry... Ik lees veel maar niet alles. En als ik het al wel lees maar geen tijd heb om een epistel te typen dan reageer ik ook niet. Als je ergens echt vast mee zit en je hebt het idee dat ik het wel vlot kan trekken dan weet je me wel te vinden hoop ik.

Kwa riempjes: HTD5M gaat de truuk prima doen, als dat makkelijker is dan moet je gewoon dat nemen. T5 zou ik laten voor wat het is; dat geeft alleen geen omkeerspeling als de frictie van het platte deel genoeg is om het gewenste koppel over te brengen. Als je statisch meet zal dat best wel lukken, maar wij frezen niet statisch.

Over al die newtonmeters: ik heb het vaker gezegd; de servo's op mijn freesmachine leveren 1,nogwat Nm en zoveel vertraag ik ze niet richting de 10mm spoed spindels. Die motoren kan ik niet voluit laten galopperen want dan wandelt er een CNC-machine door de straat. Ik behelp me normaal met slechts 20 meter/minuut ijlgang en slechts 4000mm/s^2 acceleratie. En in de praktijk zie ik de motoren nooit meer dan 1Nm produceren (ik stuur ze analoog op koppel, dus ik kan dat plotten).
Tot zover de benodigde Nm's om de boel te bewegen. Met dikke NEMA34 stappenmotoren gaan de extra Nm's op aan het op/aftoeren van de rotor en de reserve die je nodig hebt omdat de motor boven 600rpm toch aardig koppel verliest.

NEMA23 is voor onze machines met ER25 of kleiner spilneusje eigenlijk een leuker maatje; ik haalde op de BF20 met 1Nm NEMA24 motoren (die driefasen, heb jij er ook ooit eentje gehad) op X en Y betere prestaties dan met een 4,5Nm NEMA34. De Z-as is net anders; die heeft het koppel nodig om een 10mm spiraalboor staal in te duwen, en om nauwkeurig op hoogte te blijven als de frees er flink aan trekt. Ik zou bij jouw machines de Z-as dus ook niet versnellen; 1:1 houden of zelfs vertragen, en bij voorkeur een dikkere kogelomloop toepassen. De Z-as mag traag en sterk.

ruudderooy
Donateur
Berichten: 381
Lid geworden op: 14 jul 2015 21:23
Locatie: Beuningen

Re: Tandriemen

Bericht door ruudderooy » 07 feb 2020 01:30

Ik heb met die motoren een van mijn spindels gesloopt om even als testje telaten zien dat ze 2000toeren konden lopen 5mm spoed was 10m/min, had ik toch een mooie slag in mijn spindel :oops:

ik had ze normaal op 8500m/min staan dat is 1700 toeren en 1200mm/sec^2(motoren konden meer spindels niet) daar boven horde je de chinese kogelomloop spindel gaan jammeren :lol:
ik voedde ze wel met 90V en 10A per drive deze drives kunnen 150% koppel leveren voor paar seconde, maar op hogere toeren is voornamelijk de tegen emk dus bus spanning de limiterende factor.

dit kreeg ik als antwoord op de vraag van een koppel toeren plaatje.

Dear Ruud,

About the tourqe rpm graph, our close-loop servo stepper motor use the variable current control method, it will change the current by detecting the load changes.The current will overload in the large load , this resulting in the output torque can not be measured.but it is clear that the peak torque is the same as ordinary open-loop stepper motor.Peak torque, also known as static torque, is the torque that the motor will reach when it is energized. After that, if the load does not change, it will decrease with the increase of the speed, but it can not be measured by the experimental equipment. The general experience value is that it can reach to 2-2.5 times maximum speed of orndinary stepper motor at the same load.For example: ordinary 57 stepper motor can reach 600-800rpm in 24 VDC, in the same load and same voltage, the closed-loop 57 servo stepper motor can reach 1800-2000rpm.



gr Ruud

Gebruikersavatar
serum
Donateur
Berichten: 3261
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Tandriemen

Bericht door serum » 07 feb 2020 08:22

Waar ik niemand over hoor bij dergelijke motoren is dat het koppel van de stappenmotoren afneemt als je ze in microstepping gaat gebruiken. lijkt mij, ook bij deze closed loop variant, nog gewoon een rol te spelen?

benkr
Donateur
Berichten: 4432
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg
Contacteer:

Re: Tandriemen

Bericht door benkr » 07 feb 2020 09:38

Ja natuurlijk blijft dat gewoon gelden maar ik was ook niet van plan om veel van dat sausje te gaan gebruiken, hooguit 8 microsteps.

Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 8951
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Tandriemen

Bericht door DaBit » 07 feb 2020 10:20

serum schreef:
07 feb 2020 08:22
Waar ik niemand over hoor bij dergelijke motoren is dat het koppel van de stappenmotoren afneemt als je ze in microstepping gaat gebruiken. lijkt mij, ook bij deze closed loop variant, nog gewoon een rol te spelen?
Dat verhaal ligt ook genuanceerder. Zo'n stappenmotor is een torsieveer; bij een belasting van 0Nm staat die op positie, bij het houdkoppel is de as net 1 stap verdraaid. De relatie hoekafwijking-koppel is sinusvormig.

Gebruik je nu 1:8 microstepping, dan kom je bij belasting groter dan sin(90/8)=0.195 maal het houdkoppel boven een hoekafwijking van die 1/8 stap uit, en dan is het zinloos voor positioneringsresolutie. De motor slaat echter nog steeds pas stappen over boven het houdkoppel, op voorwaarde dat de windingstroom identiek is.

Het voordeel wat wij hebben is dat we een lage belasting hebben als we nauwkeurigheid nodig hebben. Tijdens nafrezen bijvoorbeeld.

Als closed-loop stepperdrives slim zijn dan meten ze de rotorpositie met de encoder en sturen ze de motor aan met een electrische hoek die altijd tegen de 90 graden ligt; dan slaan die dingen nooit een stap over en kun je ze hooguit stil zetten. Zie die elektrische hoek maar als de trapper van je fiets; op 0 graden staat die bovenaan en dan kun je duwen wat je wil maar je genereert geen koppel op de trapas. Bij 90 graden staat de trapper parallel aan de grond, en dan kun je het meest effectief koppel op de trapas zetten.

Floppy
Berichten: 656
Lid geworden op: 11 apr 2007 23:40
Locatie: Zeddam

Re: Tandriemen

Bericht door Floppy » 07 feb 2020 17:08

Het ligt inderdaad allemaal wat genuanceerder. Dit zegt Mariss Freimanis van Gecko Drives erover:
It's a give and take kind of situation:
1) For the same peak current, a microstepped motor will have 71% (1/sqrt 2) the holding torque of a full-step drive. This is because motor torque is the vector sum of the phase currents. Advantage: Goes to full-steppers.

2) Most people want motors to turn, not just 'hold'. As soon a full-step driven motor turns, its torque drops to 65% of its holding torque. Where did the missing torque go? To resonating the motor is where. Motor mfgs sometimes specify 'dynamic torque'; this is specified at 5 full steps per second. It is always between 60 to 65% of holding torque. Not mentioned is the horrible racket the motor makes at 5 full steps per second.

Microstepped motors do not resonate at low speeds, so no torque is invested in resonance. Microstepped motors keep all their holding torque while turning slowly. 65% for full-steppers, 71% for microsteppers. Advantage: By a hair (6%), goes to microsteppers.

3) Things get a little dicy as speed increases. Microstepping ceases to have any benefit above 3 to 4 revolutions per second. The motor is now turning fast enough to not respond to the start-stop nature of full steps. You can say the step pulse rate is above the mechanical low-pass frequency limit (100Hz or so) of the motor. Motion becomes smooth either way.
Simple drives persist in microstepping anyway above this speed. This means they still try to make the motor phase currents sine and cosine past this speed. A little problem with that and it's called 'area under the curve'. The area under the sine function (0 to 180 degrees) is only 78% of a square wave (full-step). Advantage: Goes to full-step again.
More sophisticated drives transition from a sine-cosine currents to square-wave quadrature currents about then. Same as full-steppers. Advantage: Draw.

4) As peed increases even more, another really big problem crops up; mid-band resonance. This is the bane of full-steppers and microsteppers alike.

Maybe you have experienced it; the motor is turning 5 to 15 revs per second when you hear a descending growing sound from the motor and then it stalls for no good reason at all. Faster it's OK, slower it's OK, but not OK in that range. All you know is there is a big notch in the speed-torque curve. This mid-band instability, or parametric resonance.
Simple drives have no defense against this except to try not run the motor in this speed range. Better drives have circuitry to suppress this phenomena and it involves rate damping.
This is the equivalent of shock absorbers (rate dampers) on a car, without them a car bounces repeatedly. Imagine a washboard road surface in sync with this bounce; there would be sparks flying from the undercarriage in short order. With rate dampers the 'bounce' is suppressed to a single cycle. Mid-band compensation does the same with steppers.

5) More than any other type of motor, step motor performance is tied to the kind of drive connected to it. More than any other type motor, a stepper can be driven from very simple drives (full-step unipolar L/R) to very complex ones (microstepping full-bridge bipolar synchronous PWM mid-band compensated).
Motor performance will range from "Miserable, give me a servo, I'll never use another stepper again" to "What is the big deal about servos anyway, this is just as good."

It's ALL in the drive.:-)

Mariss

Plaats reactie