Bouwverslag aluminium CNC-portaalfrees

[audiomanics]

Nou, de berekening die je nodig hebt voor het vermogen is even anders, maar met 600W kom je leuk in de richting.. Liever iets teveel vermogen dan te weinig natuurlijk..
Een M542 kun je op iedere (bipolaire) stepper hangen, dus waarom ook niet op een Nema34?? Als het maar een bipolaire is met 4 of 8 draadjes (6 kan ook maar is er minder voor bedoeld) en je de stroom niet te gek hoeft op te voeren. Die 2,5A uit je eigen formule is trouwens per wikkeling... Als je een 8 draads type hebt en ze geven per wikkeling 2,5A op dan is dat bij parallel schakelen dus 5A en dat dan twee maal (A- en B-wikkeling)
Grotere motoren hebben over het algemeen ook een iets grotere zelfinductie (L in Henry) Dat werkt de maximaal te behalen snelheid aardig tegen.... maar ja, je wil 10mm/omw spoed gebruiken..

Kees

[DaBit]

Dan gaan we door naar het volgende onderwerp, de elektronica. In het bestellijstje staan nu Leadshine M542 drivers en NEMA 34 4.0Nm steppers. Zal dit een goeie combinatie zijn voor mijn frees?

Hoe snel wil je? Die 48V begint met zwaardere NEMA34 motoren wat krapjes te worden voor koppel bij hoge toerentallen, maar opzich zou het moeten werken.
De vraag is meer: stel dat je hiermee 5 meter/minuut haalt. Is 7 meter/minuut je de meerprijs van duurdere stepperdrives en voeding waard? Getallen zijn fictief, maar de verhouding zal wel ongeveer kloppen.

[Firehunter]

Begrijp ik goed dat NEMA34 + 10mm spoed een goede combinatie is? Of juist niet?

Ik heb even op eBay rondgekeken en zag dat NEMA34 vaak in setjes met 350W voeding(en) worden aangeboden. Het gaat dan echter ook meestal om 36V voedingen. Maar als ik je uitleg goed begrijp, heb ik 10A per motor nodig, dus per motor een voeding van +/- 500W? Dan lijkt de 600W die ik eerder berekend had wel erg laag voor 4 motoren. In totaal 2000W voor stappenmotoren lijkt echter weer behoorlijk overkill. Waar gaat het mis met mijn berekeningen?

Het verschil van bijvoorbeeld 5 en 7 meter/minuut maakt mij niet zoveel uit. Daarvoor ga ik niet een paar honderd euro extra uitgeven.

[DaBit]

Als je 100-150W per motor rekent kom je een aardig eind in de richting van de echte maximale vermogensopname. Is nog steeds heel erg natte-vinger.

Dus 4 motoren = 4x100..150W = 400..600W. Als je een ringkern als voeding pakt kun je makkelijk de ondergrens pakken. Chinees geschakelde voeding de bovengrens en eventueel zelfs nog een tikje meer. Chinezen zijn net zo optimistisch bij het bepalen van de specs als bij het bepalen van de prijs.

[Firehunter]

Hoe kom je bij 100-150W? Als je uit gaat van de maximale stroom + hoge spanning (48V), dan kom je toch veel hoger uit?

Vallen Meanwell voedingen ook onder Chinese meuk, of kan je daar wel kwaliteit van verwachten?

[audiomanics]

Nou, die 48V ga je effectief niet halen.. De spoelstroom wordt pulsbreedte geregeld en is ook niet altijd even groot.. Bij microstepping wordt er zelfs een sinusvorm gevolgd om de juiste hoek te krijgen.
De maximale spanning is dan wel bijna 48V maar effectief komt dat echt een heel stuk lager uit.. 10V komt dan eerder in de buurt.
Het vermogen van de motor wordt dan met vier spoelen en een effectieve spoelstroom van 2,5A op 4spoelen x 2,5A stroom x 5V = 100Weff..
Over het algemeen zal dat vermogen wel mee vallen, maar zoals je zelf wel kan bedenken is dat die 100W ook in warmte omgezet gaat worden en dat je die motor dus wel goed op een koelend stuk metaal (je frame bijvoorbeeld) moet monteren.
Overigens kun je de stepperdrivers ook beter zo instellen dat als die motor bijvoorbeeld een halve seconde niet draait dat de stroom gehalveerd wordt..En daarmee het vermogen tot een kwart gereduceerd wordt...
Capito?

Kees

[DaBit]

Hoe kom je bij 100-150W? Als je uit gaat van de maximale stroom + hoge spanning (48V), dan kom je toch veel hoger uit?

Ja, maar dat is niet de stroom die er afgenomen word. Als de stroom door de winding toe moet nemen dan komt dat uit de voeding. Moet die stroom afnemen, dan word-ie door de windingen gecirculeerd ('slow decay') of teruggepompt naar de voeding (fast decay). Gemiddeld word er dus geen 48V maal 5Amp maar wortel 2 opgenomen, maar veel minder.

100-150W komt uit mijn dikke duim, maar zit er niet gek ver naast.

Dat energie opnemen en terugpompen is trouwens ook precies waar geschakelde voedingen met weinig 'buffer' niet heel vrolijk van worden. Daarom moet je die dingen dik overdimensioneren.

[Firehunter]

Bedankt voor de uitleg, het is me nu duidelijk. Maar met de eventuele 5e motor voor de 4e as gaat het dus om 500-750W.

Rekening houdende met de "buffer" die je noemde, zal een Meanwell SP-750-48 genoeg vermogen kunnen leveren?

[DaBit]

Ik denk het wel, zowiezo omdat je die motoren toch niet alle 5 tegelijk laat draaien. En mocht het alsnog problemen opleveren dan zet je er tzt gewoon een tweede voeding bij. Maar dat zal niet nodig zijn schat ik.

[AnkoD]

Gek.. Ik heb 3 Nema 24 steppers.. (1 maat groter dan 23), op een 500W 48v voeding, en trek met alle assen in ''gestoorde'' 3d mode maar 120W uit t stopcontact..

Hoe kom je hier aan die 150W?

[Firehunter]

Sorry voor mijn late reactie.

Uitgaande van de NEMA34 steppers en 750W voeding, welke driver kan ik dan het beste gebruiken? De M542 of MSD-50-5.6 (zelfde als DM556?) van Stappenmotor.nl? Of zijn er betere alternatieven met een vergelijkbare prijs?

[Firehunter]

Ik heb nog even weer aan het ontwerp gewerkt. Ik had weinig rekening gehouden met een eventuele machineklem of 4e as. Daarom heb ik de brug 5 cm hoger gemaakt, door hem aan de zijkanten te verhogen. Daarbij heb ik uiteraard wel een extra stukje aluminium voor de stijfheid toegevoegd. Zal geen probleem zijn toch?


Na het zien van een vergelijkings-video van een traditionele en digitale stepper driver, ben ik overtuigd om digitale te nemen. Weet iemand toevallig of de MSD-50-5.6 gelijk is aan de Leadshine DM556?

[Swake]

Na wat berekeningen voor m'n eigen gelijkaardige machine was de conclusie kant z-as dat de 20mm dikke alu plaat waar de freesspindel aan hangt niet stijf genoeg is.

Natuurlijk gaan de 2 lineaire geleidingen achterop zorgen voor verbetering. Maar deze onderdelen mag je niet gebruiken om te verstevigen, die moeten geleiden en wel zo precies mogelijk.
Ook gaat de spindelhouder meehelpen met de stijfheid, uiteindelijk is dat een serieus brokje aluminium. En aangezien dat allemaal mooi aansluit met de spindel zelf (80mm diameter) gaat dit ook weer de goede richting uit.

Nu was het voor mijn geval nog niet genoeg. Dus: 2 strips haaks op de plaat gemonteerd. Links en rechts van de spindel en over de hele hoogte. 18 breed 40 diep en 400 hoog als ik me goed herinner.

Met die 2 strips erbij is er dan weer evenveel breedte verlies van het bewerkbaar oppervlak. Dat verlies wou ik zo klein mogelijk houden. Dus eigen ontwerp van de spindelhouder gemaakt dat minder breed is. Gewoon de 2 repen links en rechts eraf en de gaten voor de bevestigingsbouten naar binnen overgebracht. Daarvoor moet de houder in 2 gezaagd worden, anders kan je die gaten niet frezen/boren en de bouten onmogelijk vastzetten.

[Firehunter]

Ik snap je uitleg. Over de stijfheid van die plaat heb ik ook nog zitten nadenken. Ik zat echter eerder te denken om dan ook de spindelhouder anders vorm te geven. Met bijvoorbeeld 20mm platen zo ver mogelijk boven en onderaan de spindel. En dan deze 2 platen aan alle 4 kanten dichtmaken, dus als een doosje. Zie onderstaande afbeelding. Ik heb hierbij de voorste plaat even weggelaten.


Maar dit is iets voor op de lange termijn. Eerst moet de basis goed in elkaar zitten. Daarna kijk ik wel wat voor extra verstevigingen ik ga toevoegen.