X-as ijlgang en/of voeding

Hier alle merken gekochte machine`s waar vragen over zijn of wat je met ons wilt delen.

Moderator: Moderators

VetteV8
Berichten: 30
Lid geworden op: 07 mar 2023 22:01
Locatie: Drenthe

X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door VetteV8 »

Na mij zojuist te hebben voorgesteld komen nu de vragen: ik heb een Bridgeford clone, met de merknaam "Pinnacle" die in goede staat is. Daarop wilde ik een automatische voeding/ ijlgang maken. Ik heb hier in dit forum al het nodige gelezen, en ook linkjes gevonden naar gebruikers en leveranciers die beschreven hoe je dit kunt doen , ofwel met stappen motoren of hobbymatig, met gewezen ruitenwisser motoren, in de 24 volts uitvoering.
Ik realiseer me dat die ruitenwissel oplossing zeker een ontkoppeling vereist, omdat die motoren altijd een ingebouwde wormvertraging hebben, anders is een handmatige aandrijving onmogelijk.
Ik heb een test gedaan met een 12 V motor van een auto, maar die draait maar ca 1 omwenteling per min. en dat is voor een snelgang veel te traag. Voor aanzet zou het kunnen.
Bij mijn machine hebben de X- as èn de Y-as beide een voeding van 5mm/omwenteling.
Ik heb voor alle 3 de assen geprobeerd of ik die met een boor/schroefmachine kan aandrijven, en dat gaat, als volgt:
Accumachine is een 18V type van Makita, en die heeft 2 snelheden 400 en 2000 RPM; volgend de catalogus is het max. koppel 84Nm; dat is dan natuurlijk op de lage snelheid, dus op hoog wordt dat dan 16,8 Nm.
Op de hoge snelheid kan ik dan nog makkelijk de X- as èn de Y-as aandrijven, dus met die 17 Nm
De z-as, gaat dat met hangen en wurgen, en zeker niet binnen het werkbereik van de machine; op de lage snelheid gaat dat gemakkelijk.
Ter info: de X en Y as kan je aandrijven via de moer op de buitenkant, maar de Z-as heeft wat meer voeten in de aarde, daarvoor heb ik een speciaal adaptertje gedraaid/gelast om te passen op de koppeling voor de zwengel, dat ziet er zo uit:
IMG_6202.JPG
Na deze hele lange inleiding, om je een idee te geven wat ik zelf al gedaan heb, de volgende vragen:
De ruitenwisser oplossing zal het goedkoopste zijn, maar dan moet er een (Ont)koppeling op komen.
Wat heb ik nodig voor een oplossing met een stappenmotor, en hoe krachtig moet die zijn, ik weet al wel dat 17 Nm ruim voldoende is, voor een 1:1 aandrijving, maar als ik een tandriem overbrenging er toch tussen moet zetten, dan is 1:2 heel goed mogelijk, en halveert het benodigde motorkoppel.
Voor de snelheid regeling heb ik dan nog een pulsgever nodig die aan de stepper driver komt; ik heb echter ook gecombineerde apparaten gezien, maar hebben die voldoende vermogen; dit is natuurlijk ook afhankelijk van welke motor in nodig heb. https://nl.aliexpress.com/item/10050046 ... pt=glo2nld

In de bijlage van dit filmpje
http://www.youtube.com/watch?v=6b0Jf-xzE0s
staat dat er 42 motoren met 20Nm koppel worden gebruikt, en dat nog met een vertraging van 1:2.
Dat lijkt mij rijkelijk 'overdone'! gezien mijn test waarbij het makkelijk kan met 17 Nm, zonder een vertraging. Wat is er nu eigenlijk nodig?

Er zijn nog wel wat meer dingen die ik graag wil weten, maar mijn post is al veel te lang; als je zover gekomen bent in deze tekst, daarvoor mijn excuses!
Cor

DAn og een paar vragen over de motoren: ik zie dat er stappen motoren en Servo motoreen zijn, wat is het verschil, behalve de prijs?
Dan zijn er 3 fase en 2 fase stappenmotoren beschikbaar. wat is gebruikelijk? Ik ben bekend met 'normale' electromotoren met net aandrijving (230/400V) , maar daar gaat dit hier niet over; de besturing zal anders zijn van de stappenmotoren, maar waarom deze verschillen, en moet ik gewoon de 3 fasen buiten beschouwing laten?
Je hebt niet voldoende permissies om de bijlagen van dit bericht te bekijken.
Gebruikersavatar
spinningwheels
Berichten: 2130
Lid geworden op: 09 nov 2013 23:03
Locatie: ergens in Diep Donker Drenthe
Contacteer:

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door spinningwheels »

Ik zou voor servo,s gaan.
Heb ook nog een set liggen die nog steeds even op de freesbank moet ( maho 400)
Testje mee gedaan, zelfs bij net aan bewegen houd ik dat ding echt niet tegen, dat in tegenstelling tot de stappen motoren die ik op de draaibank heb zitten , (12Nm )
In theorie kan ik praktisch alles
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door hfjbuis »

Een stappen motor met vertraging brengt niet echt meer koppel omdat die, om dezelfde snelheid te halen, meer toeren moet draaien. Bij meer toeren gaat het koppel omlaag.
Gezien het gewicht van de machine, heb je koppel en vermogen nodig. Je ontkomt dan niet aan of hele zware steppers of servo motoren.

Ik heb een 172W BLDC motor die 3500 RPM kan draaien met een koppel van 0.47 Nm. Die heeft een driver, controller en 24V voeding nodig. Het hele setje kost ongeveer €100,-- maar het kan ook met een goedkope controller zonder uitlezing. Die motor kan met een 1:50 vertraging 23 Nm leveren. Je kunt ze compleet met vertraging kopen bij stepperonline. Ze zijn ook nog iets zwaarder te krijgen.

Ik heb ook nog een BLDC boormachine van de lidl. Die kost zonder accu en lader €55,-- en heeft 80Nm koppel. Die heb ik gekocht voor de onderdelen, maar later toch bovenstaande BLDC gebruikt omdat het minder werk was om e.e.a. te bouwen.

Met zo'n BLDC motor kun je sturen op snelheid, niet op positie. Mocht je later toch CNC willen, dan heb je daar niets meer aan.
In deze video laat ik e.e.a. zien van mijn toolpost drilling spindel:

Er is nog een vergelijkbaar topic: viewtopic.php?f=6&t=21086
Laatst gewijzigd door hfjbuis op 11 mar 2023 10:03, 2 keer totaal gewijzigd.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door Kjelt »

17Nm zonder vertraging dan zit je aan een 3000W Delta AC servo :shock:

https://www.damencnc.com/en/ac-servo-mo ... 830rs/a823

Daar komt de driver dan nog bij.
De hier op het forum veel gebruikte Leadshine cl steppers en JMC servos komen niet in de buurt (4 a 5 Nm max).
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door hfjbuis »

VetteV8 schreef: 09 mar 2023 19:29 DAn og een paar vragen over de motoren: ik zie dat er stappen motoren en Servo motoreen zijn, wat is het verschil, behalve de prijs?
Kijk eens naar deze video. Daar worden de verschillen tussen servo en stepper en digitale versus analoge stepper drivers getoond.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
VetteV8
Berichten: 30
Lid geworden op: 07 mar 2023 22:01
Locatie: Drenthe

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door VetteV8 »

Ik heb de diverse video's bekeken, en met name de voorganger van de gelinkte film van Clough42 is verhelderend. Waar ik eerder keek stond alleen maar de houdt-koppel aangegeven, en geen indicatie van het werkend koppel, dat is, weet ik nu sterk afhankelijk van het toerental, maar ligt als vuistregel bij lage toeren in de buurt van het houdkoppel; en dat blijft ruwweg op het zelfde niveau tot ca 400-500 rpm.
De geteste motoren van Clough42 liggen tussen de 2 en 4 Nm, en de digitale drivers geven een beter resultaat.
Nu had ik gemeten met mijn boormachine, dat met een mogelijk koppel van 17Nm de tafel in de X as en de Y as prima te bewegen is, maar dat betekent niet dat dit koppel ook nodig is; hoeveel 'nodig' is, moet ik dus eerst nog uittesten.

Dan de benodigde voeding. Ik kan er niet achter komen wat het voltage van de voeding moet zijn. in de filmpjes wordt gelinkt naar bv deze site voor een combie van motor en driver, maar alleen combies met 2 of meer motoren worden aangeboden met een voeding, en dan vind ik het volgende als voorbeeld:
https://www.omc-stepperonline.com/3-axi ... 42t-23hs45

Daarvan kopieer ik een paar regels gerelateerd aan het vermogen ( volt en Amp.)This CNC kit included:
3 x Digital Stepper Drive 1.0-4.2A 20-50VDC for Nema 17, 23, 24 Stepper Motor
3 x 3Nm (425oz.in) of Nema 23 Stepper Motor
1 x 400W 36V 11A 115/230V Switching Power Supply

Driver Specification
Input voltage 20-50VDC

Motor Specification
Rated Current/phase: 3.5A
Voltage: 4.2V


Hoe relateer ik nu het driver voltage 20-50V(wat niet meer kan zijn dan wat de voeding aanbiedt, zijnde 36V!) met het motor voltage van 4,2Volt????

Ik laat het hier maar even bij, dan ga ik morgen proberen om uit te vissen hoeveel koppel ik nodig heb, om de tafel te bewegen, ook in de uiterste standen, waar hij wat zwaarder loopt, ik denk door een combinatie van wat slijtage, en de overhang van de tafel in de X-as.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door hfjbuis »

Wat info:
De voeding mag niet hoger zijn dan wat de driver aan kan. Een (flink) stuk lager kan geen kwaad.
Hoe hoger het toerental van de motor, hoe hoger de inductie spanning die de motor genereert en hoe meer spanning je nodig hebt om toch de maximale stroom door de motor te krijgen.
Motoren met een hoge inductie genereren een hogere inductie spanning. De meeste van mijn motoren hebben ca. 3 mH inductie.
Mijn Nema24 motor met 8 draden (4 spoelen) heeft een inductie van 3 mH en een houd koppel van 2.8 Nm uniplair aangesloten, 12 mH 4 Nm bipolair in serie aangesloten en 3 mH 4 Nm bipolair parallel aangesloten.
Hoe groter de motor, hoe sneller het koppel inzakt bij hogere toerentallen.
De motor wikkeling heeft een maximale stroom en een bij die stroom horende spanning en vermogen (wet van Ohm: W=UxI). De driver probeert de maximale stroom door die wikkeling te sturen. Die zet de maximale spanning op de spoel. Dan gaat er een stroom door de spoel lopen die door de inductie van de spoel flink geremd wordt. De inductie van de spoel neemt af in de tijd waardoor de stroom door de spoel steeds hoger wordt. Als de driver ziet dat de stroom de grens bereikt, schakelt die de spanning op de spoel uit. Als de stroom door de spoel weer onder de grenswaarde zakt, wordt de spanning weer ingeschakeld (chopper driver). Zo'n stappenmotor werkt eigenlijk als een transformator (buck converter).

Ik de voeding op de draaibanken op 24V staan. Meer heeft geen zin bij mijn (analoge) drivers en werkt alleen maar averechts. Voor de freesmachine in aanbouw ga ik een 36V voeding gebruiken met digitale drivers. Het verschil in prijs tussen een analoge en digitale driver is zo gering, dat ik geen analoge drivers meer koop.
Heb je op full step 1 Nm koppel, dan blijft daar op 2 Micro stepping (half step) nog zo'n 70% van over. Op 4 micro stepping gaat er weer 30% vanaf en zit je op 50%. Op 8 nog eens 30% minder en 16 weer 30% minder. Micro stepping verhoogt de resolutie (niet de nauwkeurigheid) en verlaagt het geluid maar dat gaat ten koste van het koppel. Een digitale driver kan op hogere toerentallen de micro stepping terugdraaien. Dat geeft meer koppel en gezien het "dynamisch gedrag" van zo'n draaiend en bewegend geheel, zie je dat niet terug in het resultaat. Op veel RMP/Torque curves van de laatste jaren zie je dat ze zijn gemeten bij 24 a 36 volt, op half step en met een digitale driver. Dan lijkt/is zo'n curve ook aardig recht. Ook houden ze op bij lage toerentallen. Blijkbaar willen ze niet laten zien dat op hogere toerentallen het koppel inzakt.

Gezien de grootte van het koppel dat je nodig hebt, zul je op een zware (Nema32) stappenmotor uitkomen en dan heb je aan 36V genoeg.
Ga je voor een servo motor, dan kun je, voor de veiligheid, een stuk onder de max spanning van de servo motor/driver gaan zitten.

Je hebt het over ijlgang, maar ik denk dat je de motor ook zult gebruiken bij het frezen. Dan moet je ook nog rekening houden met het koppel dat je nodig hebt om door het staal te gaan. Hoeveel, vergelijk de kracht die je nodig hebt als je met de hand snel draait en als je met de hand aan het frezen bent bij een zware verspaning. Je kunt natuurlijk ook de accuboor erop zetten als je aan het frezen bent.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
VetteV8
Berichten: 30
Lid geworden op: 07 mar 2023 22:01
Locatie: Drenthe

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door VetteV8 »

Dat is een heel mooi theoretisch verhaal waarmee ik eerlijk gezegd niet zoveel verder kom; het gaat niet in op mijn vragen in de post van gisteravond. Dat betreft een voorgestelde set up door de leverancier van de apparatuur, en ik snap totaal niet hoe die voltages van de verschillende onderdelen bij elkaar passen. Ik had de betreffende waaardes in blauw opgevoerd.
Even een korte herhaling daarvan:

Digital Stepper Drive 1.0-4.2A 20-50VDC for Nema Stepper Motor
Power Supply 400W 36V 11A 115/230V Switching Power Supply
Motor Specification:
Rated Current/phase: 3.5A
Voltage: 4.2V

Hoeveel spanning levert die power supply nu; is die mogelijke 50 V niet teveel voor een Driver van 36V
En al helemaal niet overdadig voor een motor van 4,2 V?????
En hoeveel vermogen levert die motor nu, als hij 4,2 V is met een stroom van 3,5A per fase
Vermogen is het product van spanning en stroom, dus maar 4,2x3,5=14,7W (x2 voor 2 fases?)
Da's niet veel, dus ik mis iets belangrijks in deze opsomming.
Kan iemand mij dat uitleggen?
Gebruikersavatar
hugo stoutjesdijk
Donateur
Berichten: 11995
Lid geworden op: 02 mar 2011 17:04
Locatie: elst (u)
Contacteer:

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door hugo stoutjesdijk »

VetteV8 schreef: 14 mar 2023 10:15 Digital Stepper Drive 1.0-4.2A 20-50VDC for Nema Stepper Motor
Power Supply 400W 36V 11A 115/230V Switching Power Supply
Motor Specification:
Rated Current/phase: 3.5A
Voltage: 4.2V
Het begint bij je power supply, die levert 36V, meer wordt het niet.
Vervolgens je stepperdriver, die mag je voeden met een spanning tussen 20 en 50v, prima power supply dus.

De stappenmotor is een 3.5A type, die stroom kun je op de driver instellen.

Die spoelspanning van de stappenmotor hoef je (volgens mij) niets mee te doen.(ingewikkeld verhaal met impedanties en andere wazige effecten)
Hoe dat met vermogens en koppels zit, geen idee, datasheet van de stappenmotor bestuderen denk ik.
Ik ben voor meer techniek op school, maar dan wel vanaf groep 1 basischool.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door hfjbuis »

VetteV8 schreef: 14 mar 2023 10:15 Hoeveel spanning levert die power supply nu;
Voeding levert 36V
VetteV8 schreef: 14 mar 2023 10:15 En al helemaal niet overdadig voor een motor van 4,2 V?????
Nee, zolang je de max stroom op de driver maar instelt op de 3.5A die de motor mag hebben.
VetteV8 schreef: 14 mar 2023 10:15 En hoeveel vermogen levert die motor nu, als hij 4,2 V is met een stroom van 3,5A per fase
Vermogen is het product van spanning en stroom, dus maar 4,2x3,5=14,7W (x2 voor 2 fases?)
4.2x3.5=14.7W / spoel. 2 spoelen = 29.4W.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
VetteV8
Berichten: 30
Lid geworden op: 07 mar 2023 22:01
Locatie: Drenthe

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door VetteV8 »

Dat wordt langzamerhand wat duidelijker nu; bedankt daarvoor!
Maar ik zit nog wel met het grote verschil in voltage van de powersupply van 36 V en de motor ingang van 4,2 V
En dan de capaciteit van de power supply is 400 W, die s bedoeld voor 3 drivers met 3 motoren; die 3 motoren zijn samen 3 x 29,4 W, = 120W afgerond zoals @hfjbuis bevestigt. Waarom dan zo'n overdadig groot vermogen van die powersupply: 400 vs 120 W? Zijn er zoveel verliezen in het systeem waar je dan rekening mee moet houden of zo?
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door hfjbuis »

VetteV8 schreef: 14 mar 2023 11:04 Maar ik zit nog wel met het grote verschil in voltage van de powersupply van 36 V en de motor ingang van 4,2 V
De driver stuurt de motor op stroom aan. Zolang de stroom door de motor niet hoger wordt dan wat de motor aan kan, blijft daarmee ook de spoelspanning binnen de grenzen.
VetteV8 schreef: 14 mar 2023 11:04 En dan de capaciteit van de power supply is 400 W, die s bedoeld voor 3 drivers met 3 motoren; die 3 motoren zijn samen 3 x 29,4 W, = 120W afgerond zoals @hfjbuis bevestigt. Waarom dan zo'n overdadig groot vermogen van die powersupply: 400 vs 120 W? Zijn er zoveel verliezen in het systeem waar je dan rekening mee moet houden of zo?
Ik koop zelf mijn voedingen op ca. 350W omdat het prijsverschil maar minimaal is. Voor de verkoop klinkt 400W veeeeel beter als 250W. Behalve de motoren, gebruiken ook de drivers, controller, ventilatoren en andere zaken die je aansluit op een CNC systeem zoals een 4e as of aangedreven gereedschap stroom. Die driver is best efficient, maar zal ook wel 10..15% verliezen hebben.
There are only 2 limits, the sky and your imagination
benkr
Donateur
Berichten: 7725
Lid geworden op: 16 jun 2012 16:32
Locatie: Tilburg

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door benkr »

In een stappenmotor gebeuren statische en dynamische dingen, statisch is b.v. het stil op zijn plek houden van een as, dynamisch is het bewegen van een as.
Vooral het accelereren (optrekken) en decelereren (afremmen) zijn dingen die vermogen vragen, maar b.v. het stil op zijn plek houden van een as kost relatief weinig vermogen.
Die 3A en 4,2V zijn pure DC dingen, die zorgen ook voor het overgrote deel van de warmte ontwikkeling en die warmte is eigenlijk puur verlies.
De dynamische vermogens zijn een stuk moeilijker vooraf te bepalen omdat je redelijk lastig in kunt schatten wat voor vermogen er nodig is om een frees in een stuk materiaal te duwen, en dan hebben we het niet over het vermogen wat de freesmotor moet leveren (hoewel daar een zelfde soort van discussie over te voeren is) maar puur het vermogen om de zaak in beweging te brengen en te houden. En net zoals bij het afremmen van een auto komt er ook weer energie vrij bij afremmen, die wordt voor een flink deel weer terug geleverd aan de voeding.
Dat terugleveren aan die voeding geeft weer specifieke problemen aan die voeding, een van de standaard verschijnselen is het op dat moment oplopen van de spanning, hoe de voeding daar op reageert ligt vooral aan het ontwerp van de voeding, maar een flink deel van de storingen in een machine worden veroorzaakt door dit verschijnsel, daarom wordt een voeding heel vaak 10 a 20% onder de max. spanning van een driver ingesteld, dan is er nog wat ruimte voor die stijging van de spanning zonder dat er iets kapot gaat
Als je dit helemaal wil begrijpen ontdek je telkens als je denkt het nu te begrijpen dat er nog veel meer zaken spelen, alleen over een simpele stappenmotor is een flink dit boek te schrijven, en dan nog blijven er dingen over die niet aangeraakt worden.
VetteV8
Berichten: 30
Lid geworden op: 07 mar 2023 22:01
Locatie: Drenthe

Re: X-as ijlgang en/of voeding

Bericht door VetteV8 »

Na veel tijd gespendeerd te hebben aan lezen en filmpjes kijken, denk ik dat ik er nu uit ben wat betreft de motorisering van de x-as (om te beginnen), van mijn Bridgeport clone: dat het kan met een ruitenwisser motor ben ik al meerdere keren tegengekomen, maar dan zit je steeds weer met een mechanische koppeling die daar tussen moet, en nogal wat ruimte inneemt, dus (voorlopig) maar gekozen voor een stappenmotor. Daarvoor geeft ik dan maar de 'zwengel' aan de linkerkant van de machine op, die gebruik ik toch maar heel zelden, en kan in plaats daarvan een timing poelie monteren, met een tandriem aandrijven door de daaronder gemonteerde motor, NEMA 23 van 4 Nm; die is maar 120 mm lang, en geeft geen beperking in de slag van het bed, hoewel ik dat ook wel geaccepteerd zou hebben.
Dan kom ik tot de volgende onderdelen lijst en vraag jullie om daarop te schieten, en/of betere alternatieven aan te geven.
Voeding Meanwell LRS-350-24 hier: https://www.omc-stepperonline.com/lrs-3 ... lrs-350-24
Driver DM542T met MotorNema 23 3Nm, ook als set te koop bij omc-steppersonline.com en aanwezig in Duitsland: https://www.omc-stepperonline.com/1-axi ... 42t-23hs45
Pulsgever van Ali om de snelheid te regelen, zoiets: https://www.aliexpress.com/item/1005004 ... OhObJbycYc
2 poelies 40 tanden met 5M profiel, van Lagertechniek, of van Ali, en een bijpassende riem met 94 tanden, voor de juiste hoh afstand van 135 mm. Er staat overigens een leuk te downloaden tooltje op hun site, kijk eens hier: https://lager-techniek.eu/tandriemschijf-5m15 en scroll wat naar beneden, aan de rechter kant.

Wat de powerunit betreft, ik had gekozen voor een 24 V type, (en 350 W) met de gedachte dat ik die eventueel ook voor andere randzaken zou kunnen gebruiken, in plaats van de door mij eerder genoemde unit van 36V en 400W.
Met deze set-up houd ik de machine origineel, alleen vervang ik dan de zwengel door een tandriemschijf, en het is zelfs mogelijk om een verlengstukje op de as te zetten, en die zwengel weer te monteren, maar dan moet ik daarvoor een tap en een snijplaat van 1/2"UNF aanschaffen. Ik was verbaasd om uit de vinden dat mijn praktisch gehele machine metrisch is, maar de maten van de X-spindel Engelse maten hebben.
Graag commentaar en aanbevelingen.
Cor
Plaats reactie