MECHMATE. Ненаучный подход.

Станки, создание станков, обсуждения, предложения.
Darxton
Мастер
Сообщения: 2113
Зарегистрирован: 17 янв 2013, 08:19
Репутация: 623
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Darxton »

bsvstud писал(а):Спасибо, уже понятнее. В приложении - как раз технические данные на БП. А зачем там в некоторых моделях по 3 вывода: например: на 70vdc, 5vdc, 12vdc? Это мне потребуется или можно обойтись базовой моделью, где только 70vdc?
Обойтись одним выводом можно, но смысла нет - кол-во отводов вторички на цену мало влияет.
bsvstud писал(а):Или это нормально, учитывая относительно низкую стоимость самих моторов?
Вы вес учитывайте. Вообще, судя по всему, ничего особенного в этих двигателях нет, так что подойдут и другие низкоиндуктивные моторы NEMA 34 длиной порядка 100 мм.
Аватара пользователя
bsvstud
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 14 фев 2013, 08:18
Репутация: 0
Откуда: Россия
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение bsvstud »

ukr-sasha писал(а):Для всяких датчиков, концевиков и т.д. Я бы брал с доп. выводами.
Может выгоднее будет: http://darxton.ru/Netshop/electronics/p ... _1607.html
Очень может быть, если там еще и шаговые двигатели брать заодно, а то пока что с Motionking не получается, либо из Китая доставка сумасшедшая (EMS), либо очень ненадежная (FedEX), либо у оф.диллеров в Украине - тоже дорого (около 5500 за двигатель). Может ли кто-нибудь порекомендовать аналогичные двигатели для данного станка в России?
Я услышал и забыл, я увидел и запомнил, я сделал сам и понял...
Аватара пользователя
Nick
Мастер
Сообщения: 22776
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Репутация: 1735
Заслуга: Developer
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Nick »

А там реально нужны такие мощные движки???
Аватара пользователя
bsvstud
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 14 фев 2013, 08:18
Репутация: 0
Откуда: Россия
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение bsvstud »

Nick писал(а):А там реально нужны такие мощные движки???
К сожалению, не могу ответить, т.к. сталкиваюсь с этим первый раз. Вот что пишет автор станка (правда, в 2008 году):

1. first choice in motor is a geared stepper motor from Oriental Motor Corporation available as a simple secure on-line purchase at around US$250.
It is the Vexta-Step type PK296A2A-SG7.2 :
Geared motor
Most MechMate builders use this motor and are happy with it. (has some backlash). It works well with Geckdrives 201,202,203,250,251,540 However, it is an expensive motor, and difficult to obtain outside the USA. The equivalent motor in Europe is the Oriental Motor PK296AE-SG7.2

2. Second choice is to use an un-geared Nema34 size stepper motor directly driving the pinion on the rack. Have past personal experience with Oriental Motor Vexta-Step type PK299-01AA motors ($205). Less expensive than the first choice geared motors, but less shaft torque and a slightly rough cut quality. Still produces a very passable CNC router. The smallish price difference does not make an un-geared Oriental Motor attractive, unless you want to start out with a well-known motor to add a non-backlash belt reduction later. If you want to go this route, the Oriental Motor Vexta-Step type PK299-F4.5A is probably a better choice than the PK299-01AA that I used before.
Un-geared (direct) motor

3. Third choice is still to use an un-geared Nema34 size stepper motor directly driving the pinion on the rack, but to go for something much less expensive than the premium "Oriental Motor" brand. MotionKing 34HS9801 is being used happily and can be imported direct from China. The price over there, without shipping/tax charges is under $60. One of these inexpensive motors, with a belt reduction added at a later stage, will rival the performance of the "first choice" geared Oriental Motors mentioned right at the top. Even before adding belt reductions, you will have an income producing CNC router. You will be spending a little more time on sanding the slightly rough edges of your cuts though.

What to look for when selecting a motor:
1. Only consider a square body motor - the round body motors are older technology with a lot less torque.
2. Use at least a Nema34 size, meaning that the square body is 85x85mm [3.4x3.4"]. Smaller sizes will be under-powered.
3. Do not be tempted to use bigger than Nema34 motors - they will not fit the standard mountings provided for in the design. Besides, bigger motors bring other problems.
4. Nema34 motors are available in different lengths, depending on whether the rotor magnetics are single, double or triple stacked. For geared (or beltdrive) motors, a single stack (motor length about 66mm [2.6"]) is enough. When used un-geared, you will need a double-stacked motor at about 96mm [3.78"] long. Avoid motors much longer than this - see point 3 above.
5. For the MechMate mechanical design, the motor shaft must be at least 12mm [0.5"] in diameter to carry the spring load and not bigger than 14mm so that a small pinion gear can still be fitted. The shafts must be at least 32mm long to reach the rack, but not longer than 40mm otherwise they will collide with the rail supports.
6. The best wiring configuration for our router driving application is "half-coil". (this gives the most torque at high speed while keeping the motor temperature within limits). To wire a motor half-coil, it must have 6 or 8 lead wires.
7. If you want the motor to be compatible with a certain range of drives, the motor inductance must match. For Geckodrives, the inductance must typically be somewhere between 1.5 and 6mH. (The Gecko 250/540 wants around 3mH). Very low inductance motors cannot be driven properly by Gecko's, while very high inductance motors need very high voltage drives that are not easy to obtain.
8. If looking at a motor already integrated with a gearbox, watch out for the backlash. The "first option" geared motor above has an acceptable backlash for general board cutting and cabinet making work. It will not pass for fine precision clock-making (but then you shouldn't be looking at a MechMate anyway). Belt reductions give the fine resolution without backlash.
9. Consider getting motors with rear shaft extensions, so that encoders could be fitted. Geckodrive has a drive under development that will pull more power out of a stepper motor if it has an encoder (ala servo motor). Not a new technology (Oriental Motor has the Alpha-Step series, for example), but there is a talk of a retro-fittable feedback /drive system at an economical price, within a year or so. . . .
10. Bear in mind that geared motors have a higher detent torque. ie. they can hold a higher load when power is removed. If you are going to have a very unbalanced z-axis, a geared motor might be able to hold it up when you switch off the power.

В общем, я так понял, что это должен быть двигатель с квадратным корпусом, Nema 34, если с редуктором/ременной передачей, то длиной около 66мм достаточно, если без, то нужен мотор с 2мя валами (???), длиной около 96 мм; вал мотора от 12 до 14мм в диаметре, длина вала - 32-40 мм, лучше с 6-8 проводами, чтобы возможно было подключить половину катушек (???), фазной индуктивностью 1,5-6mH. Поправьте, если я запутался в понятиях. За последние два дня я прочитал по этой тематике столько, что голову просто разрывает. :wtf: Уже присматриваюсь к драйверам Leadshine и USBcnc-контроллеру и управляющей программе. Как писал arelav в теме о чертежах mechmate, вес башни получается около 70 кг, может поэтому такая мощность двигателей? Подскажите, может, правда поменьше взять, а то наломаю я тут дров :thinking:, а вернее, фанеры...
Я услышал и забыл, я увидел и запомнил, я сделал сам и понял...
Аватара пользователя
Starik
Опытный
Сообщения: 136
Зарегистрирован: 13 май 2012, 21:22
Репутация: 17
Откуда: Долгопрудный

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Starik »

bsvstud писал(а):то нужен мотор с 2мя валами (???), длиной около 96 мм
double-stack -- это 2 слоя магнитов внутри, снаружи ничего кроме длины не меняется
Аватара пользователя
bsvstud
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 14 фев 2013, 08:18
Репутация: 0
Откуда: Россия
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение bsvstud »

Darxton писал(а):Вы вес учитывайте. Вообще, судя по всему, ничего особенного в этих двигателях нет, так что подойдут и другие низкоиндуктивные моторы NEMA 34 длиной порядка 100 мм.
Спасибо за совет, прошу прощения, не заметил Вашего сообщения. :oops:
Я услышал и забыл, я увидел и запомнил, я сделал сам и понял...
Аватара пользователя
Nick
Мастер
Сообщения: 22776
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Репутация: 1735
Заслуга: Developer
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Nick »

По силе двигателя, если у тебя башня весит 70 кг (это то, что будет ездить по оси Z?) то при швп с шагом 5мм на валу швп будет крутящий момент:
m*g/20/Pi*5 , т.е. будет около 55 Н*см, т.е. 5,5кг*см, к этому лучше всего прибавить запас раза в 2 - 2,5 (на потери в кпд и на то, что момент у двигателей указывается далеко не тот который ты сможешь получить) и в итоге получается далеко не такой большой двигатель. NEMA34 на 110мм длинной выдает до 30кг*см, что гораздо больше, чем нужно.
bsvstud писал(а):и USBcnc-контроллеру и управляющей программе
Не советую все эти usb штуки - с ними проблемы могут возникать...
Аватара пользователя
bsvstud
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 14 фев 2013, 08:18
Репутация: 0
Откуда: Россия
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение bsvstud »

Nick писал(а):По силе двигателя, если у тебя башня весит 70 кг (это то, что будет ездить по оси Z?) то при швп с шагом 5мм на валу швп будет крутящий момент:
m*g/20/Pi*5 , т.е. будет около 55 Н*см, т.е. 5,5кг*см, к этому лучше всего прибавить запас раза в 2 - 2,5 (на потери в кпд и на то, что момент у двигателей указывается далеко не тот который ты сможешь получить) и в итоге получается далеко не такой большой двигатель. NEMA34 на 110мм длинной выдает до 30кг*см, что гораздо больше, чем нужно.
Я так понял, что башня - это портал, который перемещается по X (2 двигателя), а на нем, на этом портале 1 двигатель по Y и ось Z, вот фото, я там этот портал выделил красным:
Где башня.JPG (5119 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=16836&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (76.8 КБ)</a>
Все двигатели перемещаются вместе с порталом, все они перемещают портал по зубчатым рейкам 15*15 М1. Далее я планирую ременной редуктор 1:3 для двигателей осей X и Y,
Ременная передача.jpg (5119 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=16837&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (39.56 КБ)</a>
а ось Z - напрямую на зубчатую рейку. Или вар.2 - пока что все напрямую на рейки по всем осям.
А скорость резки дерева нужно обеспечить 5 м/мин. Драйверы все же будут скорее Leadshine AM882, а вот с контроллером - почему не USB, можете объяснить, какие проблемы могут быть, а то стОит плата вместе с ПО - 219$ (без стоимости доставки), но говорят, очень удобный интерфейс ПО. У arelav есть опыт работы с USBcnc (http://www.edingcnc.com/index.php?pagin ... uctenid=54) - он очень доволен работой станка.
А по двигателям, думаете мне лучше взять Nema 34 с длиной около 80мм? Просто похоже у нас в стране Motionking 34HS9801 практически недоступны, а анлоги стоят огого. Вот и пытаюсь что-то придумать. Что-то по моторам я совсем запутался, arelav в теме по чертежам Mechmate писал: "...Мощность одного мотора с редуктором 5Nm. Это самый минимум для станка, сейчас я бы поставил в два раза больше т.к. дерево нужно резать со скоростью 5м/мин., чтобы фреза корректно работала, иногда размеры не сходились..." :eh:
Я услышал и забыл, я увидел и запомнил, я сделал сам и понял...
Аватара пользователя
vovafed
Мастер
Сообщения: 1822
Зарегистрирован: 08 фев 2013, 16:19
Репутация: 325
Настоящее имя: Владимир
Откуда: башкортостан
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение vovafed »

большие движки сильнее теряют усилие на больших оборотах
может окакатся так что,поставив двигатель побольше вы получите меньшее усилие на 5 метрах в минуту чем с маленьким
arelav
Новичок
Сообщения: 36
Зарегистрирован: 06 июн 2012, 16:02
Репутация: 0
Откуда: Эстония, Таллинн
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение arelav »

Доброго времени суток!
Когда-то давно мне прислали формулы расчёта мощности двигателя и редуктора для подборки сервомоторов, может для шаговых тоже пригодится.

Pinion Diameter is D = 63mm = 6.3cm
Gantry Mass M = 100kg
Let suppose the gear/belt reducer ratio is 1:n

The total inertia Jm = M * D*D / (4*n*n) = 992.25/(n*n) (kg-cm2)

if n = 3, for the peak7.2Nm, motor rotor inertia Jr = 2(kg-cm2)
Jm = 992.25/9 = 110.25(kg-cm2), for each motor, will be 50.125(kg-cm2), inertia ratio: 50/2 = 25
on the margin for the servo to handle.
Max travel speed 1000(rpm)*3.14*6.3 / n = 6594 (cm per minutes), 110 (cm per second). it is high

if n = 4, for the peak7.2Nm, motor rotor inertia Jr = 2(kg-cm2)
Jm = 992.25/16 = 62(kg-cm2), for each motor, will be 31(kg-cm2), inertia ratio: 31/2 = 15.5
ok for the servo to handle.
Max travel speed 1000(rpm)*3.14*6.3 / n = 4948 (cm per minutes), 82 (cm per second). it is still somehow high

if n = 5, for the peak7.2Nm, motor rotor inertia Jr = 2(kg-cm2)
Jm = 992.25/25 = 39.69(kg-cm2), for each motor, will be 19.8(kg-cm2), inertia ratio: 19.8/2 = 9.9
ok for the servo to handle.
Max travel speed 1000(rpm)*3.14*6.3 / n = 3958 (cm per minutes), 66 (cm per second). it is high enough

if n = 6, for the peak7.2Nm, motor rotor inertia Jr = 2(kg-cm2)
Jm = 992.25/36 = 27.56(kg-cm2), for each motor, will be 13.78(kg-cm2), inertia ratio: 13.78/2 = 6.89
ok for the servo to handle.
Max travel speed 1000(rpm)*3.14*6.3 / n = 3298 (cm per minutes), 55 (cm per second). it is ok speed.

n = 6 is better for peak7.2Nm

if n = 10, for the 400w, motor rotor inertia Jr = 0.6(kg-cm2)
Jm = 992.25/100 = 9.92(kg-cm2), for each motor, will be 4.96(kg-cm2), inertia ratio: 4.96/0.6 = 8.26
ok for the servo to handle.
Max travel speed 3000(rpm)*3.14*6.3 / n = 5937 (cm per minutes), 98 (cm per second). it is high enough

both 400W or peak7.2Nm are working for your machine, which one is better depends on which gearhead
easy to deal.
arelav
Новичок
Сообщения: 36
Зарегистрирован: 06 июн 2012, 16:02
Репутация: 0
Откуда: Эстония, Таллинн
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение arelav »

А почему нужно ставить именно тороидальный трансформатор?
На одном своём станке я ставил сервомоторы, которые получали свои 48 вольт от трёх блоков питания (Switching Powersupply 48V 8.3A DC output) соединённых друг с другом параллельно. Эти рекомендации были мне даны производителем этих сервомоторов с драйверами. Станок так работает два года без проблем.
arelav
Новичок
Сообщения: 36
Зарегистрирован: 06 июн 2012, 16:02
Репутация: 0
Откуда: Эстония, Таллинн
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение arelav »

Nick писал(а):Не советую все эти usb штуки - с ними проблемы могут возникать...
Если правильно развести кабели в шкафу (кабели напряжения и кабели, экранированные, от драйверов пустить по краю шкафа, всё должно быть заземлено, в том числе и экран кабеля драйверов с двух сторон) и взять очень хороший усб кабель пустить как можно дальше от всех кабелей напряжения, тогда проблем никаких не будет.
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5183
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Serg »

Извините, но не надо давать таких советов, если сами в этом не разбираетесь.
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
arelav
Новичок
Сообщения: 36
Зарегистрирован: 06 июн 2012, 16:02
Репутация: 0
Откуда: Эстония, Таллинн
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение arelav »

UAVpilot писал(а):Извините, но не надо давать таких советов, если сами в этом не разбираетесь.
Извините, но пишите более конкретные и информативные посты.
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5183
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Serg »

Это была попытка заставить вас таки изучить самостоятельно предмет и она видимо провалилась.

Хорошо, пусть будет подсказка:
arelav писал(а):всё должно быть заземлено, в том числе и экран кабеля драйверов с двух сторон)
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Аватара пользователя
Алексс
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 2210
Зарегистрирован: 20 июл 2012, 15:49
Репутация: 266
Заслуга: IQ32
Настоящее имя: Алексей
Откуда: Прага
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Алексс »

фото шкафчика сохранил на десктоп для медитации... :cheesy:
Каждая собака, бегущая на поводке впереди хозяина, думает, что ведет его за собой.
arelav
Новичок
Сообщения: 36
Зарегистрирован: 06 июн 2012, 16:02
Репутация: 0
Откуда: Эстония, Таллинн
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение arelav »

UAVpilot писал(а):Это была попытка заставить вас таки изучить самостоятельно предмет и она видимо провалилась.

Хорошо, пусть будет подсказка:
arelav писал(а):всё должно быть заземлено, в том числе и экран кабеля драйверов с двух сторон)
ну тогда производитель компонентов тоже неправильно даёт рекомендации и самостоятельно не изучил предмет.
Вложения
d.png (5000 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=16865&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (60.49 КБ)</a>
Аватара пользователя
Serg
Мастер
Сообщения: 21923
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Репутация: 5183
Заслуга: c781c134843e0c1a3de9
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение Serg »

Производитель компонентов для чего? Для плетения корзинок из лозы?
Автор у этой картинки есть? Кто он?

P.S. http://www.bookasutp.ru/Chapter3_5.aspx
Я не Христос, рыбу не раздаю, но могу научить, как сделать удочку...
Аватара пользователя
bsvstud
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 14 фев 2013, 08:18
Репутация: 0
Откуда: Россия
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение bsvstud »

UAVpivot, Arelav, большое спасибо за активное обсуждение. Но очень прошу вас не накалять обстановку, тем более, что вы судя по всему говорите об одном и том же. Я просто пытаюсь понять, стоит ли связываться с этим usb. Если практически невозможно смонтировать систему так, чтобы она работала без помех, то мне, новичку, скорее всего следует отказаться от USB-контроллера, использовав более надежные проверенные системы. Если же монтаж сводится к неким простым правилам, то почему нет, есть же хорошие отзывы о USB - системах. Спасибо за понимание. :beer_blow:
Я услышал и забыл, я увидел и запомнил, я сделал сам и понял...
Аватара пользователя
bsvstud
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 14 фев 2013, 08:18
Репутация: 0
Откуда: Россия
Контактная информация:

Re: MECHMATE. Ненаучный подход.

Сообщение bsvstud »

Сегодня мозг взрывается еще больше в попытке понять такие параметры, как скорость реза, использование редуктора и т.д. Т.е. все еще вопрос подбора двигателя. Вот к чему я пока что пришел:
Участники форума автора станка резали фанеру и МДФ на скорости 13000 RPM. В качестве стандартного инструмента я использовал для расчета скорости подачи фрезы 3,2, 4 и 6,35мм, как наиболее распространенные при раскрое фанеры по данным тех же участников. На сайте Onsrud есть вспомогательная информация к их фрезам для подбора скорости подачи в зависимости от частоты вращения шпинделя. См.приложение. Наибольший показатель CHIP LOAD по этим диаметрам фрез (в колонке D=1/4) – 0.015 (для стеклопластика – примерно то же самое).
Определяю IPM (скорость подачи)=13000*0,015*1 (одна режущая кромка)=195 дюймов/минуту или 4953 мм/мин, округляю до 5м/мин.
Ременный редуктор будет такой - 20зубцов на валу двигателя, затем ведомая шестерня с 60 зубами, в ней вал - и опять 20зубов на этом валу.
При использовании ведомой шестерни на 20зубов Т5 (которая на одном валу с шестерней 60 зубов), шаг зуба шестерни составит 5мм на 1 зуб. Т.е. при полном обороте вала шестерни портал пройдет 20*5=100мм. Далее, чтобы получить количество оборотов вала в минуту, ничего не остается, как разделить скорость подачи на ход вала за 1 оборот. 5000/100=50 оборотов в минуту. Учитывая, что я собираюсь использовать ременную передачу 3:1, это количество по-идее нужно умножить на 3 (???).
50*3=150 оборотов в минуту. Таким образом, это я получил обороты в минуту шагового двигателя. А вот дальше как?
Например, возьмем ШД ST86-80D. К нему в руководстве есть кривая изменения момента мотора в зависимости от частоты шагов. По идее в каждом обороте вала двигателя при шаге в 1,8 гр., 200шагов. Мне нужно умножить 150 на 200.
15*200=30000 шагов в минуту. Значит, за секунду количество шагов будет
=30000/60=500 (Гц)
Смотрим на кривую и определяем момент на этой частоте:
Зависимости ST86-80.jpg (4972 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=16870&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (60.57 КБ)</a>
примерно 3,5 Nm. Тогда момент на портале через редуктор 3:1 будет:
3,5*3=10,5 Nm. Вроде достаточно, и запас хороший есть по скорости подачи. Действительно получается, что может и необязательно очень мощные моторы брать, особенно если использовать ременную передачу или иной редуктор;)
Естественно, если я где-то ошибаюсь, прошу сразу же отпинать.
В приложении также даю руководство от Onsrud.
Вложения
onsrud_routing_guide.pdf
(938.19 КБ) 2424 скачивания
https___www.onsrud.com_files_pdf_2012 LMT Onsrud Production Cutting Tools MDF.pdf
(28.49 КБ) 1040 скачиваний
Я услышал и забыл, я увидел и запомнил, я сделал сам и понял...
Ответить

Вернуться в «Станки»