Dimensionamento Motore passo passo

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#21
Permettimi anche di segnalarti che 1200 rpm per uno stepper non sono pochi e, nel tuo caso, sono la V media. Se parti e fermi con accelerazioni decenti -non puoi esagerare a caricare di punta una vite da 10mm - ti servirà almeno un altro 50% di velocità sui picchi e gli stepper perdono coppia se li fai girare veloci.
 

Trasparente

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#22
Come ti ho scritto in #3, la cosa più importante è l'accelerazione (dato non ancora fornito), vediamo di capire qualcosa di più per ricavare i dati mancanti:
- mi pare di capire che la massa si deve fermare anche in posizioni intermedie, confermi?
- le posizioni intermedie devono essere raggiunte in tempi proporzionalmente più brevi o possono essere un po' maggiori?
- Con che precisione deve essere posizionata la massa (+/- 1 mm, +/- 0.1 mm, altro)?
- Ti ho chiesto se puoi utilizzare un servomotore al posto di uno stepper (dato non ancora fornito). Sai cos'è un servomotore? Giusto per capirsi, costa più di uno stepper, ma è più semplice da utilizzare (e molto più preciso).
Se ti va, andiamo avanti.
Per l'accelerazione e la decelerazione non ho fornito fornito nessun valore perchè non ho bisogno di partenze "forti".
La massa si deve fermare in posizioni intermedie e i tempi possono essere anche maggiori.
tolleranza +o- 1 mm.
Va bene servomotore
 

exxon

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#23
Adesso ci sono molte più informazioni. Un altro paio e si può iniziare.
- Quali sono i cicli di movimento? Più semplicemente, qual'è la percentuale di tempo di attività del motore in un'ora?
- Quando non c'è alimentazione e la massa è in posizione verticale, è un problema se scende al livello minimo?
- +/- 100 Euro sono un problema nel budget di questo progetto?
 

Trasparente

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#24
Trasparente non te la prendere:) Exxon a volte si pone in modo un po' particolare e anche a me all'inizio... diciamo che mi aveva lasciato perplesso, ma è uno forte davvero e vale sicuramente la pena di starlo a sentire. Non sappiamo quale sia l'applicazione reale che vuoi realizzare, ma le domande di Exxon servono per capire lo scenario e i margini di manovra per cercare una soluzione più razionale possibile, al di là delle formule, che sono solo degli strumenti, non le soluzioni. Scusami se pontifico come un vecchio saggio ( vecchio lo sono ma saggio non credo ) ma questa community è uno strumento eccezionale se tutti partecipano nel modo giusto.
Detto questo hai già scelto il tipo di stepper? lo vuoi montare in asse con la viite? Mettici un giunto perché i cuscinetti sugli alberi degli stepper più " basic" ...fanno ridere
Permettimi anche di segnalarti che 1200 rpm per uno stepper non sono pochi e, nel tuo caso, sono la V media. Se parti e fermi con accelerazioni decenti -non puoi esagerare a caricare di punta una vite da 10mm - ti servirà almeno un altro 50% di velocità sui picchi e gli stepper perdono coppia se li fai girare veloci.
Welcome to the machine grazie mille, non me la prendo con nessuno ci mancherebbe. Anzi grazie a tutti quelli che in questa discussione mi stanno aiutando.
Per l'applicazione: immagina un braccio meccanico vincolato a una estremita che internamente possa muovere una massa di 5kg sia in orizzontale che vetricale.
Il motore lo vorrei montare in asse con la vite.
Grazie ancora a tutti quelli che mi stanno aiutando
 

Trasparente

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#25
Adesso ci sono molte più informazioni. Un altro paio e si può iniziare.
- Quali sono i cicli di movimento? Più semplicemente, qual'è la percentuale di tempo di attività del motore in un'ora?
- Quando non c'è alimentazione e la massa è in posizione verticale, è un problema se scende al livello minimo?
- +/- 100 Euro sono un problema nel budget di questo progetto?
I cicli sono di qualche minuto per dare il tempo all'operatore di agire sul motore per mettere in posizione la massa nel punto prefissato. In un'ora l'operatore può agire sul movimento per anche 10 o 15 volte ma sempre per un tempo limitato di qualche minuto.
Quando non c'è alimentazione può scendere al livello minimo ( non di botto) anche se preferirei che rimanesse in posizione.
100 euro non sono un problema
 
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#26
Siamo umani, esseri non perfetti...io per primo, alcune volte possiamo essere scontrosi... o acidi, ma essendo tecnici guardiamo alla sostanza.. e qui c'e' gente molto esperta e capace che si mette al servizio di tutti e se qualche volte da' una spazzolata e' per il nostro bene:)
 

exxon

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#27
Dall'ultimo post mi è sorto un dubbio: quando scrivi "sia in orizzontale che verticale" intendi dire che ci sono due motori per il posizionamento XY su un piano verticale?

Altra informazione: come intendi comandare tutto il sistema? Da PC, con un PLC, con comandi analogici (tipo potenziometri), pulsanti alto-basso, destra-sinistra?
 
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#28
quindi vuoi far ruotare la vite e far scorrere-guidata per non farla ruotare- la madre vite. Molti attuatori lineari sono fatti all'inverso - la madre vite gira e la vite cammina. Per questo Exxon ti chiedeva della trasmissione a cinghia o ad ingranaggi, visto che stepper con l'albero cavo, per farli attraversare dalla vite, non se ne trovano facilmente.
In current off una vite passo 5 / Diam 10 con 5 Kg appesi purtroppo scende abbastanza di botto.
 

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#29
Dall'ultimo post mi è sorto un dubbio: quando scrivi "sia in orizzontale che verticale" intendi dire che ci sono due motori per il posizionamento XY su un piano verticale?

Altra informazione: come intendi comandare tutto il sistema? Da PC, con un PLC, con comandi analogici (tipo potenziometri), pulsanti alto-basso, destra-sinistra?
C'è un solo motore in questa fase. Che si muove avanti e indietro lungo una vite, però manualmente tutto l'oggetto è vincolato da un lato e mosso manualmente. Se posto in verticale il motore si ritroverà ovviamente in verticale. L'idea è quella di comandare il sistema attraverso arduino e poi magari creare un pcb dedicato
 
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#30
Ricordati anche che gli stepper più semplici lavorano ad anello aperto, senza niente che ti confermi che hanno percorso realmente gli step comandati. In pratica se non ce la fanno , li senti gracchiare un po' ma nessuno ti dice che non sono arrivati alla destinazione voluta. Se devi essere sicuro delle posizioni - non solo le estreme ma soprattutto quelle intermedie - hai due possibilità: mettiti largo con la taglia del motore oppure mettine uno con encoder incorporato e controller ad anello chiuso. Siccome costano nettamente di più, ti avvicini ai prezzi dei servomotori , che ti accennava qualche post addietro il solito Exxon.:)
Leggo adesso che vuoi usare Arduino, quindi puoi generare abbastanza facilmente un'onda quadra per dare gli step al motore e , se ci metti un encoderino semplice, puoi costruire anche una specie di PID o almeno avere un ritorno sul raggiungimento effettivo delle posizioni.
 

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#31
quindi vuoi far ruotare la vite e far scorrere-guidata per non farla ruotare- la madre vite. Molti attuatori lineari sono fatti all'inverso - la madre vite gira e la vite cammina. Per questo Exxon ti chiedeva della trasmissione a cinghia o ad ingranaggi, visto che stepper con l'albero cavo, per farli attraversare dalla vite, non se ne trovano facilmente.
In current off una vite passo 5 / Diam 10 con 5 Kg appesi purtroppo scende abbastanza di botto.
In questo caso a me servirebbe che la madrevite cammini avanti e indietro "portandosi" il peso
 

exxon

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#32
Ok, allora avevo capito bene all'inizio.

Da una prima analisi si deduce che la precisione non è un problema, mentre potrebbe esserlo la velocità di posizionamento e relativa accelerazione scegliendo una vite a passo stretto (5 mm). Per il comando, con una scheda elettronica esterna si può fare praticamente tutto, compreso pilotare un freno che tenga in posizione la massa.

Non essendoci vincoli troppo stretti di budget, opterei per una vite a circolazione di sfere e un piccolo servomotore che con il suo controllo potrebbe gestire autonomamente le accelerazioni e i finecorsa, lasciando alla scheda elettronica esterna solo il compito del posizionamento.

Per il dimensionamento delle parti, il caso peggiore lo si ha quando la massa deve scorrere verticalmente. In questo caso, la coppia motore deve vincere la resistenza data dall'accelerazione della massa (F=ma) e quella dell'accelerazione gravitazionale (F=mg).

Il miglior sfruttamento del motore lo si ha quando nell'intero tratto (300 mm) la massa viene accelerata per la prima metà del tempo-spazio, e decelerata nella seconda. Considerando di utilizzare un motore con velocità di picco 3000 rpm, la velocità media sarà 1500 rpm e con una vite a passo 5 mm, l'intero tratto lo si percorrerà in 2.4 secondi.

Mi segui fino a qui?
 

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#33
Ricordati anche che gli stepper più semplici lavorano ad anello aperto, senza niente che ti confermi che hanno percorso realmente gli step comandati. In pratica se non ce la fanno , li senti gracchiare un po' ma nessuno ti dice che non sono arrivati alla destinazione voluta. Se devi essere sicuro delle posizioni - non solo le estreme ma soprattutto quelle intermedie - hai due possibilità: mettiti largo con la taglia del motore oppure mettine uno con encoder incorporato e controller ad anello chiuso. Siccome costano nettamente di più, ti avvicini ai prezzi dei servomotori , che ti accennava qualche post addietro il solito Exxon.:)
Leggo adesso che vuoi usare Arduino, quindi puoi generare abbastanza facilmente un'onda quadra per dare gli step al motore e , se ci metti un encoderino semplice, puoi costruire anche una specie di PID o almeno avere un ritorno sul raggiungimento effettivo delle posizioni.
Hai ragione per quello che volvevo calcore il tipo di motore e dai datasheet vedere il momento in cui la curva scende e tende a perdere steps. Generalmente calcolerei un 50% per la scelta del motore. Non avevo pensato all'encoder incorporato facendo affidamento più sul tenermi largo sulla "taglia" del motore.
 
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#34
"In questo caso a me servirebbe che la madrevite cammini avanti e indietro "portandosi" il peso "
OK, chiaro. Hai pensato su cosa farla scorrere? con un NEMA 34 non è che ti avanzi tanta coppia per poter trascurare gli attriti ESTERNI della madre vite sul suo sistema di guida. Riduttori non ne puoi avere visto che i 1800 rpm ti servono tutti, quindi la coppia è quella che è....
 

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#35
Ok, allora avevo capito bene all'inizio.

Da una prima analisi si deduce che la precisione non è un problema, mentre potrebbe esserlo la velocità di posizionamento e relativa accelerazione scegliendo una vite a passo stretto (5 mm). Per il comando, con una scheda elettronica esterna si può fare praticamente tutto, compreso pilotare un freno che tenga in posizione la massa.

Non essendoci vincoli troppo stretti di budget, opterei per una vite a circolazione di sfere e un piccolo servomotore che con il suo controllo potrebbe gestire autonomamente le accelerazioni e i finecorsa, lasciando alla scheda elettronica esterna solo il compito del posizionamento.

Per il dimensionamento delle parti, il caso peggiore lo si ha quando la massa deve scorrere verticalmente. In questo caso, la coppia motore deve vincere la resistenza data dall'accelerazione della massa (F=ma) e quella dell'accelerazione gravitazionale (F=mg).

Il miglior sfruttamento del motore lo si ha quando nell'intero tratto (300 mm) la massa viene accelerata per la prima metà del tempo-spazio, e decelerata nella seconda. Considerando di utilizzare un motore con velocità di picco 3000 rpm, la velocità media sarà 1500 rpm e con una vite a passo 5 mm, l'intero tratto lo si percorrerà in 2.4 secondi.

Mi segui fino a qui?
Si ti seguo. I 2.4 sec come li hai ricavati ?
 

exxon

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#36
Si ti seguo. I 2.4 sec come li hai ricavati ?
Velocità di rotazione media della vite = 1500 rpm = 25 rps
Velocità lineare media = passo X Velocità di rotazione media della vite = 125 mm/s
Percorso = 300 mm
Tempo totale = Percorso/velocità = 300 mm / 125 mm/s = 2.4 s

Ci sei?
 

exxon

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#40
Ho fatto un calcolo approssimativo della coppia che appare molto contenuta, ma... è l'una e domani mattina vado ad arrampicare, quindi... buonanotte! :cool:

(to be continued...)