Schrittmotore für Drehbank

[berti]

Hallo,
ich bin zwar kein Roboterbauer, aber ich will später aus meiner Drehbank eine
CNC - Maschine machen. Ich lese hier viel über Schrittmotore. Meine Drehbank ist eine
220 * 450 , also Kleindrehbank . Was für Schrittmotore (x + y Achse) würdet Ihr empfehlen, er sollte auf gar keinen Fall Steps verlieren , aber auch nicht zu überdimensioniert sein. Sollte man vielleicht auch noch mit Zahnriemen übersetzen ?
Reicht die Steuerelektronik mit dem L298 aus?

Ich denke sogar an Steuerung über Messschieber (die haben ja RS 232 - Schnittstellen),
diese Werte in den Rechner laden, der wiederum steuert über die Printerschnittstelle dann den L297, somit hätte man doch die Möglichkeit, genau mit Nachmessen über Anbauschieber zu drehen.

Wer kann etwas dazu sagen ?

MfG.

[RG]

bei Steuerung über Messsysteme wäre auch ein Schrittverlust zu erkennen und ggf. zu kompensieren.

[Majus]

Bei der Regelung über Messsysteme könntest du sogar auf Schrittmotoren verzichten und Getriebemotoren verwenden.
Grüßchen, Majus

[Madgyver]

Im ernst? Kann man dass den genau genug machen? ICh hab das immer bezweifelt.

[Andree-HB]

...Du warst auf "Finger`s" Seiten, gell ? :o)

[berti]

Hallo Roboterbauer,
ich hatte nach einem Schrittmotor gefragt, der die genaue Ansteuerung der Drehbank machen kann, Er sollte also nicht zu schwach sein, aber auch noch mit der Schaltung L297 L298 steuerbar sein. eigendlich sollte das ja möglich sein. Man brauch beim Drehen ja nicht die Wahnsinns - Vorschübe, aber genau sollte es sein (keine Steps verlieren) und
etwas kräftig auch. Also, welcher Motor käme mit obiger Schaltung (ev. mit guter Kühlung) in Frage ?

Vielleicht hat ja schon jeman unter euch eine Drehbank oder Fräse so manipuliert.

MfG

[Manf]

Es gibt recht unterschiedliche Schrittmotoren.
Sie sind meistens nach Drehmoment (Haltemoment) angegeben.
Günstige Angebote für Schrittmotoren findet man bei

http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=69&products_id=91

auch bei Pollin und bei MIR elektronik

[Vogon]

Hier gibt es noch einige Infos und Leute die so etwas bauen:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=111120#111120

[Sebastian Keller]

Passende Motoren (und Steuerungen) sind auch hier zu finden:

http://www.motionstep.de/start.php

[jon2005]

Hallo berti
tolle Sache, hab ich bereits an meiner Drehbank realisiert ! Möchte die Steuerung niemehr vermissen, selbst im halbautomatischen Bereich, wo man die Zugspindel an teueren Maschinen hat, ist das Verfahren des Längsschlittens also der Z-Achse viel besser mit einem Schrittmotor. als rein mechanisch. Vorteile wie Schnellgang, Schleichgang jede gewünschte Vorschubgeschwindigkeit, sind herausragende Eigenschaften eines Schrittmotorantriebs.

@Majus
Wer hat dir denn diese Floskel -mit dem Ersatz des Getriebemotors gegenüber eines Schrittmotors- ins Ohr gesetzt ? Wer die Funktionen sowohl mechnisch als auch elektronisch hinreichend kennt, der würde niemals einen solchen Vergleich in Betracht ziehen.

Werden z. B. die Wicklungen eines Schritttmotor richtig bestromt, und ist er rein Drehmoemntmässig richtig an die mechnische Aufgabe angepasst, dann fällt es nicht einmal auf, wenn er leistungsmässigen Schwankungen unterliegt, wenn er sich auf der Leer oder in der Spanfahrt befindet. Ein DC-Motor mit und ohne Getriebe, würde da, wenn er nicht 10-fach überdimensioniert wäre, stets seine Drehzahl ändern, was sich beim Zerspanen schon mal sehr negativ auf das Drehbild des Werkstücks übertragen würde. Man müsste einen solchen Motor regeln, also mit einem Encoder überwachen und bei erhöhtem Drehmoment in der Drehzahl nachregeln. Also vergiss diese Alternative schnell wirder.

@berti
Nun zurück zu Deiner Frage:

Grundsätzlich wird hier manchmal die Sache falsch angepackt, was sich auch bei diesem Thread etwas aus dem Gleis bewegt. Zuerst muss der
Leistungsbedarf der anzutreibenden Spindel (Z-Achse) ermittelt werden, dann kann man sich Gedanken über den Antriebsmotor und dessen Größe machen, und nicht umgekehrt.

Dimensionierung eines mech. Antriebs einer Spindel X,Y, Z-Achse
-----------------------------------------------------------------------------

Theorie !
1. Vorhandene Parameter zusammentragen
- Maschinenparameter, Zerspanunsgarameter usw.

2. Errechnen der Antriebsleistung für die Spindel Z-Achse
- aus dem vorhandenen Leistungsangebot der Maschine
- mögliche Zerspanungskraft beim Drehen ergibt Vorschubkraft
- Spindelbetrieb ergibt letztlich die erf. Antriebskraft des SM-Motors

3. Auswahl eines Antriebsmotors, hier ein Schrittmotor für die Z-Achse
- SM- Haltemoment ist ein Mass für das Nennmoment
- SM Spannung niedrig wählen, wegen der Bestromungsphase, aber
auf SM-Karte achten !
- Schrittwinkel den man nehmen möchte, 1,8° oder besser 0,9°/ Schritt

Praxis !
4. SM-Motor an vorhandene Maschine anbauen, austesten und mit den theoretischen Werten die man errechnet hat vergleichen. Danach mit der Steuerung SM-Karte (L297 + L298) Optimieren bzw. Anpassungen vornehmen.

Damit wäre der Umbau einer mechnisch von Hand bewegten Spindel in eine CNC-Achse überführt. Natürlich muss man etwas tiefer in die Materie eintauchen, um die Sache vernünftig lösen zu können. Das o. g. ist stark vereinfacht und sollte lediglich die Vergangsweise bei der Dimensionierung aufzeigen.

Gruß Jon

[Majus]

Wer hat dir denn diese Floskel -mit dem Ersatz des Getriebemotors gegenüber eines Schrittmotors- ins Ohr gesetzt ? Wer die Funktionen sowohl mechnisch als auch elektronisch hinreichend kennt, der würde niemals einen solchen Vergleich in Betracht ziehen.

Ein Schrittmotor könnte sogar ohne Messsystem eingesetzt werden. (Wenn ein Schrittverlust weitreichend ausgeschlossen werden kann)
Ein Getriebemotor bei einem Regelsystem genauso eingesetzt werden wie ein SM.
Schau die mal nen Servo von innen an. Das ist nichts anderes, nur das da der Verfahrweg rotatorisch und nicht translatorisch (wei bei der Drehbank) sein soll.
Ein Getriebe macht den Rest...

Mein Post sollte nur die Möglichkeit des Einsatzes darstellen. Nicht einen SM mit einem GM vergleichen. Es ist beides möglich. Das ein Schrittmotor bei einer proffesionellen Drehbank mit professioneller Ansteuerung und professioneller Software besser ist, bestreite ich nicht...

Grüße,
Majus

@Majus

Bei der Regelung über Messsysteme könntest du sogar auf Schrittmotoren verzichten und Getriebemotoren verwenden.
Grüßchen, Majus

...Ja, dann müsstest Du das auch exakter definieren, und nicht nur Getriebemotor schreiben, denn das sagt einem Laien der einen Antrieb realisieren will, nichts über die Antriebsmaschine aus. Du musst umso präziser schreiben, je mehr du bemerkst, dass der Fragende ein Laie ist.

Gruss Jon

[don_weberle]

wenn du dir einen Schrittmotor Komplettsystem kaufen willst dann würde ich einen MDrive von www.imshome.com empfehlen.
damit habe ich dieses Vehikel gebaut ! das gute daran ist du kannst den Motion controller direkt über RS485 Programmieren und brauchst keine zusätzlichen sachen mehr du hast einen Analog eingang zum z.b Poti einlesen einen Encoder an bord und vier Digitale IOs die du zu jegweiligem zweck verwenden kannst.

[marvin42x]

@ jon2005: Eine Menge guter Infos die Du gegeben hast. Auch ermutigend zu wissen das so ein Umbau im nach hinein auch Spass und Nutzen bringt. Was mich noch Interessieren würde wären ein paar typische Werte. Wie stark sollten die Motoren für eine kleine, eine mittlere oder eine große Drehbank in etwa sein. Oder, was hast du bei Deinem Umbau verwendet? Benutzt du 1/2 Schritt oder eine andere Schrittweite?Zahnriemen-Untersetzung ja/nein? Ich weis aus meinem Beruf das es sehr exakte und richtige Dimensionierungsverfahren gibt die viel zu kompliziert für Nichtfachleute sind, ich weis aber auch das es Faustformeln und Erfahrungswerte gibt die recht gut stimmen. Darum wäre ich schon an Schätzungen eines Fachmanns interessiert

Schau einfach auf www.imshome.com mal nach unter Mdrives stöbere mal in den Datenblättern nach deinen Geschwindigkeiten in kombination mit den benötigten Drehmomenten und wenn du dann Fragen hast dann kannst du dich an mweber@imshome.com wenden. (Das bin ich !)

@marvin42x
..man kan natürlich im Internet Stöbern und lesen, was sogar wünschenswert ist, aber die Entscheidung unter welchen elektromechnischen Gesichtspunkten man einen Antrieb entwickelt und dann baut, ist nur mit einer gewissen Erfahrung in Theorie und Praxis hinreichend zu erschlagen. Alles andere kann viel mehr an Geld verschlingen, denn wenn Du über den Daumen Schrittmotoren kaufst, und oder einfach eine Spindel, kann das alles für die Katz sein. Du kannst dann zwar sagen, das ist meine Erfahrung, aber du hast dafür auch bitter bezahlt. Nun gut, ich will hier keinem den Mut nehmen, etwas zu bauen um Spaß zu haben, aber ob das jeder will, ist eine andere Frage.

Also zunächst sollte man folgende Maschinenparamter wissen.
- angegebene Leistungsgröße in Watt ---> siehe Maschinentypenschild
- dann bräuchte ich den max. Spanndurchmesser den man drehen kann
- was ich auch brauche sind die Spindelparamter, also Gewindeart, Durchmesser und Steigung

Dann kann ich folgendes Berechnen:
- Schnittkraft, und daraus resultierend die Vorschubkraft
- danach über die Spindel das Drehmoment für den erforderlichen Schrittmotor

Ich könnte natürlich auch sagen, nimm einen Schrittmotor mit einem Haltemoment von 1 Nm und probiere es aus, aber wenn es durch die mechnischen Gegebenheiten nicht passt, steinigst du mich dafür. Ich möchte nur dass Du Dein Projekt sicher angehst, meine Denke verstehst und nachvollziehen kannst, und so wenig wie möglich an Kosten investieren musst, wovon vielleicht so mancher ebayer gerne träumt, wenn er Dir etwas verkaufen könnte.

Gruß Jon

[marvin42x]

@ jon2005: Kann ich verstehen und finde ich auch sehr verantwortungsvoll von Dir. Wäre mir auch nicht recht wenn jemand auf meine Worte hin Schiffbruch erleiden würde. Ich werde es für mich persönlich dann erstmal mit einem 100Nm Motor 1:100 untersetzt angehen ;-)
Ps. Wie wäre es statt Steinigen mit Negerküssen bewerfen, oder zum Bier einladen?
Netter Gruß aus der Hauptstadt

@marvin42x

Ich werde es für mich persönlich dann erstmal mit einem 100Nm Motor 1:100 untersetzt angehen.

Ok, so falsch liegst du dabei gar nicht (nur mit den Nullen haperts noch ein wenig), aber diesen Motor kannst Du weder selbst tragen, noch an deine Tischdrehbank anbauen, denn a) wäre er schwerer als du, und b) so groß wie du.

Warum? weil 100 Nm die Arbeit eines Kleinwagenmotors wäre !

Mit 100 Ncm oder 1 Nm liegst du dabei im grünen Bereich !

Vergleiche:
--------------
1 N = ca. 1 Tafel Schokolade und das an einem Hebelarm von 1m,
ergibt 1 Nm ! :) Also könntest du dir die Sache auch mit einer
Tafel Schoko erledigen, nur eben nicht so präzise. =P~

Spaß bei Seite:

Für alle die nicht so tief in die Theorie einsteigen wollen !

Antriebsmotor für eine Drehbankzugspindel über Schrittmotor:
-------------------------------------------------------------------------

Motorart: Schrittmotor, als bipolare Ausführung
Schritte: 200 oder besser 400 Schritte je 360° im Vollschrittbetrieb
Spannung: bis max. 6 V DC, besser 3,5-5 V DC
Strom: ~1,5-2 A (sekundär ist aber ein Maß für das vorh. Mn)
Haltemoment: >1 Nm
Fabrikat: VEXTA wäre gut, aber auch andere

Übersetzung ins Langsame: max. 1:5 = 1000 Schritte an d. Spindel
Realisiert: durch Zahnriemen/ Zahnriemenscheibe
Lieferant: www.conrad.de, dann zahnriemen eingeben
HINWEIS ! bei stärkeren Haltemomenten was auch fast dem Nennmoment
entspricht kann man auch direkt auf die Spindel fahren, also axiale
Anflanschung des SM Motors über Balgkupplung versteht sich. Dann sollte
man Schrittmotoren mit zwei ausgehenden Wellenenden benutzen, damit
man das Handrad zur manuellen Bedienung dran hat.

Bei Übersetzungen 1:100 werden keine Eilganggeschwindigkeiten mehr
erzielt, und man könnte während der Bewegung des Kreuzsupports Brot-
zeit machen, was nicht das Ergebnis sein sollte.

Ich rechne dir mal vor was diese Übersetzung für eine axiale Geschwindigkeit an meinem Kreuzsupport ergäbe, aber zuerst meine
Drehbankversion bzw. mit meinen vorh. Parametern:

Vorhanden:
a) Trapezspindel 16 x 4 mm
je 1 Umdr. ergibt sich ein Vorschubweg von 4 mm

b) Schrittmotor: 200 Schritte/ U. Vollschrittbetrieb
c) Übersetzung ins Langsame: 1 : 4
d) Motordrehzahl ca. 240 U/ min ohne Schrittverluste
oder 240/60= 4 U/ sec

Gesucht:
I. Schritte an d. Zugspindel je Umdr.
= 200 x 4 = 800 Schritte/ U.
II. Vorschubweg je Schritt
= 4/ 800 = 0,005 mm oder
5 µm Auflösung der Z-Achse ! --->ausreichend !

III. Zugspindeldrehzahl (1/4 SM)
= 240 U/min/ 4- fache ÜS= 60 U/min
oder
Zugspindelgeschwindigkeit
= 60 U/min x 4 mm Steigung= 240 mm/min
bzw. 240 mm/min/ 60= 4 mm/ sec also 1 Umdr. der Zugspindel je Sek.

IV. Druckkraft in axialer Richtung bzw. Vorschubkraft (Gleitreibung)
=~ Berechnung ist abhängig von mehreren Faktoren wie Werkstoff-
paartung der Spindel/ Mutter, der Gleitreibunsgzahlken, des Tangens
Alpha & Roh usw. der Bewegungsspindel (siehe auch GIECK Maschinen-
bau S. K11) Überschägig werden bei mir erreicht:

=~ 500 N Vorschubkraft was immer ausreichend ist zum Drehen auf
einer kleinen Drehbank !

Vorschubkraft (Zugspindel)=~ 500 N

Eilganggeschwindigkeit (1:4)= 240 mm/ min oder 4 mm/ s

...oder das ganze dann mit deiner überlegten Übersetzung 1:100 ergäbe:

Eilganggeschwindigkeit(1:100)= 9,6 mm/min oder 0,16 mm/s

Ich glaube so schnell ist etwa eine gute Weinbergschnecke !:-k

Du siehst, dass man auch hierbei vorher etwas Rechnen muss, da du mit dem Getriebe und deiner gewählten Übersetzuung mit dem Schrittmotorantrieb völlig daneben liegen würdest, und alles wieder von vorne beginnt.

Gruß Jon

P.S. Rechenfehler gehören mir !!!

[marvin42x]

Dank, Dass Du den Spagat zwischen Fachwissen und Laienhaftigkeit gewagt hast, das war große Klasse von Dir .Fühle mich allerbestens ins Bild gesetzt. Außerdem sehe ich jetzt Schokolade und Weinbergschnecken in einem ganz anderen Licht :-)

Hallo marvin42x,
nett mit Dir zu kommunizieren, denn auch Lachen gehört zum Alltag !
Grüße Jon

[marvin42x]

dito :-)
muss noch was schreiben, meine Nachricht war zu kurz, sagt der Forumsroboter

[sonic]

Kleiner Tip zu den Messschiebern. RS232 ist richtig, jedenfals fast. Irgendwo im Netz geistert ne Seite rum wo das richtig gut beschrieben ist.

Aber fast noch wichtiger. Die Messschieber sehr sehr gut gegen spritzende KSS schützen. Kleinste Mengen Wasser (Dielektrikum) bringen die Meschieber (Messprinzip kapazitiv) absolut zum spinnen. Deine Drehbank würde Amok laufen ;-(

Am besten die Anbaumessschieber verwenden, die sind ja schon dafür gedacht. Ebay oder so kannst du sie anschauen...

Gruß, Sonic

Gruß, Sonic

[Manf]

Kleiner Tip zu den Messschiebern. RS232 ist richtig, jedenfals fast. Irgendwo im Netz geistert ne Seite rum wo das richtig gut beschrieben ist.
Das wird die hier sein.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=3836
https://www.roboternetz.de/phpBB2/files/digisc__187.jpg

[sonic]

Ne ,-) ausnahmsweise nicht im RN ;-)

So z.B. http://www.wonti.de/RC_6128_2.html würd ichs nicht machen.
So schon eher...
http://www.schmidt.ath.cx/mechanik/dro.shtml