Schrittmotor rappelt bei bestimmten Frequenzen!!

[dirtyklaus]

Hallo,

habe einen Frequenzgenertaor mit RN Board (Mega32) programmiert. Mit dem Rechtecksignal des Outputs (10-1500 Hz) gehte ich in einen Schrittmotor Treiber und dann an den Motor selbst. Gesteuert wird das ganze per Joystick (Mitte=aus, oben unten=Richtung + Geschwindigkeit). Damit kann ich recht stufenlos die Geschwindigkeit des Motors regeln.

Bei manchen Geschwindigkeiten aber fängt der Motor richtig an zu rappeln und wird sehr laut. Das Rappeln ist so stark das es auch über die Motorhalterung weiter übertragen wird.

Woran kann das nun liegen ??

Habe mit einem Audio-In-Software-Oszilloskop die Impulse angesehen (und Frequenzen) alles sieht recht ordentlich aus - bis auf die Flankesteilheit - das kann aber auch am Audio In des PCs und darin verlöteten Kondesatoren liegen.

Weiß jemand hier weiter?


Anm:

Sinn des Ganzen ist einen Drehteller mit einer Kamera drauf zu steuern.

Wenn der Motor nun so rappelt dann wackelt das ganze Bild. Bin auch zur Zeit noch unsicher, ob ein Schrittmotor die richtige Wahl ist - bei niedriger Frequenz, also langsam drehendem Motor merkt man die Schritte trotz weiterer Übersetzung doch schon etwas.....
Habe es erst mal hiermit versucht, da ich die Drehung des Tellers jederzeit reproduzieren will - also selbes Tempo in selber Zeit (so eine Art Motion Control).

Gruß - Klaus

[Manf]

Sicher hat das mechanische System das der Schrittmotor antreibt zusammen mit dem Motor eine Resonanzfrequenz bei der es auch noch geringe Dämpfung hat.
Man kann grundsätzlich die Dämpfung erhöhen oder die Resonanzfrequenz mechanisch verschieben bzw in der Ansteuerung vermeiden oder den Motor in Mikroschritten antreiben.
Manfred

[ManuelB]

Hallo,
bei Betrieb des Motors im Vollschritt entstehen leicht Resonanzen, da zwischen den relativ großen Schritten immer starke Beschleunigungen auftreten. Sogar Halbschritt ist schon um Welten besser.
In Bezug auf das geschriebene von Manf kann man z.B. eine zusätzliche Masse an die Motorwelle anbringen (gibt sogar spezielle Systeme dafür). Mikroschritt finde ich dann aber, gerade auch wegen dem "merken" der Schitte, für die bessere Lösung.

MfG
Manu

[dirtyklaus]

Hallo,

ich habe eine Schrittmotor Steuerung (cnc-pluse.de - AWM 102) die ich bis auf 1/8 Schritt runterschalten kann - dann ist der Motor aber wirklich sehr langsam. Minimal 1/4 Schritt und das ist schon knapp.

Das Rappeln/Resonanz tritt aber bei allen Einstellungen auf (1/1, 1/2 und 1/4 Schritt). Habe auch mal einen anderen Motor drangeklemmt - dasselbe nur an anderer Frequenz-Stelle.

Also bleibt mir wohl nichts anderes übrig als das Mechanisch abzufangen, was sehr schwierig wird.

Habe denn alle Schrittmotoren solche Resonanzfrequenzen?

MFG Klaus

[ManuelB]

Hallo,
ist es nicht möglich die Frequenz des Clock Impulses zu erhöhen, also die vom RN Board ausgegebene Rechteckfrequenz.
Darf man erfahren um was für einen Motor es sich handelt?
Ev. wären auch Störungen möglich, so das kurze Aussetzer entsehen, weil normaerweise ist 1/4 Schritt schon sehr ruhig.
Ob alle Motoren Resonanzen im Arbeitsbereich aufweisen kann ich nicht sagen, ist aber eigendlich eine typische Eigenschaft von Schrittmotoren, da es sich ja um ein federndes mechanisches System handelt, dass mit einer Frequenz angeregt wird.

MfG
Manu

[dirtyklaus]

Habe folgendes gemacht: die Frequenz erhöht, die Motorendstufe auf 1/8 Takt gestellt und das Getriebe etwas verändert um auf die gewünschte Geschwindigkeit zu kommen - und es klappt besser - und das Gehäuse noch verstärkt).
Der Motor ist von Conrad (EMIS SN42051) ein schnuckeliges kleines Ding - funktioniert gut.
Mit den Resonanzen hast du Recht.

Noch eine Frage: ich lesen des öfteren hier die Bezeichnung PN - was bedeutet das?

gruß - Klaus

[Manf]

"Private Nachricht" an den betreffenden Roboternetz Teilnehmer (in der Fußzeile des Postings).

[ManuelB]

Hallo,
mit dem Getriebe ist das ja auch so eine Sache. Gerade Spiel kann ja ebenfalls zu Resonanzen führen. Also am besten möglichst spielfrei aufbauen. Das es besser geworden ist, ist doch schon mal schön zu hören.

MfG
Manu

[Klingon77]

hi,

wenn du die Übersetzung vom Schrittmotor zum Drehteller mit Zahnriemen machst hast Du immer noch einen "Formschluß"; also eine definierte, Position.

Damit entkoppelst du den Schrittmotor mechanisch vom Drehteller!

Dann kannst du den Schrittmotor "weich" z.B: mit einer Moosgummizwischenlage lagern und somit das Gesamtsystem nahezu komplett mech. entkoppeln.

Große Kräfte müssen ja nicht übertragen werden. Du benötigst also kein steifes System.

Getestet habe ich das noch nicht, hört sich für mich aber "schlüssig" an.

Falls jemand andere oder ähnliche Erfahrungen gemacht hat, lasse ich mich gerne belehren.

liebe Grüße,

Klingon77

[dirtyklaus]

Hallo,

habe bis jetzt nur mit Zahnrädern probiert, wollte aber auch mal die Zahnriemen testen. Wo bekommt man solche Teile, also Riemen und Räder denn im allgemeinen. Bei conrad gibt es welche, aber die großen Räder gibt es da nur mit einer 8er Achse als Loch. Hat jemand eine Quelle für solche Teile?

Die Entkopplung mit einem Zahnriemen stelle ich mir auch weicher (und trotzdem stramm) vor als mit Zahnrad. Gerade beim Anlaufen die ersten Schritte des Motors sind doch sehr hart (bei Vollschritt).

Gruß - Klaus

[Klingon77]

hi Klaus,

schau mal bei

www.maedler.de vorbei.

Der hat so ziemlich alles, was man sich wünscht.

Ist aber nicht immer der günstigste.


Das "Ruckeln" bei geringer Schrittfrequenz bekommst Du damit aber auch nicht weg. Dann mußt Du doch auf 1/4 oder 1/8 Schritt wechseln.

Ich meinte eher die Resonanzfrequenz der Mechanik, von der Du geschrieben hast.


Wie wäre es denn mit einem normalen DC Motor und einem kleinen Schneckengetriebe?

Dazu ein Inkremental-Drehgeber?

Den Gleichstrommotor könntest Du gut über PWM steuern und die Schnecke macht in Kombination mit der PWM Steuerung eine weiche Bewegung am Schneckenrad möglich.

Die Teile findest Du ebenfalls bei Mädler.

liebe Grüße,

Klingon77

[dirtyklaus]

Hallo,

danke für den Tip, schaue gleich mal rein.

Mit dem Ruckeln kannst du recht haben. Es kann aber auch an dem 1/4 oder 1/8 Schritt (also an der Treiberkarte für den Motor) liegen- denn in die eine Richtung hört es sich (bei bestimmmten Frequenzen) anders an als in die andere Richtung. Und bei 1/1 Schritt ist es gar nicht so schlimm - nur sind die Schritte dann sehr grob.

Habe mal einen DC Motor RB-35 von conrad angeklemmt - der Drehteller läuft so viel ruhiger. Aber es sind ja Welten zwischen Schrittmotor und DC Motor.
So ein Schrittmotor ist schon superexact und bremst auch super ab.

Ich glaube auch das mein Problem bei normaler Schrittmotoranwendung gar nicht auftaucht - z.B. x-y Säge oder so. Dort laufen die Motoren sehr langsam und dann mit konstanter Geschwindigkeit zum nächsten Fräsepunkt -ich möchte ja einen Drehteller haben der mit ganz unterschiedlichen Geshiwndigkeiten arbeitet.

Aber ich werde das mit dem Drehgeber und der konstanthaltung der Geschwindigkeit per Software (RN Control) mal probieren. Das an- und abfahren ist mir nicht so wichtig, während der Fahrt soll die Geschwindigkeit ja konstant bleiben - das müßte gehen.

Gruß - Klaus

[Willa]

Es gibt mehrere Möglichkeiten einen Stepper zu dämpfen, hier mal zwei die sehr gut zu funktionieren scheinen. Allerdings verringert sich dadurch die maximale Winkelbeschleunigung (was in den meisten Fällen wohl kein Problem ist):
Rattler:
http://www.cnczone.com/forums/showthread.php?t=32284
Hintergrundinfos dazu:
http://www.tciauto.com/Products/TechInfo/rattler_tech.asp

Trägheitsdämpfer:
http://www.solsylva.com/cnc/damper.html

Ich hätte mal Lust den Rattler aus zu probieren, ist aber ein bisschen aufwändiger zu bauen....

Viele Grüße,
William

[dirtyklaus]

Hi,

so ganz habe ich durch den Rattler nicht durchgeblickt. Aber interssante Links. Gebe aber nicht auf, sondern probiere es weiter durch mechanische Dämpfung - erst mal aller Art- vielleicht schaffe ich es ja die meisten Vibartionen rauszukriegen.

Gruß - Klaus

[dirtyklaus]

Wow - der Mädler hat ja so einiges auf Lager. Wedrde mir die Riemenantriebe mal genauer anschauen.
Denke mir einem Riemen als Antrieb wird der gesamte Antrieb etwas weicher als mit Zahnrädern.

gruß - Klaus