Umbau einer Konventionellen Schleifmaschiene auf CNC

[Super-digger]

Hallo ,liebe comunity

Das hier ist mein erster Beitrag und deshalb habt bitte rücksicht das ich vieleicht einige dinge falsch ausdrücke .


Ich habe vor meine "Orthogonal Oberflächenschleifmaschiene" für Naturstein in eine art bearbeitungszentrum zu verwandeln !
soweit so gut !
Nur plagen mich einige entscheidungsschwierigkeiten .

Es ist eine seher masive Brückenkonstruktion (die brücke wiegt ca 900 Kg), die sich aber leicht mit einer hand verschieben läst .

Im ersten Schritt sollen nur die achsen X Y Z , Spindel gesteuert werden .
Im zweiten Schritt möchte ich ein pickup system integrieren .
Im Dritten Schritt soll ein Gesteuertes Winkelteil auf die spindel angebaut werden (die Spindel solll nur winkelschritte fahren und so eine Drehachse positionieren um ein angetriebenes werkzeug zu benutzen ) Das ist aber noch SCI FI für mich !!

gesteuert werden soll das alles mit Mach 3

Um erst einmal anzufangen -->
Ich weiß nicht ob ich es mit Drehstrommotoren(Billig ) , Servomotoren(Leistungsstark) , oder Schrittmotoren(Evtl zu klein) lösen solte .
meine frage an euch kent ihr schrittmotoren nebst Treiber die genug leistung haben um so etwas zu bewegen ?

dann könnte ich nähmlich auf drehgeber verzichten !
oder bei Drehströmern wie kann ich 3 Drehgeber in Mach 3 implementieren ?

Ich hatte ursprünglich vor mit mehereren Velemann K8055 Karten zu arbeiten und die Drehgeber an die eingänge zu hängen (muss nicht so genau sein) sowie die motoren an die ausgänge .

vieleicht hat ja irgendjemand ein änliches projekt mit einer Maschiene dieser grösse (immerhin 4100 mm x 2000 mm) es kommt auch nicht auf hohe geschwindigkeiten an da im Naturstein sowieso nur langsam gearbeitet wird !

für hilfe währe ich dankbar

Thomas
[/i]

[Besserwessi]

Bei der größe sollten wohl Servomotoren die richtige Wahl sein. Schrittmotoren könnten wegen der geringen Geschwindigkeit noch gehen, sind aber eher für wenig Leistung, so bis etwa 30 W zu gebrauchen. Drehstrommotoren sind eher schlecht zu regeln. Was man da am Motor spart, gibt man leicht für den Steller aus.

Für die Steuerung sollte man den Hauptteil auf einem PC laufen lassen und nur die eigentliche Motorsteuerung auslagern.

[Super-digger]

Moin , Moin ,

Hat jemand eine empfehlung für die demensionierung der servos ?

bzw . ich kann seher günstig 3 drehströmer mit lenze phasenanschnitt 8012 bekommen .würde das auch gehen ?

was die k8055 von velemann betrtifft , weiß jemand wie ich die mit Mach 3 ansteuern kann ,oder solte ich auf alte Paralelportrelaiskarten zurückgreifen ?

[Besserwessi]

Eine Phasenanschnttsteuerung wird noch nicht reichen für Drehstrommotoren. Da brächte man einen extra AC Servocontroller. Da nützt es nicht viel wenn man billig Drehstrommotoren kriegt, die sind ohnehin nicht der wesentliche Kostenpunkt.


Mit einer Relaiskarte wird man auch nicht so richtig weiterkommen.

[Klingon77]

hi,

für die Servomotoren Google mal nach UHU-Platinen.

Leider habe ich keinen Link dahin.

Ich kenne mich damit auch nicht wirklich aus.


liebe Grüße,

Klingon77

[Super-digger]

Würde ein Schrittmotoren mit 3 Nm 4.2 Ampere bei 20-50 volt mit einer 8 mm Welle an einen Getriebe mit Starker Untersetzung z.b 1/35 funktionieren.

Meine Frage dazu ---> funktioniert das mit der Teilung dann noch korekt oder ist der Schlupf zu groß ?

Ist dann noch ein soll/ist wert abgleich mittels Drehgebern möglich(Mach 3 ).

Die Lösung währe die Günstigste für mich und das würde ich auch den Servo´s vorziehen.
Die Getriebe Motovario bekomme ich für 120 € Stck.
Der Satz Motoren ist derzeit für 350 € zu bekommen inckl. Treiber.
Drehe und Frästeile bekomme ich von einen Bekanten für Lau
Elektroniker bin ich selbst
und das Know How ist hier O:)

Jetzt müste mir nur noch jemand sagen ob das auch so gehen kann

[Hessibaby]

Mit Schrittmotoren kommst Du da nicht weit.
Die Masse von 900 kg will erst mal beschleunigt werden.
Die wahrscheinlich beste Lösung sind Servomotore mit 4Q-Reglern und eine vernünftige Istwertpositionserfassung.
Stell mal ein Foto vom Portal rein.
Gruß

[Super-digger]

Hallo,

Nach langer überlegung und viel Lesen !
Ihr habt recht damit keine Schrittmotoren zu nehmen , also WEG Damit .

Allerdings sehe ich die Steuerung mit Servos als zu teuer und zu Schwierig an .

Wenn ich sowieso eine istwert kontrolle nehmen muss , dan kann ich doch auch drehströmer nehmen .
Vor allen weil ich in meinem Lager nachgesehen habe und da noch 3 Motoren 3 Getriebe und 2 Lenze Steuerungen liegen (das sind für uns Verschleissteile da die Ständig mit Grundwasser in berührung kommen !Und wir die als Antrieb für unseren Sägetisch benutzen Links Neben der Orthogonal).
Was die kosten für motoren auf einen verschwindenden Level bringt.

Meine Konfigurationsidee !

3 x Lenze 8200 0,35 Kw Frequenzumrichter für x, y , z 2 x Vorhanden
3 x Getriebe Motovario 1/35 untersetzung ca. 39 upm bei 1375 Upm Motor 3 x vorhanden
3 x 0,35 Kw Motor Fremdbelüftet mit 55´er Zahnrad 3 x Vorhanden
3 x Encoder Z.b: Heidenhein ROD 426 5000ér Teilung (Ist Wert erfassung)
3 x Encoder2 Kanal HEDL-5560 1000ér Teilung (erfassung an der Motorwlle wenn Nötig!)
1 x 7,5 KW Motor --->Spindel bereits Verbaut
1 x Tachogenerator Z.b HEDL-5640#A06 für Spindel

Was mir fehlt ist eine Karte die ich mit Mach 3 ansteuern kann ,
und folgende Schnitstellen hat !
Input --->
1 x Not Aus
1 x Tachogenerator Spindelkontrolle 4300 UPM Zählen ?43000 Pulse?
1 x Encoder X Incremental ( oder vieleicht besser Seriel RS 232 )
1 x Encoder Y Incremental ( oder vieleicht besser Seriel RS 232 )
1 x Encoder Z Incremental ( oder vieleicht besser Seriel RS 232 )
1 x Handrad Z.B (Komt aber Später)(Vieleicht Über Paralelport)
1 x X Max Endschalter
1 x Y Max Endschalter
1 x Z Max Endschalter
1 x X Min Endschalter
1 x Y Min Endschalter
1 x Z Min Endschalter
1 x Referenztaster Werkzeug höhe Werkzeug Korrektur
1 x Referenztaster Werkzeug breite Werkzeug Korrektur

Output
1 x Drehzahlsteller Spindel für Lenze Vector 7,5 KV oder Änlicher
1 x Drehzahlsteller X Lenze 8200 0,35 KV (0 - 5 Volt = 0 - 100 %)
1 x Rechts / Links -lauf umsteller X
1 x Links / Rechts -lauf umsteller X
1 x Drehzahlsteller Y Lenze 8200 0,35 KV (0 - 5 Volt = 0 - 100 %)
1 x Rechts / Links -lauf umsteller Y
1 x Links / Rechts -lauf umsteller Y
1 x Drehzahlsteller Y Lenze 8200 0,35 KV (0 - 5 Volt = 0 - 100 %)
1 x Rechts / Links -lauf umsteller Z
1 x Links / Rechts -lauf umsteller Z
1 x Kühlmittel (Magnetschalter 3/4 Zoll)
1 x Pumpen Überbrückung
1 x Klemmung Tisch
1 x Tisch vor Ungesteuerte Achse A 1
1 x Tisch Zurück Ungesteuerte Achse A 1
1 x Lampe für Zyklus Betrieb
1 x Lampe für Zyklus Ende

Ich dachte, ich könnte das mit 2 Stck der Vellemann K8055 Lösen da diese ja insgesamt 10 Digitale Eingänge , 4 Analoge Eingänge , 16 Digitale Ausgänge und 4 Analoge Ausgänge bieten , allerdings Läst sich diese Karte nicht unter Mach 3 Konfigurieren glaube ich zumindestens .
und insgesammt stößt das hier wohl auch eher auf ablehnung , also muss ich mir jetzt etwas kaufen oder bauen was meine ausgänge verwalten kann ,und mit den gängigen CNC programmen läuft.

Damit ihr euch mal ein bild machen könnt habe ich mal ein Par bilder angefügt (sind aber nur mit meinen Telefon gemacht , also nicht so gut)

Am wochenende wird das Monster Sandgestrahlt und Lackiert ,ausserdem muss ich noch 3 Lager tauschen.

Der Frästisch wird gemeinsam mit der Säge genutzt D.h erst Sägen dan Fräsen .

Sorry für so viel Text 8-[

[Super-digger]

Ich habe noch an den Vorschubgeschwindigkeiten nachgerechnet , und habe gemerkt das 6,7 m pro Minute doch etwas Langsam ist .

also werde ich eine 1 / 18 Übersetzung wählen das mach dann ca. 13,5 m a min im Eilgang .

Kennt jemand eie Formel mit der mann ausrechnen kann wieviel kräfte wirken wenn mann 900 Kg von 13,5 m a min auf 0 abbremst (Notaus)?

[ManuelB]

Hallo,
müsste über F=m*a gehen. Man müsste dann aber noch eine Zeit schätzen die der Bremsvorgang in Anspruch nimmt.

MfG
Manu

[Hessibaby]

Die Drehzahl Deiner Antriebsmotoren bezieht sich auf nominal 50Hz.
Deine Frequenzumrichter können 0-400Hz, d.h. bei 400Hz fährst Du mit >100m/min. Von doher muss Du eher höher untersetzen.
Zum Thema Notaus : Normalerweise findet keine Abschaltung, sondern eine Gegenstrombremsung ( bei Frequenzumrichtern eine 0Hz-Bestromung ) statt.
Die eingetragene Energie, welche beim Bremsen vernichtet werden muss, berechnet sich immer noch nach Einstein E=m*c². Die 0Hz-Bestromung muss also zeitlich solange anstehen dass diese Restenergie sicher abgebaut wird. Und die Höhe ist natürlich von der absoluten Fahrgeschwindigkeit abhängig.
Wenn das ganze Portal fährt ist da natürlich einiges an Masse in Bewegung, und zwar soviel dass da schon fast ein Bremsgerät erforderlich ist, da es Dir sonst das Getriebe zerlegt.
Gruß

[Euro]

@Hessibaby
Ich glaub das ist so nicht ganz richtig was du da sagst.


Die eingetragene Energie, welche beim Bremsen vernichtet werden muss, berechnet sich immer noch nach Einstein E=m*c².
Das hieße ja das du das 900kg schwere Portal in Energie umwandeln willst. Es muss doch nur die kinetische Energie die im fahrenden Portal gespeichert ist abgebaut werden und diese berechnet sich nach
E = 1/2*m*v^2.


Deine Frequenzumrichter können 0-400Hz
Ich weis jetzt nicht genau was die maximal Ausgangsfrequenz des Lenze Frequenzumrichter ist. Aber ausgelegt ist der für einen Nennfrequenz von 50Hz. D.h. das bei 50hz der Umrichter die maximale Ausgangsspannung von 400V an den Motor gibt (Spannung steigt ja linear mit der Frequenz an). Wenn man jetzt die Frequenz auf über 50Hz erhöht kann die Spannung ja nicht weiter erhöht werden. Daraus folgt das das Drehmoment absingt was bei Positionierantrieben ungünstig ist.


Euro

[Klingon77]

hi,

da hast Du eine wirklich feine Maschine; auch wenn es auf den Fotos so aussieht als wenn sich über die Jahre der eine oder andere Tropfen Öl "verklemmt" hätte.

Wenn Du sie sandstrahlst klebst Du sicherlich die Gleitführungen sorgfältig ab und achtest vor dem Zusammenbau auf eine penible Reinigung und Fettung dieser Führungen.

Beim Lagertausch würde ich großzügig vorgehen.
Wenn die Maschine zum Sandstrahlen und lackieren (teil-)zerlegt wird würde ich grenzwertig brauchbare Lager ebenfalls tauschen.
Das spart Dir ggf. später einiges an Zeit durch Maschinenausfall.

So teuer sind die Lager sicherlich nicht.
Wenn Du selbstständig bist rechne einfach mal ca. 1€ / Arbeitsminute bei einem späteren Lagertausch.


Dein Projekt ist sehr interessant und ich würde mich freuen mehr darüber zu lesen.


liebe Grüße,

Klingon77

[Super-digger]

Hallo ,
Danke für eure antworten !

Die formel ergibt ja sie energie die zum bremsen benötigt wird !
Aber wie komme ich jetzt auf die zugkräfte die an den führungsteilen entstehen ?
Aber zumindestens werde ich damit erst einmal die größe der klemmung für die x achse bestimmen (wird wohl pneunatisch in die vorhandene zahnstange greifen)

Zu der ansteuerung der motoren mit mehr als 50 hz muss ich sagen,
Das nach meinen erfahrungen (gleicher vorschubantrieb an unserer säge)
Ab 80 hz das drehmoment so stark abfällt das wenn der tisch bestückt ist ,der sogar stehen bleibt (und das trotz automatischen schlupfausgleich immerhinn 30 % der motorleistung.

Stichwort gegenstrohmbremse ,es ist richtig das die lenze umrichter das machen können ,aber solte nicht beim not aus sofort alles stehen bleiben?

Wie ist denn das bei den profimaschienen ?
Ich habe es bis jetzt vermieden bei meinen Kumpel in der firma
Einfach während des zyklus auf lustige pilze zu drücken !

Weis den jemand von euch ob es für meine idee eine fertige steuerkarte gibt ,oder muss ich die doch (seufz) selber bauen ?
mit der elektronik würde ich ja noch zurecht kommen aber die programierung na ja ......

[Super-digger]

Hi , klingon

Das mit den lagern ! Da hast du recht hatte ich mir heute auch schon gedacht !
Aber wir tausche lager für lager aus da eine erneute demontage ... Seeeeehhhhr schwer ist .

Wir haben die maschiene heute wasser - sand gestrahlt und werden sie samstag trocken sandstrahlen (im eingebauten zustand) und dann ... Es lebe rostumwandler :) wir spülen und benutzen ausschließlich brunnenwasser deswegen sehen einige teile doch seher golden aus.
Das schöne an dieser etwas Älteren konstruktion ist das sie extrem stabil ist.
Verglichen mit einer modernen omag mill 5s ist diese seher stabil und hält bereits 30 jahre (es wurden sogar richttische aus impala (granit ) auf ihr bearbeitet !
Die betten sehen noch seher gut aus! Links an der führungsschiene ist so gut wie kein einlaufen der führungen zu sehen.
Dafür aber ganz extrem an der rechten ( bereits durch ein "neues" bett ersetzt .

Das dumme ist nur das ich schon übernächste woche die ersten aufträge fü die maschiene habe :() .
( ich bin ziemlich frisch mit meiner firma neu angefangen , deshalb heist es halt .... Selber machen oder für 120000,00 euro ne neue kaufen -lachmodus an - auserdem wolte ich schon seit neinen ersten plotter eine cnc selbst bauen)

Thomas Heisig

[solidus]

es gilt Impiulserhaltung!
Masse*Geschwindigkeit (vor NOT-AUS) ist gleich Kraft * Bremszeit.

[ManuelB]

Joha,
das kommte meiner Gleichung weiter oben sehr nahe ;)
Es fehlt aber wie gesagt noch eine Bremszeit. 0 Sekunden ist nämlich nicht möglich. Man sollte dann aber noch darauf achten wo die Masse sitzt die Beschleunigt wird. Sitzt sie z.B. noch an Hebeln (z.B. ein hohes Portal mit oben konzentrierter Masse) muss man auch noch Hebelwirkungen betrachten um die Kräfte in den Führungen zu berechnen.

MfG
Manu

[Euro]

Hallo,

ich hab gerade nochmal mein Skript zum Thema Industrielle Steuerungstechnik herausgesucht. Zum Thema NOT-AUS drücken:

Es gibt drei Stopkategorien (EN ISO 13849-1) für Antriebe.

Stoppkategorie 0:
Umrichter vom Netz trennen (Nur die Last, keine Versorgungsspannung) und dem Umrichter die Freigabe entziehen. Sollte jedoch hier kritisch sein da die Motoren anschließend unkontrolliert austrudeln.

Stoppkategorie 1: (NOT-HALT)
Umrichter bremst den Antrieb in einer bestimmten Zeit auf Drehzahl=0 ab. Anschließend wird ebenfalls Umrichter vom Netz getrennt und die Reglerfreigabe entzogen. Aber Achtung bei Vertikalen Achsen. Sofern die nicht über eine Feststellbremse verfügen kann es ja sein das die Achse einfach herunter fällt nachdem die Spannung abgeschaltet ist. In diesem Falle nächste Stopkategorie.

Stoppkategorie 2:
Antrieb wird über den Umrichter sicher bis zum Stillstand abgebremst, jedoch wird der Umrichter nicht vom Netz getrennt.

Siehe auch Wikipedia -> NOT-AUS.


Um nochmal auf das Thema Motorart zu kommen.
Ob du mit Asynchronmotoren und Frequeenzumrichtern wirklich glücklich wirst seh ich doch recht skeptisch. (Kann hier jedoch auf keine praktische Erfahrung zurückgreifen.) Ich würde dir schon zu Servomotoren raten.
Such doch mal nach dem Volksservo von Groschopp (Low-cost Servosystem).
Unter www.bretzel-gmbh.de -> Download/Service -> Beispielanwendungen findest du ne Anwendung wo eine 3-Achse CNC Anlage mit eben diesem Servosystem realiesiert wurde. Die Servoregler sind dabei über den Druckerport mit einem PC verbunden auf dem eine CNC-Software läuft.


Euro

[Super-digger]

@ Euro
Danke für deine antwort !
Ich denke das für meine Maschiene die Sdastopkategorie 2 Past , da ein abruptes stehenbleiben aufgrund des Gewichtes von Maschiene und werkzeug zu gefährlich währe (ich denke dabei an die Formeln und komme da auf irgendwas mit 45 tonnen bei einen Stop von 0,1 Sec).
allerdings werde ich eine Lichtschranke vor der Maschiene anbringen um versähentliches betreten des Sicherheitsbereichs zu verhindern .

Ich habe jetzt endlich die Maschiene entrosten können und mache jetzt mit der Verdratung weiter !

da Ich bin immer noch nicht weiter bin mit der auslegung der Motoren , hier noch mal eine Frage !

wie messe ich am besten die benötigte kraft um die Maschiene zu bewegen ?
Ich meine damit wie finde ich herraus wie groß die motoren sein müssen ,ohne ein teures mesgeräht zu kaufen (Ich konte die motoren mit einen kleine Accuschrauber Ich habe hier noch eine K 8000 IO Karte mit
I2C bus rumliegen ist damit etwas zu machen in verbindung mit Mach 3 ?

Ausserdem habe ich mal ein neues bild eingestellt , sieht besser aus als
die Erste fassung ! =D>

[i_make_it]

Wenn du eine Kranwaage hast, kannst um das Portal eine Bandschlinge legen und erst mal das Losbrechmoment aus dem Stillstand ermitteln.

Im nächsten versuch würde ich die Kraftaufwendigste Paarung von Schleifmittel und und Werkstoff nehmen und bei maximal gewünschter Zustellung das Werkstück im Gegenlauf anschleifen und die Kraft ebenfalls ermitteln.
Wenn du eine regelbare Motorwinde irgend wo her bekommen kannst , kannst du mit der Kranwaage die Kräfte bei maximalem Vorschub und Zustellung ermitteln.
Beim Anschliff würde ich zuerst mit einigen Gummistücken eine Gegenkraft an den X-Achsen erzeugen bis das Werkzeug voll im Eingriff ist.
Natürlich kann man das Ganze auch berechnen.

Die Kräfte die du nach Umrechnung von Kilogramm in Newton hast, sind ohne jegliche Reserve. Aber du hast einen Basiswert und kannst dann Anhand von Motorkennlinien entscheiden was du brauchst.

Ich war 3 Jahre im Sondermaschinenbau, und unsere Motoren waren bei Portalen meist 300% bis 400% überdimensioniert um bei Nothalt die Motoren mitnutzen zu können.

[Super-digger]

Hi ,

nach eine test mit einer Zugwage an den Motorflügeln
ergab dass ich in 5 cm abstand von der welle nur 500 gramm kraft aufwenden muss um
die Maschiene zu bewegen Gehe ich richtig der Anname das ich dann nur 50 Ncm antriebe
brauche * 400 % = 2 Nm .

Das sind die gemessenen werte gemessen 5 cm vomm wellen Mittelpunkt (Lösemoment)
die maschiene läst sich mit eienen kleinen 12 Volt Acuschrauber bequem verschieben
.
Kraft an X Achse 500 Gramm untersetzung 1 / 100 Über Schnecke
Kraft an Y Achse 1000 Gramm untersetzung 1 / 100 Über Schnecke
Kraft an Z Achse 1000 Gramm untersetzung 1 / 1000 Planetengetriebe und Schnecke
Die Sache mit einer Kranwage war mir dann doch ein wenig zu Schwierig .
Unser Werkzeugzulieferer sagte mir das ich maximal 50 Kg Druck benötige um mit einen Vollmetall-Diamantfräser in 4 cm steinstärke zu arbeiten .
Zum verschieben der Brücke (X) brauchte ich ca 30 Kg Druck .