Motor-Dimensionierung CNC-Fräse

[maker7_2]

Hallo Zusammen,

ich beabsichtige eine kleine CNC-Fräse zu bauen.
Bevor ich mit der näheren Konstruktion beginne möchte ich mir Klarheit über die zu verbauenden Komponenten verschaffen. Ein wohl sehr wichtiger Punkt ist in meinen Augen die Dimensionierung der Motoren.

Aus Kostengründen und der einfacheren Ansteuerung möchte ich Schrittmotoren einsetzen, gegebenenfalls mit Encoder Positionierfehler zu vermeiden.

Ein für mich interessanter Hersteller von Motoren wäre die Firma Nanotech aus München (www.nanotec.de).
Meine Frage wäre nun was kämen für Motoren in Frage?

- maximales Haltemoment
- maximale Drehzahl
- Drehmonentsverlauf
- Drehzahlverlauf
- Schrittwinkel

In die engere Wahl habe ich den ST5709L4008 und den ST5909L2008 genommen

http://de.nanotec.com/images/graphik/big/114_neu.png

http://de.nanotec.com/images/graphik/big/891_neu.png

Vom max. Haltemoment nehmen sich beide Motoren nicht viel. Der 57er hat halt nur über einen breiteres Drehzahlband ein rel. hohes Moment anliegen. Wobei die Momentkurve beim 59er sehr steil abfällt.


Noch die notwendigen Eckdaten zur Fräse:

- Arbeitsbereich: 300 x 210 x 120 mm (x*y*z)
- Zu bearbeitende Materialien: div. Verbundwerkstoffe (GFK, CFK, FA4) bis max. 3 mm Stärke
- Spindeln: Trapezgewinde T6x1
- Aufbau: Portal


Hier im Forum konnte ich bislang nur 1,5 Nm als Richtwert für das Haltemoment bei der Dimensionierung der Motoren finden. Vielleicht kann mir, anhand der genannten Daten, jetzt noch der ein oder andere Experte etwas mehr erklären. Wäre über aus dankbar.

Grüße
Elias

[erik_wolfram]

Hallo,

ich würde auf jeden Fall empfehlen 1,8° Motor zu verwenden - diese haben bei weniger Strom mehr Drehmoment.
Ich verwende die 5918L3008er Motoren von Nanotec mit 1,7 Nm und 4,2 A Strom.

Allerdings würde ich das nächste mal woanders bestellen - die Motoren gibts mit gleicher Leistung woanders günstiger!

Bei höheren Strömen benötigt man wesentlich teurere Endstufen!

Zu meinen Erfahrungen:
Ich verwende diese Motoren an einer Sieg X1 (Rotwerk EFM150DS) mit Schwalbenschwanzführung (wesentlich schwergängier als Linearführungen) Trapezgewindespindeln TR12x3 mit Nylatron-Muttern und schaffe damit einen 2000er Eilgang mit reduzierter Bestromung von 3A rms im 1/8 Microschrittbetrieb.

Ich denke bei 1,5 Nm sollte man größere Spindeln als TR6x1 verwenden - diese sind zu labil und durch die geringe Steigung verliert man an Geschwindiglkeiten. Ich würde hier eine Steigung von 3 oder 4 mm empfehlen.

Im Microschrittbetrieb bekommt man auch problemlos eine theoretische positionier-Genauigkeit von 0.01 mm hin - da reichen 200 Schritt-Motoren im 1/8 Betrieb.

Zum vermeintlichen Schrittverlust:
Bei einer "Käsefräse" muss man sich schon Mühe geben um Schritte zu verlieren - Encoder machen da kaum Sinn!
Ich fräse hauptsächlich Alu und gelegentlich Guss/Stahl und habe noch nie Schritte verloren ... außer beim Crash...

Gruß Erik

[maker7_2]

Hallo Erik,

vielen dank das du mich an deinen KnowHow teilhaben lässt.

Hört sich alles sehr einleuchtend an was du schreibst. War selber nur der Meinung lieber gleich in ordentliche Komponenten zu investieren, als sich im Nachgang über unzureichende Dimensionierung zu ärgern.

Dann werde ich mich nochmal nach 200er Motoren umsehen. Mechanisch wird es wohl selbst schon schwer Genauigkeiten von 0.01 mm zu erreichen. Preislich allemal atraktiver, gerade in Bezug auf die benötigten Endstufen.

Die Lösung mit den Encodern werde ich dann auch erstmal auser Augen lassen und später vielleicht mal nachrüsten.

Hättest du eine ordentliche Bezugsquelle für die von dir vorgeschlagenen Spindeln mit 3 mm Steigung und entsprechenden Muttern?

Grüße
Elias

[erik_wolfram]

Hallo,

ich verwende ND556 4,5A Leadshine Endstufen für die Motoren - damit bin ich sehr zufrieden - da sie zuverlässig laufen und noch nie Probleme gemacht haben.

Bei einer Käsefräse würde ich aber eher raten 3A Motoren mit 1,5Nm einzusetzten und diese über eine kombinierte Endstufe-Interface-Platine zu betreiben - so kommt man wesentlich günstiger!
z.B. TB6560 bei Ebay: http://www.ebay.de/itm/3-Achs-CNC-Schrittmotorsteuerung-36V-3-5A-/220862533953?pt=Modellbauwerkzeuge&hash=item336c6ed141
allerding würde ich dir hier empfehlen, jemanden zu fragen der diese bereits verwendet. (Soweit ich weis werden diese Endstufen häufig bei Käsefräsen eingesetzt)

Die Spindeln habe ich bei Maedler.de bestellt - dort gibts eine große Auswahl, aber die Mindestbestellmenge von 60€ schränkt ein!
Vorteil der Nylatron-Muttern ist, dass diese durch einen Graphit-Anteil selbstschmierend sind und einen geringeren Reibungswiderstand als Stahl-Messing kombinationen haben.

Eine Drehmaschine zum abdrehen der Wellen-Enden und Lagersitze besitzt du?

Gruß Erik

[Peter1060]

moin moin,

ev. mal bei:
http://stores.ebay.de/Metallbau-Pietrzak

vorbeischauen.

Als Spindel würde ich immer was mit "durch 2" teilbar nehmen. Bei 3mm/200 kommt irgendwas krummes raus.

Mit Gruß
Peter

[Vany]

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