Drehteller mit Schrittmotor bei stark unterschiedlicher Last?

[Mechatrix]

Aloha liebe Leute,

zu Drehtellern (=DT) und Schrittmotoren gibt es ja eigentlich schon einiges hier auf der Seite, hilft mir aber leider alles nicht weiter.
Hab bisher keine Erfahrung mit Schrittmotoransteuerung, hab mich die letzten Tage aber intensiv mit der Thematik beschaeftigt...

Ich muss fuer einen Scannvorgang einen DT -auf dem ein Gegenstand platziert wird- entwerfen und ansteuern. Der DT soll dann um jeweils um ein Grad weiter gedreht werden und pausiern. Soweit nix neues...
Der Gegenstand soll aber von so gut wie nix bis zu 10 kg wiegen duerfen. Da ich den Drehteller selber aus Plastik bauen werde (geschaetzt 0,5 kg) und Rillenkugellager sowie ein Zahnriemengetriebe einstzen moechte haengt das Traegheitsmoment stark vom Gewicht des Objekts ab. Der Verfahrvorgang fuer ein Grad soll falls moeglich nur ne Sekunde dauern, ENTSCHEIDEND ist aber das das ganze wirklich SANFT ANFAEHRT UND ABBREMST da der Gegenstand nur lose auf der Scheibe stehen soll. Was mir also Bauchschmerzen bereitet ist, falls ich den Motor fuer den Maximalfall (10kg) auslege und eine entsprechende Frequenz-Ansteuerung hinterlege, laufe ich da nicht Gefahr bei kleiner Last eine ruckartige Verfahrbewegeung zu erhalten?????
Was mir bisher eingefallen ist waere z.B. drei verschiedene Steuer-Rampen zu hinterlegen - der Benutzer muss vor dem Start des Programms das Gewicht des aktuellen Objekts abschaetzen und entsprechend eine Bruecke setzen / Schalter umlegen ...?

Hab bis jetzt noch nicht festgelegt welcher Motor es sein soll, dachte ein Schrittmotor waer nett damit ich mir die Sensorik fuer aktuelle Lage sparen kann... aber falls Ihr meint ein anderer Motor waere angebracht muss ich halt notgedrungen in den saueren Apfel beissen...
Falls Schrittmotor, uni oder bipolar, welche Ansteuerung wuerdet ihr mir empfehlen?

Vielen herzlichen Dank schon mal fuer eure Hilfe,
Schoene Gruesse,
Johannes

PS: falls ihr auch noch paar Tipps bezueglich der Ansteuerung parat habt, ich muss den DT von nem Linux-PC aus ansteuern; serielle Schnittstelle?
Ich braechte dort die Moeglichkeit eine Verfahrbewegung um ein Grad auszuloesen, am besten mit ner Rueckmeldung sobald der Vorgang abgeschlossen hab...

[ManuelB]

Hallo,
also wenn es Schrittmotor und ruckfrei sein soll würde ich ev. mal nach den Leadshine Digitalendstufen schauen. Z.B. in dem Bereich http://www.sorotec.de/shop/index.php/cat/c284_Digitale-Endstufen-Digitale-Endstufen.html
Diese sollten annähernd Sinuskommutierung haben. Wenn man dann eine hohe Schrittauflösung wählt und Anfahr- sowie Bremsrampen verwendet sollte es gut gehen. Zum Ansteuern der Endstufe kann man ja notfalls noch einen µC zwischenhängen, der dann die Steuerung der Endstufe und die Kommunikation mit dem PC übernimmt.

MfG
Manu

[Richard]

Spontan fällt mir da ein Druck Sensor im Drehteller ein der erst einmal die zu bewegende Masse ermittelt und daraus dann die zu überwindende Massen Trägheit sowie maximal zulässige Beschleunigung errechnet bei der das Objekt "stehen bleibt". Das ist natürlich aufwändig aber dafür von 0 bis 10 kg brauchbar und von einem µC ohne "schwitzen" zu erledigen. Der Motor selber sollte "Togalegal" sein solange dieser ohne Schwierigkeit die nötige Maximalleistung liefern kann. Komplizierter dürfte eine der Masse/Geschwindigkeit entsprechende Motor Regelung sein, schnell und möglichst ohne Überschwingen. Da ist etwas KnoffHoff gefragt. Immerhin geht es darum ein Objekt auf einen rech kleinen Weg von einem Grad Beschleunigen, Fahren, Abbremsen ohne zu "waggeln". :-)

Gruß Richard

[ManuelB]

Man kann ja notfalls noch untersetzten. So hat man beim Motor mehr Weg zur verfügung für Anfahren/Bremsen. Bei Kopplung mit Zahnriemen sollte sich auch kein großes Spiel einschleichen bezüglich Nachschwingen etc.
1°/s ist ja nicht sonderlich schnell.

MfG
Manu

[Mechatrix]

Danke fuer eure schnellen Antworten!!!
Ich hab mich in der Zwischenzeit fuer eine Ueberstzung von 9:1 (ueber verschieden grosse Zahnriemenscheiben) entschieden; als Schrittmotor soll ein 50 poliger her (im Vollschrittbetrieb 200 Schritte je Umdrehung entspricht 1,8 Grad je Vollschritt), nach der Ueberstzungalso 0,2 Grad, d.h. fuer ein Grad am Drehteller muss der Motor fuenf Schritte machen.

Bei der Abschaetzung des noetigen Drehmoments des Motors hakts aber immer noch, hier meine Ueberlegungen:
Um das noetige Drehmoment abschaetzen zu koennen, muss die maximal noetige Winkelbeschleunigung ermittelt werden. Zuerst dachte ich an eine S-formige Verfahrbewegung [s-Rampe,s-Rampe2], das laesst sich mit den 5 Schritten so aber vermutlich nicht machen, ggF Mircoschrittbetrieb...
Deswegen meine Ueberlegung ueber konstante Beschleunigung [AbschaetzungKonstBeschl]. Hab mir aber sagen lassen das das Moment zu klein ist...
Hab dann noch bei ner Fima angefragt, [AbschaetzungProfi], werd wahrscheinlich nen dem entsprechenden Motor waehlen. Ganz nachvollziehen kann ich es blos noch nicht, kann mir des wer erklaeren?
(Ueberstzung ist hierbei noch nicht beruecksichtigt, aus den 1,6 Nm werden nach der Ueberstzung 9:1 0,18Nm...)
Beste Gruesse, Johannes
20513205142051520516

[ManuelB]

Hallo,
also zu Mikroschritt würde ich aufr alle Fälle raten. Vollschritt ist schon eine sehr "hakelige" und resonanzanregende Sache. Das Treiber iC von Toshiba (TB6560) kann von sich aus schon mind. 1/8 Schritt bzw. die neuere Variante sollte meines Wissens bis 1/16 gehen. Bei 80 Schritten könnte man, denke ich, schon eine kurze Rampe hinbekommen.
Hab mir die Berechnungen jetzt zwar nicht angeschaut, bei der Beschleunigung von Massen kommt es aber auch darauf an, an welchem Radius die Masse ist, also wenn man z.B. einen 10kg schweren Hohlkörper auf den Teller Stellt wäre es was anderes als wenn die Masse weitesgehend im Zentrum angeordnet ist.

MfG
Manu

[Mechatrix]

Okidoki, dann mit Microschritt :)
Wuerd aktuell nur gern die reine Mechanik abschliessen u mich auf nen Motor festlegen, deswegen die Sache mit der Beschleunigung.
Bei der Berechnung hab ich des aussermittige Aufbringen der Last beruecksichtigt - Satz von Steiner bei Massentraegheitsmoment und Hohlzylinder. Aber welche Beschleunigungswerte?