Schrittmotor brummt und blockiert

[frankensteins-freund]

Hey,

Ich habe an meiner CNC-Fräse Probleme mit zwei Schrittmotoren. wenn ich die Motoren mit umgerechnet 375 1/min laufen lasse zeigen sie ein brummendes, schwingendes Verhalten und haben nahezu kein Drehmoment mehr, meistens blockiert die Achse. wenn ich den Schrittmotor aber mit umgerechnet 410 1/min oder mehr laufen lasse kann ich ohne Probleme bis zu 700 1/min fahren. Unter den 375 1/min zeigt der Motor auch ein normales Verhalten. Ich habe schon eine neue Steuerung Entwickelt, bei der das Problem aber wiederum genau an diesen beiden Motoren zu vermerken ist, was bedeutet, dass es nicht an der Steuerung liegen kann! Gesteuert wird mit der l297 - l6203 Kombination.

hat jemand Tipps oder die Lösung für das Problem?

Ach ja: die Schrittmotoren sind von Mechaplus.de --> die 1,7Nm/3A Motoren!


MfG
Michael

[Manf]

Um einmal anzufangen: Schrittmotoren sind ja schwingungsfähige Systeme. Bei starker Anregung können die Schwingungen zu stark stören.
Man kann durch Änderung des Trägheitsmoments die Resonanzfrequenz ändern oder, vielleicht könnte es hier helfen, die Schwingungsanregung durch Mikroschritte verhindern.
Es wäre mir aber lieber, wenn wir in einer weiteren Diskussion die näheren Umstände klären.

[frankensteins-freund]

soweit ich das begutachten konnte hört sich das ganze genau danach an. Es ist nur ein kleiner bereich, aber da sind die motoren extrem laut... könnte ich versuchen widerstände parallel zu den spulen zu schalten, um einen runderen Lauf zu erreichen?

Mikroschritt kann meine steuerung nicht ab. ich kann nur voll und halbschritt, wobei ich halbschritte fahre

MfG
Michael

[Geistesblitz]

Hört sich wirklich nach Resonanz an. Mit Mikroschritt könnte man die überlagerte Frequenz, die durch die Schritte zustande kommt, stark erhöhen, sodass sich die Drehzahl für Resonanz verändert (dürfte dann in kleineren Drehzahlbereichen liegen, muss man drauf achten, wenn der Motor auch mal in den Bereichen laufen soll). Ansonsten Resonanzfrequenz des Systems verändern, wobei mir verändern des Trägheitsmoments oder einbauen einer Dämpfung einfallen würden. Letzteres würde den Schrttmotor etwas bremsen, damit sich die Schwingung nicht so aufschaukeln kann.

[T4Sven]

Sind die Motoren schon verbaut ? hatte den selben effekt in ausgebauten zustand, in eingebautem zustand kann die schwingung an die maschine abgegeben werden. Mein Problem hat sich somit nach dem einbau sozusagen von selbst gelöst.

[frankensteins-freund]

Heyy.

Dann werde ich erstmal versuchen, den motor besser zu befestigen. sollte das nichts bringen werde ich versuchen die frequenzen umzustellen

mfg
michael

[frankensteins-freund]

Hi,

Also ich habe heute den Motor mit einer zusätzlichen Halterung befestigt. Keine Veränderung! Bei gleicher Drehzahl wieder das Gleiche Problem. Habe am OSC Eingang des L297 die Frequenz verändert, keine Veränderung. Widerstände parallel zu den spulen geschalten, keine Veränderung. Motorstrom verändert, keine Veränderung. Nun stehe ich mit dem Problem wieder am Anfang.

Komisch finde ich, dass es eben nur bei zwei Motoren ist. Könnten diese auch defekt oder eine fehlproduktion sein?

MfG
Michael

[Manf]

Der Schrittmotor mit Richtmoment und Trägkeitsmoment ist ein Resonator als rotierendes System.
Das Richtmoment entspricht der Federkonstanten und das Trägheitsmoment entspricht der Masse. Mit Feder und Masse ist es eher ein Begriff.

Es ist klar, dass man den Motor alleine ganz gut zum Schwingen anregen kann. (Je kleiner die Schritte desto kleiner die Anregung, aber das hatten wir schon.) Die Ankopplung an das angetriebene System kann die Schwingung unterdrücken. Spielarme Zahnräder sind eine Möglichkeit der Ankopplung, eine elastische Wellenkupplung ist eine bessere Möglichkeit, häufig setzt man bewußt auch einen Zahnriemen mit etwas Dehnung und Dämpfung dafür ein.

Wie sieht die Ankopplung im vorliegenden Fall aus?

[frankensteins-freund]

Hey,

Der Motor ist mit einem Zahnriemen zu einer Kugelrollspindel verbunden. Was mir jetzt gerade einfällt: Kann es sein, dass der Zahnriemen zu stark gespannt ist?

Gruß
Michael

[ManuelB]

Hallo,
wie ist denn der Motor genau befestigt. Aufbauten der Motoren an "dünnen" Stange sind z.B. recht instabil wenn es um Resonanzen geht, zumal 1,7Nm und 3A schon recht kräftig ist mit ebensolchen kräftige Anregungen bei Halbschritt. Ist eine Anhebung des Stromes bei der Stellung wo nur eine Phase aktiv ist vorgesehen. Könnte sich ev. noch etwas auf die Laufruhe auswirken, ev auch mal den Strom drastisch verringern, wenn nicht die vollen 1,7Nm gebraucht werden.
Der Zahnriemen selber sollte eigendlich noch dämpfend wirken, oftmals gibt es eher Probleme wenn Spiel vorhanden ist oder nur leichte/leichtgängige Spindeln angetrieben werden.

MfG
Manu

[frankensteins-freund]

Hallo,
wie er befestigt ist könnt ihr auf meiner homepage bei der X-Achse sehen! wobei es warscheinlich nicht daran ligt! Ja, die steuerung arbeitet mit einer Stromanhebung

Gruss

[ManuelB]

Dann könnte man mal probieren eine "Schwungmasse" an die Motoren zu setzten und mal zu schauen ob sich was an der Frequenz änder an der das Problem auftritt. Gibt ja auch Dämpfer für die Motoren.
Die SM KArten erinnern mich an die Selig ausführung.

MfG
Manu

[frankensteins-freund]

Hey,

Ja, ich hatte einst die Selig Endstufen, ich persönlich hatte aber viele schlechte erfahrungen damit, sodass ich etwas neues entwickelte. Microcontrollergesteuert. Kann man auch auf meiner HP anschauen. Aber genau das eine Problem mit dem Motor ist geblieben.

und eine schwungmasse soll das ganze entschärfen? da wirf ich dann glaib ich mal versuchshalber meine drehbank an...

MfG

[ManuelB]

Ah, ja unter Neuigkeiten, da hatt ich zuerst nich geschaut ;)

Mit der Schwungmasse ist es ist jedenfalls ein Versuch um ev. die Resonanzfrequenz des Systems zu ändern.
Gibt jedenfalls auch richtige Dämpfer für SM
http://de.nanotec.com/schrittmotor_zubehoer_daempfer.html
http://www.kwapil.com/downloads/omc11zubehoercleandampersc264265.pdf
ev. könnte man mal versuchen sowas in der art zu bauen.

Wenn man noch mal fragen darf. Mit welchen Werten für Strom und Spannung arbeitest Du denn? Was für Pufferelkos sind im Zwischenkreis verbaut?

MfG
Manu

[frankensteins-freund]

Hey,

Also ich fange so an: der Fehler ist gefunden

Nun aber von vorne. Ich wollte nicht glauben, dass es an den Schwingungen ligt. also habe ich heute zwei motoren aus den Achsen ausgetauscht. Dann ein Testlauf. zu meinem ernüchtern ging das Problem nicht mit dem gewechselten Motor mit, sondern blieb an der Achse bestehen. Also habe ich meine Drehbank angeschmissen, und eine kleine Schwungmasse gedreht, die ich dann auf die Kugelspindel gesteckt habe. Die schwungmasse war wirklich klein und aus ALU! also wenig Masse. Durch dieses winzige "Schwungrad" war das Problem wie weggeblasen. unfassbar. Ich werde mir Morgen aus Stahl ein schönes Schwungrad drehen, dann sollten die Probleme mit sicherheit der Vergangenheit angehören!

Ich danke allen, die bei der Lösung geholfen haben!

MfG
Michael :)

[Manf]

Vielen Dank für die Darstellung, man kann es immer wieder theoretisch betrachten aber ein solcher Erfahrungsbericht ist sehr wertvoll und überzeugend. Mache bitte noch ein Foto von der Welle mit Schwungmasse.

[frankensteins-freund]

Okay, ich werde noch ein Bild auf meiner HP hochladen!