Schrittmotor im Paarbetrieb macht Probleme...

[frankensteins-freund]

Hallo,

Ich habe an meiner CNC-Portalfräse an der Y-Achse zwei Kugelspindeln und Somit auch zwei Schrittmotoren hängen, die ich dann mit einem Zahnriemen mechanisch synchronisiert habe. Problem ist nur, dass die motoren bei bestimmten frequenzen schrittfehler bekommen. Ich hatte das Problem einst auch bei X und Z- Achse, da konnte ich das Problem aber mit Schwungscheiben kompensieren. bei der Y- Achse hatte ich damit keinen Erfolg. Ich hatte den Synchronisationsriemen einst direkt zwischen den kugelnspindeln gespannt. Ich dachte villeicht wäre es besser, wenn ich den synchronisationsriemen direkt zwischen Den schrittmotoren verlege, deshalb habe ich meinen Kompletten Y-Riemenantrieb umgestaltet, das problem besteht aber leider trotzdem noch :( Solangsam bin ich ratlos, woran es noch liegen könnte. Taugen die schrittmotoren evt. nicht so viel?

Diese Schrittmotoren habe ich momentan verbaut:
http://www.cnc-modellbau.net/shop/product_info.php?pName=schrittmotor-57bygh450e23-17nm-3a-mit-anschlu%DFstecker-schalter&cName=cncschrittmotoren-mechaplus

Kann ich mir erfolge erhoffen, wenn ich mir andere schrittmotoren kaufe? ZB etwas teuereres von nanotec (ST5918L2008)

Hat noch jemand ideen zur problemlösung?

MfG
Michael

[PICture]

Hallo!

Ich habe zwar keine Problemlösung, nur nicht ausprobierte "verrückte" Idee, die möglicherweise helfen könnte. Ich denke, dass wenn man zwei gleiche nicht mechanisch überlastete Schritmotoren paralell an einen "stärkeren" Treiber anschliesst, müssten sie synchron drehen. :confused:

[frankensteins-freund]

Hallo,

Also Mechanisch läuft die Y-Achse Nahezu mit gleicher Leichtigkeit wie X- und Z- Achse! Bei der Y- Achse wird die Kraft dann ja sogar noch geteilt. Deshalb kann ich eine Mechanische Überlastung eigendlich ausschließen. Es ist auch nur bei einer ganz gewissen Drehzahl. Jeder Schrittmotor hat bei mir eine eigene Endstufe. Die stufen sind jeweils eigendlich nicht überlastet...

MfG

[PICture]

Es ist aber möglich, das wegen z.B. Störungen die Endstufen (ich habe es Treiber genannt) nicht das identische ausgeben. Wenn es nur bei bestimmter Drehzahl vorkommt, könnte das per Resonanzen vom Motoren verursacht werden. Ich bin aber kein Stepper-Spezialist, deshalb würde ich lieber einen "stärkeren" Motor und Zahnriemen nehmen. ;)

[Geistesblitz]

Wie schlimm ist es denn, wenn die beiden Spindeln nicht Winkelsynchron laufen? Bei Schrittmotoren ist ja nämlich so, dass sie zwar im unbestromten Zustand synchron laufen können, wenn man sie aber gleichartig bestromt sich der Rotor innerhalb von vier Vollschritten ausrichtet. Wenn jetzt zwei Motoren irgendwie verkoppelt wurden, dann kann es sein, dass die gleiche Bestromung der Spulen nicht den gleichen Winkel bedeutet. Dadurch würde bei beiden Motoren der Rotor nicht genau dem Feld folgen, sondern würde etwas abseits seines eigentlichen Winkels stehen, was dann das Drehmoment negativ beeinflusst. Umgehen ann man das, wenn man beide Motoren während des Einbaus der Zahnriemenräder gleichartig bestromt, damit sie auch die gleiche Ausrichtung haben und sich so nicht gegenseitig verspannen können. Wenn das nicht verständlich war, dann kann ich auch nochmal versuchen eine Skizze dazu zu machen.
Wenn dann noch das Schwingverhalten bei verschiedenen Frequenzen dzu kommt ist es kein Wunder, wenn das System dann rummotzt.

[ranke]

Ich habe an meiner CNC-Portalfräse an der Y-Achse zwei Kugelspindeln und Somit auch zwei Schrittmotoren (http://www.rn-wissen.de/index.php/Schrittmotoren) hängen, die ich dann mit einem Zahnriemen mechanisch synchronisiert habe.

Diese mechanisch-elektrische "Doppelsynchronisation" würde ich für bedenklich halten, zumindest nicht unbedingt für hilfreich. Der Zweck des Zahnriemens ist wahrscheinlich, dass die Synchronisation auch bei unbestromten Zustand erzwungen wird. Das könnte man dann aber auch mit nur einem Schrittmotor und Zahnriemen machen, das hätte den Vorteil, dass die die Motoren nicht durch Ungenauigkeiten der mechanischen Kopplung in (elektrische) Unsynchronität gezwungen werden können.

Das Verlieren von Schritten bei bestimmten Drehzahlen ist häufig eine mechanische Resonanz. Was praktisch immer hilft ist Mikroschrittbetrieb. Manchmal hilft auch mechanische Bedämpfung (Reibung), da sind Trapezspindeln manchmal besser als Kugelumlauf, letztere haben zuwenig Reibung. Läuft die Maschine eventuell auch mit nur einem Motor, oder wäre der zu schwach? Das könnte dann evt. auch eine Lösung sein.

[frankensteins-freund]

Also bei der Montage habe ich darauf geachtet, dass die Motoren Bestromt sind. Mir war dieser gedanke nämlich auch im hinterkopf. Daher kann ich sagen, dass beide motoren Synchron in einer festen stellung sind und nicht irgendwie "gegeneinander" drücken.

Wenn ich nur einen Motor verwende wird die Motorkraft bei großerem fräswiderstand zu gering und der Moor bleibt stehen.

Mich würde es brennend interessieren, ob die schrittmotoren von "nanotec" villeicht etwas mehr taugen. oder denkt ihr das verhalten wird da ähnlich sein?

[dussel07]

Ich würde auch sagen das diese "doppelte" Kopplung nicht gut ist.
Also: Entweder mit Zahnriemen koppeln und dann ein Schrittmotor oder
zwei Motoren mit zwei Endstufen ohne den verbindenen Zahnriemen.

[ranke]

Mich würde es brennend interessieren, ob die schrittmotoren von "nanotec" villeicht etwas mehr taugen. oder denkt ihr das verhalten wird da ähnlich sein?

Eigenfrequenzen haben die prinzipbedingt alle. Auf die Gefahr mich zu wiederholen: mit Mikroschrittansteuerung ist das Problem normalerweise weg.

[frankensteins-freund]

also durch das engere Verfahren der schrittmotoren von schritt zu schritt durch mikroschritt läuft er quasi flüssiger und nicht so stockhaft?

Ich glaube dann wird das mal mein nächster Versuch sein, den ich unternehme...

Fallbeispiel: Ich habe eine mikroschrittsteuerung angeschlossen und das problem besteht weiterhin. Was wäre der nächste schritt?

MfG

[ranke]

Fallbeispiel: Ich habe eine mikroschrittsteuerung angeschlossen und das problem besteht weiterhin. Was wäre der nächste schritt?

Du willst wissen was es noch sein könnte. In diesem Fall würde ich mal auf die Spannungsversorgung der Motoren sehen, ob es da möglicherweise periodische Spannungseinbrüche (z.B. weil schwach dimensioniert) gibt. Von mir aus kannst Du aber auch gerne neue Motoren kaufen (mein Geld ist es nicht).

[frankensteins-freund]

Heyy :)

Nein ich wollte nur nochmal sicher gehen, dass der Mikroschrittbetrieb momentan die cleverste lösung ist :)

Was würdet ihr mir dann empfehlen? reicht da 1/4 schritt oder sollte ich es schon etwas krasser betreiben und zu 1/32, oder 1/64 greifen?

MfG
Michael

[ranke]

Vielleicht sollte ich noch besser erläutern warum ich meine, dass Mikroschritt für Dich das richtige ist:

Wenn Du Deinen Motor auf niedrigen bis mittleren Drehzahlen ansteuerst dann kommt die Schrittumschaltung im Vollschritt recht plötzlich (bei hohen Drehzahlen ist der Stromanstieg im Schritt durch die induktive Wirkung der Spule begrenzt). Der Läufer wird also abrupt in eine neue Sollposition gezwungen. Durch seine Schwungmasse wird der Läufer die neue Position mechanisch erst etwas überschwingen und sich dann - mehrfach hin-und herschwingend - in der neuen Lage einpendeln. Dieses Pendeln ist umso ausgeprägter, je weniger mechanische Reibung im System steckt.
Probleme macht der Effekt bei bestimmten Ansteuerfrequenzen, nämlich dann, wenn der nächste Schrittbefehl gerade dann kommt, wenn der Läufer nach einem Überschwinger wieder zurückgependelt ist und sich wieder in "Solldrehrichtung" auf den Sollwinkel einpendelt. Kommt in diesem Moment der nächste Schritt, dann kann sich diese Einschwingerei soweit aufschaukeln dass einer der nächsten Schritte überlaufen wird.

Die kritischen Frequenzen sind (Motor-)bauartbedingt und können durch zusätzliche, drehsteif angebrachte Schwungmassen erniedrigt werden (das hast Du ja selbst schon bei Deinen anderen Achsen als wirksames Hilfsmittel verwendet). Mechanische Systeme mit geringer Reibung haben schlechtere Chancen Pendelschwingungen abzubauen, damit sind Trapezspindeln meistens unkritischer als Kugelumlauf.

Zu Deiner Frage: je krasser, desto weniger Probleme sind zu erwarten. Das Problem entsteht durch das ruppige Umschalten zwischen den Schritten und wäre bei einer Sinusansteuerung ganz verschwunden. Ehrlich gesagt fehlt mir da die Erfahrung um kompetenten Rat zu geben. Ich habe allerdings festgestellt dass man bei Übergang von Vollschritt auf Halbschritt keine Wunder erwarten darf. Es muss offensichtlich noch deutlich feiner gemacht werden.

[PICture]

Genau , so scheint mir auch zu sein, vor allem, wenn ich einen Stepper als eine Art von Sychronmotoren betrachte. ;)

[frankensteins-freund]

Hallo,

Also wenn schon, denn schon: ich habe jetzt für alle achsen mikroschrittendstufen gekauft. Nun bin ich mal gespannt, ob sich das Problem dadurch auflöst :)

Selbstverständlich werde ich hier Bericht erstatten :)

MfG
Michael