Motorenwahl für einen Plotter/Fräse

[blondie]

Hallo!
Ich hoffe ich nerve nicht mit diesem Thema...aber irgendwie komme ich mit der Motorenwahl für mein Projekt nicht voran...
Ich habe vor mir einen Fräsplotter zu Bauen der etwa DIN A3 größe erreichen soll. Ich will damit hauptsächlich Elektro-Platinen Fräsen bzw. auch leichte Fräsarbeiten (Holz und Alu) vornehmen.
Die Motoren sollen dabei eine Gewindestange antreiben mit einer Steigung von einem Millimeter.
Die gesammte Maschine soll dabei so günstig wie nur möglich werden, da ich als armer Schüler eigentlich kein Geld für mein Hobby hab :) Dadurch wird zwar die präzision nicht erreicht...aber für z.b. teure Spindeln etc. hab ich einfach kein Geld...also alles möglichst billige Baumarkt lösungen :)
Lange rede kurzer sinn...was brauche ich für Leistungen an den Stepper-Motoren?
Wo ist der unterschied zwischen g/cm und n/cm ?
Welche Drehzahlen erreiche ich mit den Motoren?

Bin für jeden Rat dankbar!

um die motoren auszuwählen kannst du mit:
d
M=F*--*tang(alpha+ro)
2
alpha=seigungswinkel

gleitreibungszahl
ro=arctang( ---------------------)
cos(flankenwinkel/2)
d=flankendurchmesser
F=Vorschubkraft [N]
M=drehmoment [Nm]

das mindestdrehmoment errechnen (ohne beschleunigungskräfte oder sicherheiten)


wenn du M6? +gefetteter stahl (0.5)? verwendest dann kommt heraus:
M=F*0.0017645m
um deine F zu ermitteln kannst du ja eine versuchsreihe mit einem dremel und deiner küchenwaage starten
mfg clemens

[user529]

sorry hab vergessen mich anzumelden
da alle lehrzeichen gelöscht werden alles noch einmal schön im txt
mfg clemens

[blondie]

oh...da kann ich gerade nicht so ganz mithalten...

Also wenn ich das nun richtig verstanden habe...wenn ich z.b. meinen Spanntisch bewegen möchte (Gewicht z.b. 3kg) dann brauche ich mind. einen Motor:
M=F*0.0017645m also

M=30N*0,0017645m = 0,05Nm also 5Ncm ?

Muß ich dabei nicht auch noch die Beschleunigungskraft einbeziehen?

Danke für die Hilfe!

[user529]

mit dieser formel errechnest du wie viel M aufgebracht werden muss um eine gewisse F entlang der spindel aufzubringen. wenn du 3Kg verschieben willst musst du nicht unbedingt 30N (Fn) aufbringen, da die Fa von der reibung abhängt, je kleiner die reibung, je kleiner die Fa
Fa=Fn*reibungszahl
Fa= kraft entlang der spindel
Fn= kraft auf den arbeitstisch
reibungszahl=wert für die reibung zwischen arbeitstisch und grundgestell
=> mit guten lagern ersparst du die viel motorleistung
!!!wichtig!!!! N*m=Nm nicht Ncm

[blondie]

Ok...das hab ich verstanden. Die Ncm hatte ich doch nachher aus den Nm nur umgerechnet. (oder bin ich da zu blöd?). Die angaben auf den Motoren sind ja meist so...

Schade jetzt eigentlich nur, das ich nicht weiß wie hoch die Reibung ist. Ich wollte eigentlich nur simple Schubladenführungen verwenden...

Also muß ich wohl doch mal fragen, was Ihr für erfahrungen gemacht habt mit den Motoren. Wie groß sollte ich diese Dimensionieren?

Danke für die Hilfe!!!

[user529]

sorry das mit den Ncm hab ich übersehen.
die schubladen in meinem zimmer haben eine reibzahl von ca 0.02, aber bei einer fräß gaube ich nicht dass das ausschlaggebend ist,sondern eher die kraft die zum fräßen notwendig ist. wie groß soll der fräßer werden ( durchmesser)?

[blondie]

macht ja nichts :) (mit den Ncm)

Wie hast Du das rausbekommen mit den 0,02?

Ich wollte nen simplen Dremel (bzw. ein Aldi exemplar) als Fräsmotor nehmen. Ich denke da komme ich nicht auf über 5mm durchmesser...

Und wie kann ich nun die Kraft rausbekommen?

Echt gut Deine Hilfe!!!

[blondie]

Ich bin nur gerade am überlegen...wenn die reibzahl tatsächlich bei 0,02 liegt, dann könnte ich ja mit einem Motor 5Ncm...theoretisch ein Gewicht von 150kg bewegen ??? Irgendwo hab ich glaub ich gerade einen Denkfehler...

[user529]

Fa=Fn*reibungszahl
Fn=10Kg*g 10Kg hantel in der schublade
Fa=0.2Kg *g mit der waage schublade zugeschoben
gleichung umstellen g kürzen
0.2/10=0.02
ja is richtig mit den 150kg, aber darauf tät is nit anlegen, weil du brauchst auch F um zu fräßen

[blondie]

Das ist mir klar...aber wenn ich tatsächlich 150kg bewegt bekomme, also mit weiteren Verlusten etc. vielleicht 100kg und mein Werkstück wiegt 10kg hab ich immer noch eine Fräskraft von ca. 90kg. Also wenn ich mich auf den Dremel stelle sind´s nur 70kg...also denke ich ist ein Motor mit 5Ncm völlig ausreichend für mein vorhaben :) und den gibts schon für 7,90€ im Handel :-)

[Manf]

Entschuldigung wenn ich mal mit einem Beispiel ankomme.

Ich habe da ein kleines Gestell, den Linearservo, der knapp 100g Masse hat also ein N Gewichtskraft. Der kann sich mit 70mA im Test selbst gerade so senkrecht hochziehen.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=10419&highlight=linearservo

Er hat eine gefettete M3 Gewindestange und das Motor Diagram habe ich nach Roboternetz aufgenommen. https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=96049#96049

Was bleibt da jetzt übrig, die Gleitreibungszahl?
Manfred

[user529]

@blondie wenn du 30N in richtung achse erzeugst heißt das :
150kg bewegen
30N-masse(10kg)*g(~10m/²)*reibzahl(0.02)=29N zum fräßen ~30kg
@manf wie meinst du "übrig bleiben"? wenn du meinst:
Pmotor-Phochzeihen ( kannst du dir ja aus der formel durch einsetzen von reibung =0 ausrechnen) =Peibung
aus Preibung kommt man ja dann über den weg und die zeit auf die eigentliche reibung ( find ich etwas aufwendig, aber eigentlich ok,wenn man von anderen verlusten absieht)

[Manf]

Vielen Dank auf alle Fälle für die Erläuterung, eigentlich ging es mir um Formel oben.


d
M = F * -- * tang (alpha + ro)
2

alpha = steigungswinkel

gleitreibungszahl
ro = arctang ( ---------------------)
cos(flankenwinkel/2)

d = flankendurchmesser
F = Vorschubkraft [N]
M = drehmoment [Nm]
So war die wohl gemeint.
Könntest Du vielleicht die Begriffe Flankenwinkel und Flankendurchmesser etwas erläutern?
Manfred

ein bild sagt wehr als tausend worte: http://www.zellix.de/gewinde.htm
@manf wie kann man so ein fenster einfügen?
mfg clemens

[Manf]

Ja danke, das scheinen klare Definitionen zu sein.

Code Fenster: einfügen nach Vorschau:

B i u Quote Code

Manfred

[blondie]

@user529
Das verstehe ich jetzt nicht so ganz...
Kannst Du mir das bitte nochmal erklären, wie du nun auf die 30kg zum fräsen gekommen bist?

Danke!

[user529]

sorry kommafehler 29N ~3KG

[blondie]

Aber das verstehe ich auch nicht...wenn ich 150kg bewegen kann und mein Tisch mit aufspannung 10kg wiegt...dann hab ich doch ne fräskraft von 140kg...oder?

[user529]

nö da hastn kleinen denkfehler:
die kraft birkt entlang der spindel mit dieser kraft kannst du verschiedene dinge tun:
1.)150Kg durch die gegend fahren (reibung braucht die 30Nauf);
2.)10Kg fahren (1N reibung)+mit 39N gegen den fräßer drücken;
...

die 150Kg können nur senkrecht auf den tisch aufgenommen werden, um aber noch kraft zu haben um damit gegen den fräßer zu drücken ( wenn du nicht seitlich gegen den fräßer drückst nimmt dieser kein material ab.

[blondie]

Oh...jetzt verstehe ich. Ich kann da ja nicht die Rollreibung beim Fräsen nicht mit einrechnen...
Ob dann die 3kg zum fräsen reichen mag ich bezweifeln...das ist nicht viel, und wenn dann die Reibung doch etwas mehr wird, hab ich keine sicherheiten. Ich denke ich sollte dann also mind. einen Motor nehmen mit 10Ncm. Dann könnte ich:
283kg durch die gegend fahren bzw.
10kg durch die gegend fahren und hätte eine Fräskraft von 54,6N bzw. 5,4kg. Hab zwar keine Ahnung ob das dann wirklich ausreicht...aber das kann ich ja testen.

Oder gibt es dabei etwas auszusetzen?

Vielen Dank für die Schnelle Hilfe! Hat mir (als noch laie) richtig spaß gemacht so ein beispiel mal auszurechnen!

[user529]

an der rechnung passt alles aber du kannst dir auch überlegen ein getriebe einzubauen wenn der motor eine genügend hohe drehzahl erreicht. um den optimalen voerschun zu abzuschätzen brauchst du:
1.)durchmesser des fräßers
2.)schneidenzahl des fräßers
3.)werkstoff des fräßers
4.)werkstoff des werkstücks
dann kennst du den vorschub und über die steigung der spindel kannst du dir dann deren drehzahl ausrechnen.

[blondie]

Das ist nur leider ein Problem....die Motoren machen meistens keine hohen Drehzahlen...der Eilgang soll ja auch kein Schleichgang werden ;)
Mit Vorschüben, Schnittgeschwindigkeit etc. kenne ich mich ganz gut aus, bin Dreher :)

Danke für die Hilfe!!!!