CNC Fräse

[Ladi268]

Hallo zusammen,

anbei mal ein paar Bilder von den ersten Versuchen

Einmal noch mit einem Stift, also gemalt:
http://www.diagnostic-support.servic..._27_38_Pro.jpg

... und einmal mit dem Proxxon Schleifer:

http://www.diagnostic-support.servic..._32_20_Pro.jpg
OK, ich muss das nächste mal etwas tiefer fräsen aber für den ersten Test gings.

Aktuell ist der Zustand so (ich weiß, ist ein schlechtes Foto):
http://www.diagnostic-support.servic..._29_09_Pro.jpg

Zwischenzeitlich bin ich auf 1/8 Schritt angelangt. Damit ist die Sache wesentlich leiser.
Was mich wundert .... wenn die Maschine ganz normal im Programm läuft werden mir am Netzteil nur 2,0-2,3 A angezeigt. Wie kann das sein? Drei Schrittmotoren à 2,2 A plus etwas für die Steuerung .... wie kann es sein das dann nur sagen wir einfach mal 2,5 A max. Strom fließen?

Bin mal auf Eure Antwort gespannt.

Gruß
Jürgen

[dussel07]

Deine Motoren arbeiten ja mit ? 2,5V und 2A
Dein Netzteil ist doch aber sicher auf eine höhere Voltzahl eingestellt und die Treiber arbeiten mit Strombegrenzung??
Ansonsten -
Warum fangen immer Alle mit Schubladenführungen an? (mich eingeschlossen)
Ich weiß, ist verallgemeinernd.
Da fängt man eh noch mal von vorn an.
Bei Deinen Fähigkeiten wir Fräse 2 sicher schon sehr gut!
HIER ist mein Leidensweg nachzulesen -
Momentan denke ich das eine Grundkonstruktion aus Multiplex, Rundführungen mit passenden Linearlagern und Zahnriemenantrieb eine gute Basis zum Starten ist.
Schau Dir mal das folgende Video an - LINK
Diese einfache Konstruktion kann schon richtig Späne machen - bezahlbar ist es außerdem.

[i_make_it]

Was mich wundert .... wenn die Maschine ganz normal im Programm läuft werden mir am Netzteil nur 2,0-2,3 A angezeigt. Wie kann das sein? Drei Schrittmotoren à 2,2 A plus etwas für die Steuerung .... wie kann es sein das dann nur sagen wir einfach mal 2,5 A max. Strom fließen?

Auf dem Tacho von meinem Auto steht auch 200km/h, aber das heist nicht das ich das dauernd fahre. Genauso ist es mit der PS zahl. die rufe ich auch nicht dauernd ab.
Deine Servos können bis 2A, darüber werden sie irgendwann Rauchzeichen geben.
Solange sie aber nicht z.B.: 12V*2A = 24W Leistung bringen müssen, sondern z.B.: nur 8W/12V = 0,67A kann es schon passieren, das die Motoren zusammen 2,1A ziehen und die Steuerung z.B.: 0,4A was dann zusammen 2,5A geben würde.

Ein Motor ist ein Stromverbraucher also eine Stromsenke. Er zieht also so viel Strom wie er braucht. Und wenn man den Strom nicht so begrenzt, das der maximalzulässige Strom nicht überschritten wird, würde er auch bei entsprechender Belastung mehr Strom ziehen und sich selbst zerstören.
Also froh sein, das es weniger ist, denn das heist das die Reibungsverluste im System nicht zu hoch sind und Du beim Bauen schon mal nicht alles falsch gemacht haben kannst.

Du kannst ja mal zum Testen ein Paar starke Federn einbauen, so das die Achsen einen Teil ihres Verfahrwegs frei fahren und dann gegen die Federn arbeiten müssen. Da sollte sich dann eine Änderung in der Stromaufnahme zeigen.
Wenn Du eine Federwaage nimmst, kannst Du sogar ermitteln welche Kraft jede Achse aufbringen kann bevor die Strombegrenzung greift.

[Klebwax]

Ein Motor ist ein Stromverbraucher also eine Stromsenke. Er zieht also so viel Strom wie er braucht. Und wenn man den Strom nicht so begrenzt, das der maximalzulässige Strom nicht überschritten wird, würde er auch bei entsprechender Belastung mehr Strom ziehen und sich selbst zerstören.

Das klingt zwar plausibel, da es sich aber um Schrittmotore handelt ist das nicht so.

Beim Schrittmotor geht es darum, zügig den Strom durch die verschiedenen Wicklungen zu schalten. Je höher die Steprate desto schneller muß das gehen. Nun begrenzt aber die Induktivität der Wicklung den Stromanstieg. Man kann das hier an einem Bild aus dem Blog von T. Ostermann gut sehen:
Bild hier  

Die blaue Kurve zeigt den Stromanstieg verursacht durch die Induktivität der Wicklung. Nun kann nur ein Drehmoment entstehen, wenn ein Magnetfeld da ist. Und das ist nur da, wenn ein Strom fließt. An dem Bild kann man leicht sehen, daß bei einem Schrittpuls von 5ms der Maximalstrom nicht erreicht wird und die Energie, die Fläche unter der blauen kurve, ganz massiv geringer ist, als ein richtiger Rechteckpuls erzeugen würde. Insgesamt führt das dazu, daß der Motor sehr schnell an Drehmoment verliert, sobald die Schrittrate ansteigt.

Um das zu kompensieren macht man folgendes: man betreibt den Motor mit einer wesentlich höheren Spannung, leicht mit der zehnfachen Nennspannung. Die Stromkurve, die dann entsteht, hat zwar die gleiche Form, wie die blaue Kurve, ihr flacher Teil liegt aber weit oberhalb der Graphik. Nun begrenzt man den Strom auf den zulässigen Wert. Da kommen dann die rote bzw. grüne Kurve heraus. Der Sägezahn zeigt das Arbeiten der Regelung im Zusammenwirken mit der Wicklungsinduktivität. Damit erhält man auch noch bei einer Schrittzeit von 5ms oder weniger eine brauchbare Fläche unter der Stromkurve. Was man außerdem noch sieht und auch so erwartet, bei einer höheren Betriebsspannung ist der Stromanstieg schneller (grüne Kurve zu rote Kurve). Das hilft bei höheren Drehzahlen.

Wie man aus dem gesagten entnehmen kann, ist die Strombegrenzung bei einem Schrittmotor nicht dazu da, den Überlastfall zu verhindern. Die Konstantstromversorgung über einen Stromchopper soll die Induktivität der Wicklungen kompensieren. Ebenso dient sie zur Kompensation der Gegen-EMK bei höheren Drehzahlen. Wie man außerdem sieht, ist der Strom unabhängig von der Last, er hängt nur von der Einstellung der Strombegrenzung ab. Selbst im Stillstand fließt der Strom, es sei denn, man schaltet ihn bewußt ab. Damit verliert man aber das Haltemoment. Daher ermöglichen mache Treiberbausteine eine gesteuerte Reduzierung des Stroms, um ein Überhitzen des Motors im Stillstand zu verhindern.

Nun werden ja nicht alle Wicklungen eines Motors gleichzeitig bestromt, daher ist der Gesamtstrom nicht die Summe der Spulenströme. Außerdem arbeitet ein Stromchopper zusammen mit den Wicklungen wie ein Schaltregler. Im Bild sieht man deutlich die abfallenden Flanken in der roten Kurve. Während dieser Zeit wird der Strom in der Spule nur von ihrer Induktivität geliefert und kommt nicht aus dem Netzteil. So ist dann, abhängig von der Versorgungsspannung, der mittlere Eingangsstrom geringer.

MfG Klebwax

[i_make_it]

Stimmt, man müsste in dem konkreten Fall also noch wissen was ist eingestellt für Boost, Normal und Stromabsenkung und in welchem Modus arbeiten die Stepper Treiber wärend der Strommessung.
Und was wird gemessen (Mittelwert, Effektivwert, Scheitelwert, Momentanwert), mit was für einem Messgerät.

[Ladi268]

Hallo zusammen,

vielen Dank erstmal für Eure ausführlichen Erklärungen. Ich denke ich werde es jetzt mal ganz einfach versuchen: 2 Schrittmotoren von der Steuerkarte trennen und dann mal einschalten und schauen wieviel A bei einem Schrittmotor aus dem Netzteil fließen.
Seltsam ist auch folgendes: aktuell habe ich auf der Karte die Strombegrenzung auf 50% eingestellt. Testweise habe ich mal auf 75% umgestellt. Resultat: bei 75% sind weniger A geflossen als bei 50%. Wie kann das sein?
Das Netzteil bringt die Leistung problemlos (Delta Elektronika sm 35-45, 0-35 V und 0-45 A). Aktuell ist es auf eine Spannung von 21 V eingestellt.
Die Karte vom China-Mann tut zwar was sie tun soll, allerdings der Strombegrenzung schenke ich aktuell kein großes Vertrauen.
Die Schrittmotoren haben die Bezeichnung FH6-1571, STP 58D307. Leider habe ich dazu noch kein Datenblatt gefunden. Sollte da jemand mehr Glück als ich haben dann bitte kurz Bescheid sagen.

Gruß
Jürgen

[i_make_it]

Eventuell mal schauen ob hier:
http://www.shinano.com/motors/docs/SST58D.pdf
was passt.

FH6-1571, STP 58D307 geistert zwar durch Netz, aber außer das die aus Japan kommen ist da wirklich nicht viel zu finden.
Könnte eine OEM Nummer sein, dann führt selbst der Hersteller den offiziell anders.

[Klebwax]

Seltsam ist auch folgendes: aktuell habe ich auf der Karte die Strombegrenzung auf 50% eingestellt. Testweise habe ich mal auf 75% umgestellt. Resultat: bei 75% sind weniger A geflossen als bei 50%. Wie kann das sein?

% von was? Du mußt erstmal herausfinden, wie groß der Strom durch deine Motorwicklungen sein soll. Und da kommt sicher nicht % sondern eher A raus.

Das Netzteil bringt die Leistung problemlos (Delta Elektronika sm 35-45, 0-35 V und 0-45 A). Aktuell ist es auf eine Spannung von 21 V eingestellt.

Wie du am Bild oben gesehen hättest, kommt es auf die Spannung nicht wirklich an. Die Stromkurven für 24V und 42V liegen fast aufeinander.

Die Karte vom China-Mann tut zwar was sie tun soll, allerdings der Strombegrenzung schenke ich aktuell kein großes Vertrauen.

Ich trau dem "China-Mann" schon zu, daß er das Prinzip des Stromchoppers verstanden hat. Bei Abgaswerten, gemessen von deutschen Ingenieuren, hätte ich da mehr Zweifel.

MfG Klebwax

[dussel07]

"Ich trau dem "China-Mann" schon zu, daß er das Prinzip des Stromchoppers verstanden hat. Bei Abgaswerten, gemessen von deutschen Ingenieuren, hätte ich da mehr Zweifel."

Lächel - Lach - wälz am Boden - Hihi!!!

Wenn Du mit einer Spannung von 21 Volt fährst vertraust Du doch schon den Fertigkeiten der Chinesen!
Wo ist den eigentlich das Problem? Werden die Motoren warm, reicht das Drehmoment nicht??
Ansonsten: Die von Dir gewählten Treiber sind mit die günstigsten die es momentan gibt - teste einfach mal andere - ich war begeistert wie schön rund die Motoren nach einem Treiberwechsel liefen.
Schau Dir mal diese Treiber an - bin total zufrieden! Gibt aber sicher jede Menge andere die auch gut sind -
Hier mal ein MonsterThread zum Thema TB6560

[Ladi268]

Hallo zusammen,

% von was? Du mußt erstmal herausfinden, wie groß der Strom durch deine Motorwicklungen sein soll. Und da kommt sicher nicht % sondern eher A raus.

mit % meine ich die Stromeinstellung an der Karte über die Dip-Schalter (25%, 50%, 75% und 100%). Nun sollte man doch meinen, dass wenn ich an den Dip-Schaltern die Strombegrenzung von 50% auf 75% ändere als Resultat mehr A fließen sollten. Dem war aber nicht so, bei 50% Einstellung bin ich bei ca. 2,2-2,4 A laut Display am Netzteil und bei 75% bei etwa 1,6 A.

Wo ist den eigentlich das Problem? Werden die Motoren warm, reicht das Drehmoment nicht??

Die Motoren werden gut handwarm, sollte also kein Problem sein. Meine Überlegung geht in folgende Richtung: wenn die Maschine läuft, also alle Schrittmotoren mit Spannung versorgt werden, zeigt mir das Netzteil gerade mal die bereits oben erwähnten 2,2-2,4 A auf dem Display an. Dies kommt mir einfach wenig vor für 3 Schrittmotoren mit 2,2 A/Phase. Letztendlich ist es doch so, dass wenn die Motoren nicht Ihren Nennstrom erhalten das Haltemoment des Motors kleiner wird und damit mit zunehmender Drehzahl auch schneller abnimmt im Vergleich dazu wenn der Nennstrom am Motor anliegt.
Im Prinzip bin ich mit der Kraft der Motoren erstmal zufrieden. Ich verstehe nur nicht wirklich warum mir mein Netzteil nur die bereits genannten A anzeigt die mir als zu gering für die 3 Motoren vorkommen, daher der Verdacht, dass der Nennstrom der aktuell fließt zu gering ist und noch Optimierungspotential an dieser Stelle vorhanden ist.
Bitte sagt mir wenn ich irgendwo einen Denkfehler habe

Gruß
Jürgen