Двигатели на хоббийных cnc и управление ими
Добрый день!
Столкнулся вот с такой проблемой…
На определенной частоте шаговых импульсов (вход Step) двигатель начинает хаотично
вращаться в разные скорости… Если частота следования шаговых импульсов ниже или выше
двигатель крутится нормально…
Сей глюк проявляется как в полношаговом режиме, так и в полушаговом…
Скажите пожалуйста, что это за явление? (я так предполагаю это некая собственная
резонансная частота двигателя на которой он перестает шагать).
И самое главное, как с этим бороться? (винтовые валы в наст момент соединены с ШД элластичными
муфтами)…
А, да… Контроллер - стандартная связка L297-L298, шаговый двигатель - ДШИ200-1
Напряжение на ШД - 26 вольт…
Софт - KCam 4…
Скажите пожалуйста, что это за явление? (я так предполагаю это некая собственная
резонансная частота двигателя на которой он перестает шагать).
Именно резонанс, - переходить на микрошаг 😃
Микрошаг конечно вещь, но угловое позиционирование
скачет от шага к шагу, вот и думай теперь 😃
Проблема решилась, путем выбора других
отношений напряжения(шаг) в обмотках:
было- 0%-25%-50%-100%
сделано-0%-27%-56%-100%
Что немного ближе к синусоидальному закону. 😲
И самое главное, как с этим бороться? (винтовые валы в наст момент соединены с ШД элластичными
муфтами)…
Можно пойти другим путем. Соединить вал двигателя с ходовым винтом жестко. Это позволит включить в систему приличный момент инерции, что сдвинет резонанс в сторону более низких частот, на которых особенно хорошо проявляются демпфирующие свойства вязкого трения в витках ходовой резьбы.
У меня вал мотора жестко сидит на винте и никакого резонанса не наблюдается.
…демпфирующие свойства вязкого трения в витках ходовой резьбы…
В том-то и дело, трение в паре гайка/винт настолько мало (винт - шпилька М6х1), что как винт не соединяй с двигателем, глюк с этим резонансом не исчезает… 😕
Именно резонанс, - переходить на микрошаг 😃
Переходить на микрошаг - это значит паять новый контроллер? 😵
ведь в связке L297-L298 микрошага просто нет…
Проблема решилась, путем выбора других
отношений напряжения(шаг) в обмотках:
было- 0%-25%-50%-100%
сделано-0%-27%-56%-100%
Что немного ближе к синусоидальному закону. 😲
Радует, что не перевелись у нас ещё специалисты 😃
Молодец!
У меня вал мотора жестко сидит на винте
Это не правильно, надо через муфту.
Это не правильно, надо через муфту.
Это точно так же правильно, как и с муфтой, просто дороже. Детали точнее надо делать.
При грамотном конструировании узла и качественном изготовлении все получается.
Ваше слово против моего. И у вас работает и у меня. 😃
Это точно так же правильно, как и с муфтой, просто дороже. Детали точнее надо делать.
При грамотном конструировании узла и качественном изготовлении все получается.
Ваше слово против моего. И у вас работает и у меня. 😃
Уважаемый, Вы не правы!!! Ни каким качественным изготовлением, Вы не сможете состыковать ШД и ШВП в одной оси.
Муфта должна быть всегда и везде, даже если она будет кустарная.
Уважаемый, Вы не правы!!! Ни каким качественным изготовлением, Вы не сможете состыковать ШД и ШВП в одной оси.
Муфта должна быть всегда и везде, даже если она будет кустарная.
С чего вы взяли, что я не прав? Вам так кажется? 😃
Настольный станок ЧПУ это не машиностроительное оборудование, это точный механический ПРИБОР. Всякого рода упругие муфты – источники дополнительных люфтов - в точных приборах применяются далеко не всегда.
В одной оси, как вы выражаетесь, состыковывать винт с валом двигателя и не надо. Если винт опирается прямо на вал двигателя (а именно о таком случае я все время говорю) на длине большей, чем 7…8 диаметров, несоосность в 20…30 микрон вырождается в изгиб винта со стрелой прогиба в те же 2…3 сотых мм. Такой изгиб находится в пределах упругих деформаций винта и заметного отрицательного влияния на работоспособность передачи не имеет.
И чужих таких приборов видел навалом, и сам конструировал неоднократно. Это не я придумал, использование упругих деформаций с пользой - обычная практика в приборостроении, когда надо минимизировать люфты. Станок ЧПУ – как раз такой случай.
Не верите? Приезжайте, посмотрите. 😃
Добрый день!
Столкнулся вот с такой проблемой…
На определенной частоте шаговых импульсов (вход Step) двигатель начинает хаотично
вращаться в разные скорости… Если частота следования шаговых импульсов ниже или выше
двигатель крутится нормально…
Сей глюк проявляется как в полношаговом режиме, так и в полушаговом…Скажите пожалуйста, что это за явление? (я так предполагаю это некая собственная
резонансная частота двигателя на которой он перестает шагать).
И самое главное, как с этим бороться? (винтовые валы в наст момент соединены с ШД элластичными
муфтами)…А, да… Контроллер - стандартная связка L297-L298, шаговый двигатель - ДШИ200-1
Напряжение на ШД - 26 вольт…
Софт - KCam 4…
Вот интересно: многие пользуются драйверами без микрошага без проблем, но при этом все знают о резонансе. Как кто борется?
Всякого рода упругие муфты – источники дополнительных люфтов - в точных приборах применяются далеко не всегда.
Не, тут Вы не правы, упругая муфта не должна вносить никакие люфты.
Насчёт отрицательного влияния на работоспособность передачи, в лучшем случае, подшипник рассыпется.
Да не делают так обычно.
Завесьте фото, как у Вас выполнено. Если вобщем, то без муфты, это не лучший вариант. Упругая муфта это недорого, и позволяет избежать многих проблем, в том числе с точностью изготовления и сбоки, что особенно важно для хоббийного станка.
Не, тут Вы не правы, упругая муфта не должна вносить никакие люфты.
Насчёт отрицательного влияния на работоспособность передачи, в лучшем случае, подшипник рассыпется.
Да не делают так обычно.
Завесьте фото, как у Вас выполнено. Если вобщем, то без муфты, это не лучший вариант. Упругая муфта это недорого, и позволяет избежать многих проблем, в том числе с точностью изготовления и сбоки, что особенно важно для хоббийного станка.
Вот здесь: rcopen.com/forum/f111/topic19608/563
Не, тут Вы не правы, упругая муфта не должна вносить никакие люфты.
Может и не должна, но вносит, потому что УПРУГАЯ, а та, которая вносит очень мало – дюже дорогая. Лучше вообще без нее, но тогда и конструировать передачу нужно с учетом того, что муфты не будет.
Насчёт отрицательного влияния на работоспособность передачи, в лучшем случае, подшипник рассыпется.
Насчет того, что подшипники рассыплются, это Вы явно горячитесь. Усилие для изгиба на несколько соток вала длиной в 20 раз больше диаметра (самый короткий винт)– мизер по сравнению с тем усилием, которое нужно, чтобы разрушить подшипник. Чего уж говорить о винтах длиной в 60 и 100 раз больше диаметра (средний и длинные винты). Конструкция механической передачи не каменная статуя. Она принципиально работоспособна благодаря зазорам, люфтам и деформациям, как под воздействием сил, так и под воздействием температуры. Она вся дышит, даже когда не работает. Задача конструктора назначить зазоры (а значит, и люфты) таким образом, чтобы они компенсировали друг друга, а также учесть и направить деформации, которые есть по определению, в нужное русло. Это я не Вам, это я вобщем…
Да не делают так обычно.
Если лично вы не видели, то это не значит, что не делают.
Завесьте фото, как у Вас выполнено.
Специально для вас снял кожухи и сфотографировал.
Хотелось бы увидеть фотографии станка, который сконструировали и построили лично Вы. Согласитесь, видеть, рассматривать, изучать чужое промышленное оборудование, даже работать на нем, и конструировать собственное – не одно и тоже.
Вообще говоря, я никого не уговариваю, даже не настаиваю, просто есть много способов борьбы с резонансом шаговых двигателей. В том числе и такой, который использовал я.
просто есть много способов борьбы с резонансом шаговых двигателей. В том числе и такой, который использовал я.
Так в чем состоит Ваш способ? Что-то я не уловил. Движки вроде тоже ДШИ - у меня глючит, у Вас нет, хотя конструктивно все схоже.
Граф,
Неплохой хобийный станок. Кстати, как перпендикулярность направляющих выставляли?
Хотелось бы увидеть фотографии станка, который сконструировали и построили лично Вы.
Не, я конструирую в основном ЧПУ. Полностью станок не конструировал, за ненадобностью. Уже изготовленных станков хватает. Дешевле модернизировать, чем своё заказывать. Станки использую ГОСТовские. Приходится конструировать только некоторые необходимые детали, блоки. И тоже стараюсь готовое использовать.
По поводу резонанса ШД, это явление зависит от самого ШД, а не от крепления вала.
Муфты кстати, не очень дорогая штука, 10-20$. Станок то, это всё же вещь относительно длительной эксплуатации. Уж совсем из ничего и станок никакой получится. У вашего станка жёстость невысокая, наверное и без муфты обойтись можно. Получается - конструктив станка и есть муфта.
Так в чем состоит Ваш способ? Что-то я не уловил. Движки вроде тоже ДШИ - у меня глючит, у Вас нет, хотя конструктивно все схоже.
Да, вроде объяснял уже, но можно еще раз. Резонансная частота ротора
F0 = (N*TH/(JR+JL))0.5/4*pi (0,5 это степень), где
N – число полных шагов на оборот,
TH – момент удержания для используемого способа управления и тока фаз,
JR – момент инерции ротора,
JL – момент инерции нагрузки.
Из формулы видно, что больший момент удержания и меньший момент инерции приводят к увеличению резонансной частоты. Нужно увеличить момент инерции ротора двигателя, жестко присоединив к нему ходовой винт. Суммарный момент инерции такой системы сдвинет резонанс в область более низких частот, на которых хорошо проявляются демпфирующие свойства вязкого трения в витках ходовой резьбы. Выбирая число витков резьбы и регулируя в резьбе зазор (натяг) можно добиться устранения резонанса.
Многое зависит от материала гайки. Нужна хорошая адсорбция масла к материалу. Например фторопластовая гайка не может служить демпфером из-за полной несмачиваемости маслом. Капрон, в этом смысле, ведет себя лучше, но тоже не слишком хорошо. Из немераллов лучше всего подходит текстолит (не стеклотекстолит). Бронза хороша со всех сторон.
То есть если у меня капролоновая гайка, то особо отрегулировать не получится? Нет никаких способов регулировки не механических, а настройками контроллера (297+298)?
Кстати, как перпендикулярность направляющих выставляли?
У вашего станка жёстость невысокая, наверное и без муфты обойтись можно. Получается - конструктив станка и есть муфта.
Меня забавляет безапиляционность ваших суждений. 😃
Станки проектируются под конкретные задачи. У меня задача резать бальзу для самолетов на площади 300х700 мм с точностью 0,1 мм и фрезеровать алюминиевые сплавы фрезами диаметром до 3 мм с точностью 0,05 мм на площадке 150х150 мм. Подскажите ГОСТ-овский станок с такими характеристиками, который можно поставить в своей квартире, и который не был бы монстром с избыточной мощностью?
Общая жесткость станка рассчитывается и закладывается при проектировании исходя из задач. У моего станка общая жесткость такова, что упругие деформации от усилий достаточных для того, чтобы сломать фрезу диаметром 3 мм, не превышают 0,02…0,04 мм. Я считаю, что этого достаточно. При нормальных режимах резания деформации, очевидно, есть, но замерить их не удается. Они укладываются в заявленную точность фрезерования.
Направляющие не выставляются. Они заделаны в корпуса по глухой посадке (это одно из условий обеспечения общей жесткости станка). Естественно, изготовление корпусов с необходимыми допусками формы и расположения поверхностей для того, чтобы обеспечить нужные зазоры в подшипниках скольжения – стоит денег.
Граф,
Да нет у меня никакой “безапеляционности”. Направляюшие не выставляются. Ну и ладушки.
Да нет у меня никакой “безапеляционности”
Есть, есть… 😁 Я сказал это не в упрек и без тени раздражения 😃
Про жесткость. Жесткость не бывает высокой или невысокой. Она бывает достаточной, недостаточной или избыточной для данного конкретного случая.
По поводу резонанса ШД. Это явление зависит от самого ШД, и в куда большей степени от нагрузки на валу. Именно поэтому собственную резонансную частоту в паспорте двигателя приводят не всегда. А если даже приводят, то цифра эта практически ничего не дает.
Вот немного поэксперементировал с IRFZ44N, ДШИ 200-1 показал 100гр на рычаге 50мм (полушаговый режим частота шагов на фото). Всвязке с микроконтроллером вместо L298… ну я думаю будет получше. Если у кого есть опыт конструирования подобных контроллеров на PICах, интересует организация ШИМ (схемно и програмно). Сегодня попробовал нацепить резьбовую шпильку, тянет отлично, для сверловки плат (на первое время) уж точно пойдет. С железом пока определится немогу, на каких направляющих делать, круглые наверное закажу. Кстатии подготовил головку для сверления плат.