Activity
Плита, куда ляжет гайка (стенка портала) сверлится 2 - 4 отверствия по оси винта. Изготавливается пластина перекрывающая гайку с запасом. в ней также отверствия. гайка засверливается на небольшую глубину и в нее забиваются стальные оси. и гайка размещается между пластинами. пластины стягиваются через стойки так, чтобы гайка сидела но не была затянута.
Кроме того, возвращаясь к напечатанному, как последний гвоздь в гроб приводов с ДПТ применение безколлекторных моторов, которые и по габаритам и по характеристикам сходны с ДПТ, а по управлению сходны с ШД, не исключая применения их в составе с редуктором все таки более выгодны, чем городить огород на серве с ДПТ
Двумя руками за. Дайте построить сначала на ДПТ, а потом можно адаптировать и БКД!
Ну, раз пошла такая пьянка - режь последний огурец!
А что редуктор? Редуктор - это трансформатор скорости и момента, что для ШД, что для ДПТ, только ШД можно цеплять напрямую использовав функцию дробления шага уже реализованную в существующих драйверах, а вот ДПТ - извините подвинтесь! И редуктор вещь не из дешевых.
Пример на фрезерном станке 25Ф73П Жальгирисского станкостроительного завода в составе сервопривода применен могучий ДПТ мощностью так-эдак 2,5 кВт не изза того, что он такой быстрый и могучий, а изза высокого статического момента. Дело в том, что на все три оси привод был централизованным от этого двигателя посредством магнитных муфт, которые каждую подачу подключали последовательно. Вот только когда решили приделать к каждой оси по шаговику выяснилось, что размеры и мощности шаговиков не были такими громоздкими как изначально предполагалось.
Ну у нас и задвижки на трубах тоже немаленькие были по сравнению с импортными. Дело не только в мощности но и в механической прочности. Да и ассортимент двигателей был невелик и ставили с 3х 4х запасом мощности. А редуктор, снижая обороты выдает такой момент, что шаговый никогда не сможет сделать. Просто редуктор должен быть просчитан, а народ потом удивляется как это так - пластмассовые шестерни? Ставить ШД на редуктор - гиблое дело. И вообще, ругать редуктор - это все равно говорить что рычаг Архимеда плохой, и все время им пользоваться в гараже.
Но мы еще не обсасывали экономический аспект проблеммы…
Кроме того для малых перемещений все таки выгоднее пользовать ШД
электроника дешевеет - факт, механика фиг и это тоже факт (а потому что металл он и в африке металл). просто нет доступной и легкой в настройке системы (над чем я сейчас и думаю) которую бы мог повторить любой желающий. А КД сейчас валом - подбирай от автоэлектрики, бытовой электрики и так далее.
Но мы еще не обсасывали экономический аспект проблеммы…
Кроме того для малых перемещений все таки выгоднее пользовать ШД
К стати сравнив статические моменты для ШД и ДПТ они примерно одинаковы
без редуктора да. а с редуктором?
Адепту. Все верно. Значит ШД будет при одинаковой мощности с ДПТ по габаритам всегда больше, т.к. у него материал со статичным магнитным полем и конструктивно он сложнее (а значит и больше в размерах) в силу прецезионности шага. Осталось сравнить только КПД и будет видно, что выгоднее применять ДПТ с гибкой схемой управления.
Итак финальная модель: шаг 1мм на оборот (потому что шпиля М6 и ее не порвать хоббийным станком), подача метр в минуту, двигатель ДПР62-Н1-03 (потому что он у меня есть, но могу достать еще один из этих: www.evita.lt/p-catalogue/id-79/…/varikliai.html ), редукция 4,5:1, передача - червячная (основа винт М8 латунь + самодельное колесо нарезанное метчиком в кондукторе), диск на колесе со 100 рисками (точность 0,01 и отсюда ширина риски - 0,01 мм) диск на моторе с 14 рисками (так как в коллекторе у него 15 пластин угол получается 24Гр, да и 14*75 [75 оборотов на мм] = 1050 импульсов на мм что я считаю офигенно достаточным), два датчика HEDS-9700 (от НР-ного принтера), Н-мост по схеме Боба Блика (схему приводил ранее, уже готова печатка и все проверено), концевик оптический - обычная оптопара. Как это будет работать в моем представлении: 1) после включения МЦУ опросит концевик и если он свободен выставит сигнал “направление” (далее Н) в сторону концевика и прогонит “шаг” (далее Ш) до его срабатывания. При этом будет включен делитель 100:1 (два десятичных счетчика последовательно) на “грубом” датчике (который на шестерне, далее ГД) и МЦУ получает каждый 100 импульс, что = 1мм. Скорость максимальная. Датчик сработал, МЦУ отгоняет на 1мм назад, и ориентируясь по “точному” датчику (далее ТД) возвращает каретку , используя шим на малой скорости до срабатывания концевика. Как только концевик снова сработает, мотор “подводит” на ГД до ближайшей метки и останавливается. Это риска и будет начало координат и счета. Таким образом при калибровке мы гарантируем исключение погрешности в 0,01мм. 2)МЦУ формирует сигнал “готов” и ждет команд от контроллера. Контроллер получая данные, формирует три сигнала - Н, Ш, скорость (С). Сигнал скорость переключает МЦУ на чтение с ГД на ТД, что в железе приведет к снижению скорости через шим. Сигнал С формируется когда расстояние между точками больше 1 (а может и 0,5) мм, что гарантирует замедление двигателя (помните, что двигатель за 1мм делает 75 оборотов? я думаю ему хватит тормознуться с червяком в качестве нагрузки). Ну вот впринципе и все. Замечания, предложения жду несколько дней, пока не начал собирать опытный образец.
И так, среднепотолковая прикидка:
Максимальная скорость перемещения каретки возьмем 5 м/мин, это примерно 83 мм/сек
Шаг ходового винта 4 мм
Количество отверстий на диске энкодера 200
ИТОГО 83 (мм/сек) /4 (мм) * 200 (шт) = 4166 (имп/сек) или 4,2 кГц или период следования импульсов с энкодера 0,24 мсек
А вот теперь можете пропорционально увеличивать или уменьшать скорость перемещения в разы, но все равно, быстродействия электроники должно хватить с головой. Ставьте редуктор, вводите деление, все равно хватит за глаза.
Есть золотое правило - не трогайте время, ибо никто не знает что это такое! По-этому при перемещениях используют систему координат, а не тайминги:) Далее шаг 4мм. Т.е. за оборот вы получите линейное перемещение в 4мм. И при этом система прочитает 200рисок. сие значит 200/4=50 рисок на мм. И какая точность всплывает? 1/50=0,02. Есть правило в оцифровке - частота оцифровки = 2х частоты следования импульсов. При такой политике мы не потеряем ничего. Следовательно нужно получать 200 импульсов с мм! Но как исключение 100:) итак 83,33/4*400=8333Гц. (в идеале 16666Гц) Период уменьшается. И теперь нам нужно успеть довести двигатель до позиции до прихода следующего сигнала “шаг”. Это нереально по причине инерции разгона-торможения самого двигателя. Выход один - вводить импульс по обратной связи на софт. Или просто уменьшать скорость подачи. Вывод - серво идеально для линейных перемещений на длинные дистанции, и равноценно шд при коротких или частых сменах направления. Оно будет всегда дешевле из-за массовости КД, удешевления электроники и выгодно для постоения систем с большими крутящими моментами.
А вот теперь будьте любезны обосновать целесообразность наворотов в виде энкодера (а по Вашему таки не одного), хардварного контроллера энкодера (и не одного, а на все три оси), времени потраченного на написание проги обсчета данных с контроллеров, силовой электроники, исполнительных механизмов, и не будет ли дешевле таки прицепить к винту шаговый мотор с теми же 200 шагами на оборот, без какой либо головной боли и недоспанных ночей?
Легко;) Мне это интересно как хобби - изготовить что-нибудь нестандартное и неожиданное. То что я напрягу головку до боли не значит что я “зажму” все результаты и что не появится новый доступный, легкий в повторении универсальный контроллер, который можно адаптировать на любой двигатель и не метаться в поисках шд.
Хорошо. А кто Вам мешает считать датчиком не каждое отверстие, а каждое десятое отверстие, а датчик поставить непосредственно на винт каретки?
А как потом посчитать насколько нужно вернуться мотору в результате пролета позиции? (не забываем про редукцию!!!) Или почему в суде нечетное количевство присяжных? Редукция дробная, может создаться ситуация потери 1 импульса и приведет к погрешности. Даже АЦП шумят по младшему разряду, а нам нужна точность. И кто будет считать? Нужно вводить счетчик-делитель хардварный так как на микроконтроллере организовать два процесса параллельно во времени (идущие строго синхронно) нелегко.
Вопрос, а какое быстродействие “грубого” и “точного” датчика? Отвечу: одинаковое и вполне достаточное, чтобы и отсчитывать шаги на максимальных оборотах и скорость считать. Смысл применять два датчика на одном и том же механизме если параметры одного прямо зависимы от другого то есть пропорционально одинаковы? Вот если бы Вы брали разность показаний допустим двух одинаковых датчиков, установленных на разных концах торсионного вала, то можно было бы пасти такой системой момент нагрузки механизма, а так, применять два датчика для отсчета импульсов на самом двигателе до редуктора и на винте после редуктора - это все равно, что поставить на жесткий вал два датчика с разным количеством отсчетных отверстий.
А еще скорость. На грубом датчике можно долетать к -1 на полном ходу, замыкать двигатель и потом шимовать по точному датчику. Грубый даст позицию с точностью до мм и отстроиться на погрешность по нему не удастся. Плюс ко всему если ставить точный датчик на механизм на нем вразы возрастет поток данных, следовательно нужно увеличивать скорость обработки и вычитания ошибки, а секунды не резиновые… Вал у нас не жесткий, а редуктор. В нем будет минимум люфт и износ, и разность показаний датчиков нам и даст поправку. Или я неправ?
Адепт
Такая система хороша только для позиционирования, к тому же понадобится постоянно читать показания линейки и сверять местоположение, где ускоряться, где замедляться, при непосредственной работе, тоесть при резке, такие разгоны и торможения не катят, полюбому нужно привязываться к сигналу шага, а уже сверяться по линейке, если нужна особая точность.Я бы действовал по другому:
получение команды шаг
получение команды дир
комутация направления вращения
получение команды шаг(2)
оценка интервала времени между шагом 1 и шагом 2
установка скорости(или количества шагов) для перемещения
получение команды шаг(3)
перемещение в точку, определенную шагом 2(на заданное расстояние)
оценка интервала времени между шагом 2 и 3
если не изменилось, оценка правильности перемещения между точками заданными шагами 1 и 2, коррекция скорости(если нужно) продолжить движение до точки определенной шагом 3
если ожидаемое перемещение не совпало по времени, увеличить или уменьшить скорость
получение сигнала шаг 4, повторить те же операции что и после шага 3
-----------------------------------------------
неполучение сигнала 4 в ожидаемое время - замедлить скорость, с расчетом остановки в точке, определенной шагом 3
перемещение в точку, определенную шагом 3 и остановка до получения команд шаг 4 и дирНечто в этом роде, нужно только заметить, что этот алгоритм должен быть у всех координат одинаков, иначе будут погрешности перемещений по кривым траекториям.
Упс, вы сами поправились…
А все это нужно, что бы у других людей не возникало желание строить подобное без хорошего обдумывания целесообразности такой системы.
Новая мысль: раз система с двумя датчиками работает на разности оборотов двигателя - конечного механизма, было бы логичным подлетая к координате на “грубом” датчике (датчик механизма) останавливаться в -1 шаге и дотягивать уже на “точном” датчике. Тогда аппаратно-программная связка предельно упрощается. Только система должна работать на максимуме оборотов, т.е если ставим ДПР - на его номинале (4500 и т.д, зависит от модели) а редукция оптимальной - т.е. на выходе нужно получить максимум подачи и принять за отношение. Если подача метр в минуту (16.66мм в секунду) и шаг на механизме 1мм, то 75/х=16.66 редукция будет 4,5:1. Такое разумно и удобно делать на червяке, будет одна ступень + отпадает надобность в тормозе при удержании. И при точности в 0,01мм (100рисок на механизме) двигатель в итоге будет делать не менее 75 оборотов (я о ДПР, при смещении на мм), что говорит об снижении углового момента а следовательно и претензий к двигателю. Нужно граматно посчитать количество рисок на “точном” датчике (руководствуясь угловым моментом и точностью пересчета на микроконтроллере, а так как там обычно 8 бит, то при 75 оборотах очень легко перепрыгнуть 256) Разве медленно? Если да,то вот тут и влезает мысль об БКД! тем более что он позволяет менять скорости по коэф. в программе, да и скажем тот же самый движок от СД-привода крутится на глаз с большей скоростью чем 4500… А манипулятор скоростью получается простым, если комп видя смещение больше чем на мм будет генерировать сигнал ориентации на “грубый” датчик. Остальное должен обрабатывать контроллер двигателя (КД в дальнейшем) и как я уже не раз говорил брать два сигнала - шаг и направление а отчитыватся он по датчику, но ему никто не мешает самостоятельно генерировать отчет по ситуации (при использовании обратной связи).
Вот я и вношу на обсуждение новую идею. Она в том, что раз мы пользуемся ворованными CAD/CAMами и палёным Виндовсом то не будет страхом уворовать идеи и готовые наработки у тех же немцев. Я же почти открытым текстом дал понять, что раздербанил несколько буржуйских моушен контроллеров и посмотрел что и как устроено, дал ссылку на чипы, которые может купить любой ( у меня они уже давно есть ) . Хочу растрясти всех от спячки и заставить почитать даташит на PCL6143. Всё что вы обсуждаете и ещё не обсудили уже реализовано NIPPON в одном чипе ещё в 2000 году. Чип конечно уже отстойный, но даже с тем что там есть можно горы двигать. Использовать его - это лучше чем городить с нуля своё. У меня просто нет времени довести своой моушен до ума. Он уже двигает, но у меня не получилось корректно реализовать перезапуск интерполяции по ошибке одной из осей. Похоже в даташите ошибки или что-то не дописано. И вообще - я почти год мудохаюсь. Хотел по ZigBee заливку делать.
У меня готовый моушен на этом чипе есть, шаговики совмесно с ним делают такую крутую динамику что напрочь отшибает желание сравнивать их с серваками
А потом придется брать ружо и идти на охоту за этими PCL6143:) Проще собрать на логике которая уже в каждом радиокружке лежит килограммами… Ну будет у меня размер побольше и ладно! Качество от этого не поменяется.
Но к сожалению пример который я привел канает только для прямолинейных перемещений. Для криволинейных перемещений канает только пошаговая дискретизация и разложение траектории движения на кусочно-линейные участки для чего надо писать программу под контроллер сервопривода… Но вот вопрос, и нафига все это городить, если уже есть готовое программное обеспечение под шаговики, готовый драйвер (и не один), КАД-КАМ программы, создающие профиль, траекторию и управляющие движением… Могу понять лишь один ответ в данном случае: “А подолбаться?..”
А мне не нужен очень умный контроллер который будет принимать данные, сам их обрабатывать и сам что-то делать. Мне нужен простой в построении, т.е. который будет обрабатывать рутину (такую как двинуться именно на шаг + исправление возможных ситуаций). А как я им буду управлять - это уже другой вопрос. Любую сложную задачу можно разбить на более простые задачки. И никто не мешает мне построить другой контроллер который будет управлять именно этим контроллером… и так далее. Вот наглядный пример - была тут задачка с концевиками. Ставить их или нет? С одной стороны вещь нужная, с другой - бесполезная на ШД. И никто не догадался их ввести аппаратно как логику на простых и-не в сигнал шага. Дополз до концевика - команды идут а двигатель стоит. А если пойти дальше то можно и прерывать поток на концевике. Но это так, кслову. А городить еще один компьютер к уже сущевствующему - занятие бесполезное.
Адепт
Такая система хороша только для позиционирования, к тому же понадобится постоянно читать показания линейки и сверять местоположение, где ускоряться, где замедляться, при непосредственной работе, тоесть при резке, такие разгоны и торможения не катят, полюбому нужно привязываться к сигналу шага, а уже сверяться по линейке, если нужна особая точность.Я бы действовал по другому:
получение команды шаг
получение команды дир
комутация направления вращения
получение команды шаг(2)
оценка интервала времени между шагом 1 и шагом 2
установка скорости(или количества шагов) для перемещения
получение команды шаг(3)
перемещение в точку, определенную шагом 2(на заданное расстояние)
оценка интервала времени между шагом 2 и 3
если не изменилось, оценка правильности перемещения между точками заданными шагами 1 и 2, коррекция скорости(если нужно) продолжить движение до точки определенной шагом 3
если ожидаемое перемещение не совпало по времени, увеличить или уменьшить скорость
получение сигнала шаг 4, повторить те же операции что и после шага 3
-----------------------------------------------
неполучение сигнала 4 в ожидаемое время - замедлить скорость, с расчетом остановки в точке, определенной шагом 3
перемещение в точку, определенную шагом 3 и остановка до получения команд шаг 4 и дирНечто в этом роде
Кстати умная мысль. только можно возложить задачу на комп и с него брать сигнал управлением скоростью - тогда проще будет в аналитике значит и в исполнении устройства. И сделать присадку к какой-нибудь популярной программе, которая будет слущать ее порт, анализировать и манипулировать скоростью.
Не оч хороший пример ведь то, что строим по определению не должно быть зависимым от люфтов и зазоров.
В чем и вся фишка - система командует: - Шаг! Контроллер исполняет, вносит коррекцию. При следующем шаге и даже при смене направления (самый момент для люфта) контроллер исправит ситуацию за время, превышающее время прихода следущей команды.
Lm7805
Насчет инерции, вообще я лично не вижу тут большой проблемы, учитывая что двигатель не свободно вращается а прилично тормозится всей ситемой. Кроме того, если сделать соответствующее управление, когда драйвер будет отрабатывать перемещение с некоторой задержкой (на пару, тройку шагов, это нужно продумать), то можно обеспечить режим плавного торможения, или даже кратковременного реверса для быстрой остановки, конечно такая задержка возможно только одновременно по всем координатам сразу.
Иначе нужно увеличить количество зубьев ведомой шестерни в два раза, и так же изменится погрешность, но нужно учитывать, что при увеличения коэффициента редукции увеличивается требования к максимальной скорости вращения двигателя и увеличивается износ шестерней.
Так что стоит задуматься о необходимости получения такой точности перемещения, а обеспечат ли все остальные детали станка такую точность?
У вас получается, что за 100 оборотов супорт сместится всего на 1 мм, для 10 мм понадобится уже 1000 оборотов, а для 10 см - 10 000, тоесть 10 см в минуту при высокооборотных двигателях, что врядле оправданно, надеюсь это только пример.Вообщето серву было бы неплохо использовать совместно с ШД только для быстрых перемещений инструмента.
Я же сказал что примерно. готовую конструкцию надо пересчитывать через скорость подачи, обороты двигателя и разрешающую способность.
Вообщето серва+ШД это как раз =безколлекторник, но я не об этом. Вернемся к моему посту.
Подход к точке осуществляется по сигналу от линейки. Именно линейка как последняя инстанция указывает абсолютную величину перемещения не взирая на зазоры и люфты исполнительного механизма. Пересчитывание от сигнала энкодера через параметры механизма приведет к наворачиванию системы компенсации зазаров, люфтов и величин упругих деформаций и только усложнит работу.
В бумагорезательной машине БР120 все сделано через редуктор и работает с точностью 0,01мм. Только есть одно но - люфты выбираются движением в одну сторону, т.е. если надо отехать от меньшего к большему то она прогоняет каретку еще дальше и возвращает ее. А винт там около 4см диаметром. а датчик - БС-155А.
Вот я и подумал, система из двух опорных датчиков позволит исключить влияние люфта, так как за погрешностями будет присматривать железяка. Опираясь на два датчика очень легко вносить коррекцию, легче чем брать один датчик и время как операнды.
Еще раз о промобразцах на двигателях постоянного тока
Торможение для подхода к точке осуществляется в зонах подхода и торможения
Их обычно задают две
Первая - зона подхода, где скорость, управляемая с тахогенератора или того же энкодера, снижается до приемлимой величины. Но при этом алгоритм управления не изменяется.
Вторая - зона торможения, где при входе в зону устанавливается оч малая скорость и при переходе через точку система не реагирует на сигнал компенсации ошибки. Точность такого алгоритма может быть порядка 1 мкм.
Дойдем и до этого. Я думаю как результат должна появиться схема контроллера двигателя постоянного тока на атмеле или пике со входами шаг/направление. Для замены обычных ШД без перелопачивания всей схемы.
Немного в теорию. Допустим у нас есть винтовая пара, где один оборот смещение на 1мм. Допустим у шестерни которая ее крутит 100 зубов. Сие значит что 1 зуб = 0,01 мм. Достаточная точность для хобби? На этой шестерне висит кружок от принтера (который наверное все видели) Там больше чем 100 рисок и это хорошо. Далее еще шестерня и еще, нам они интересны только отношением и отсутствием люфтов. И вот наш горячо любимый дпр, но на его валу еще один диск с рисками. Пусть их будет 100 (для простоты модели) и отношение редуктора 1:100 (тоже для простоты). Итог: за один оборот шестерни дпр делает 100 оборотов. Теперь крутим ВП. Даем команду и ориентируемся на датчик ВП. Долетаем до нужного значения. Тормозим. Вот тут начнется гемор ввиде инерции и прочей коммерции:) По приходу “стопа” считаем импульсы на ДПР. И контроллером ДПР (назовем это так) возвращаем его на место шим-ом по количеству ошибки. Двигаться в этот момент он будет медленнее, но задержка пойдет только на пользу и не понадабится повторная коррекция. Теперь как это проверить. Я уже прикрутил на обычный какой-то моторчик хрень под названием HEDS-9700, которая добывается в НР принтерах. Кружочком на двигателе обычная шестеренка работает. Этот датчик очень точно считает зубья и на выходах формирует квадратуру. На снимке большая шестеренка лежит рядом. Отношение я не считал еще, но оно по виду для теста подойдет. Так же закреплю второй датчик но уже с кружочком с нужным количевством рисок. Его напечатаю на пленке на лазере. Теперь мне будет нужно только собрать н-мост и прицепить на лпт плюс визуал бэйсик. О результатах сообщу, но если есть желающие кто пишет простенькие программы могут ускорить этот процесс:)
На фотку не плюйтесь это мобильник а не макросьемка.
Чтото многовато: энкодер на винт, энкодер на мотор. Вы уж определитесь куда чего ставить и откуда чего и для чего брать и какую информацию хотите с них получать. В предыдущих постах я писал, что в качестве датчика положения можно взять и электронную линейку. И скорость с нее считать можно и положение каретки пасти. Благо в продаже они уже есть хоть не очень доступной, но терпимой (если применение оправданно) цене и в большом ассортименте длин. Но почему-то применяют в качестве датчиков обратной свяли линейку совместно с тахогенератором (ТГ) или вместо ТГ - энкодером. А вот применять линейку отдельно без ТГ или ЭК как то стремно потому, как скорость привода на ДПТ высчитывать геморно в программном отношении. Быстрее отработает тахогенератор или энкодер (оно и дешевле).
Чем хороша линейка? Самое главное - она не испытывает значительных механических нагрузок и результат измерения не зависит от деформации винта (если не брать в расчет недостаточную жесткость остальных конструктивных элементов). Все остальное типа сверхточный ШВП с обезлюфтованой гайкой - это так же условно точно как и строительная шпилька т.е. допуская, что точность изготовления и деформации винта и конструктивных элементов на максимально допустимых нагрузках меньше чем допуски изготовления детали.
Отсюда, мне кажется, важный вывод: Хоббийный станок - это компромисс из условно допустимых решений ограниченных размерами возможностей пустых карманов создателей.
Два энкодера - для устранения сигнала ошибки по инрции двигателя. Можно обойтись и одним, но тогда нужно начинать как раз и считать программно все возможные ошибки. С двумя будеть очень просто построить логический анализатор на уровне попал - непопал и если не попал откат. и ускорения, скорости и резкие смены направления будут уже несмертельны. Короче айте время подумать и слепить что-нибудь на пробу, тогда и будет выложена схема для проверки на нормальном контроллере. Кстати понадобится доброволец с контроллером.
А теперь вопрос, как будет себя вести Ваша система, когда инерция массы ротора двигателя перекрутит на десяток (ну пусть на два или три) деления энкодера. Не будет ли ее мотылять туда-сюда вразнос? В такой системе важна еще и устойчивость. В промышленных устройствах это реализуется зонами подхода к точке, программируемых заранее в которых по мере приближения к заданному значению положения каретки скорость подхода уменьшается до безопасной величины, выше которой начинаются у системы пляски с бубнами.
Это зависит от количества дырок в энкодере на выходе, можно поставить еще энкодер на мотор и сравнивать показания. но при большой редукции выбега скорее всего не будет. Хотя точно сказать можно лишь построив прототип.
Вот примерная схема управления. Суть: контроллер нам выдает два сигнала - шаг\направление. Модуль управления в дежурном режиме выдает 11 на н-мост (сигнал торможения, т.о. исключается выбег по инерции). При появлении сигнала шаг МУ скидывает на н-мосте одну еденичку в зависимости от направления (01 или 10) и удерживает нолик до прихода импульса с счетчика-делителя, который считая импульсы с энкодера делит их на отношение мотор-редуктор-энкодер.
вы имеете ввиду размеры шпинделя? хм… по-моему 40х40 мм, домой вернусь - измерю.
Если шпиндель такой небольшой, то я бы сделал так. Подшипники можно вытащить из старых вентиляторов, там бывают до 6мм диаметром. Кострукция компактная, повторялась на большом размере. Есть два важных момента: 1) подшипники 3-ки должны строго на 90г обнимать оси 3 без люфтов, я делал регулировку эксцентриками. 2) подшипники направляющей должны строго на 120г обнимать их, ну и тоже без люфта:) Пластины основания обрабатываются пакетом стессственно… Если хочешь могу фотку кинуть готового изделия. правда в гараж ехать придется:)
А вот что внутри отверточки стоимостью в 250р:) планетарка и моторчик на 3,6в. заявленная скорость 150об\мин. Герметично, железно, без люфтов. Завтра попробую туда датчик положения подыскать.
Бога ради. Только пока ещё нечего фотографировать - это же пока только голая идея. Но начинаю её реализовывать. Кто со мной? Возможно, как в поговорке, вместе “батьку легче побьём”, то бишь мотор этот запустим…
В теории существуют генераторы-стартеры. Но этот патент купили нефтянники и положили в долгий ящик. Значит построить можно. Но! прецезионность хода в 36 обмоток? Боюсь получится фазовый мотор в 36 полюсов…
По сути, если уж использовать редуктор, то большой разницы уже нет, чем изначально крутить, коллекторным или каким другим, всеравно понадобится система обратной связи, но управление коллектрными двигателями сводится к изменению напряжения питания, а в бесколлекторных еще прийдется городить схему управления обмотками. Я бы предпочел коллекторные.
И лучше коллекторных двигателей с полым ротором, аля ДПР я не представляю - www.rcdesign.ru/var/rcd/storage/…/dpr1.jpg
Кстати схему я найду и выложу. 6 ранзисторов кажется, два входа уже на ттл уровни. 00 - торможение, 01 - крутим в одну сторону, 10 - в другую, 11 - ничего. собирал, работает отлично. Для интереса крутил дрель, так у нее при торможении мертвая хватка. в купе с отверткой должен привод получиться…
вот схема: www.bobblick.com/techref/projects/…/hbridge.html
Остается только придумать цепь обратной связи, но это уже чистая логика где показатель с датчика сравнивается с управляющим сигналом с контроллера и она и манипулирует Н-мостом.
Грубо если принципиально рассмотреть шаговый мотор то можно его действительно рассматривать как безколлекторный со встроенным редуктором, основным недостатком которого есть низкая мощность (Как у обычных асинхронников: при одном и том же количестве железа мощность падает пропорционально увеличению количества пар полюсов) А соответственно и малый момент. Безколлекторник в этом случае выигрывает и по мощности и по размерам. Как то в форуме я рассказывал про аксиальный волновой редуктор, который состоит из двух почти одинаковых конических шестернь с коеффициентом редукции 1:30. И изготавливать его имеет смысл как присоединяемый модуль к уже стандартному мотору в качестве довеска к сервоприводу. Но это сейчас только в качестве безумной идеи…
С точки зрения систем управления, безколлекторный мотор, как и любой другой шаговый, есть система со внутренней системой дифференцирования по шагу, супротив описанию обыкновенного коллекторного двигателя, характеристики управления которого описываются простой интегрирующей функцией инерции от массы ротора. Поэтому в довесок к коллекторному мотору в сервоприводах к нему присоединяют в качестве дифференцирующей цепи датчик скорости вращения - тахогенератор или энкодер.
Значит получается вот что: стандартный ШД за оборот делает 200 шагов (я говорю о ШД которые чаще всего применяются в станках). В режиме микрошага эту цифру смело умножаем на 8. Получаем 1600 контрольных импульсов на оборот. Пусть будет БКД и редуктор с отношением 1/20. значит нужно уметь им управлять с точностью 80 едениц на оборот (двигателя). неужели это непреодолимая задача? а с повышение редукции она пропорционально падает…
Я непонял вопрося в предыдущем ответе. Вы собираетесь использовать асинхронный двигатель как шаговый? Вы себе представляете, как работает первый, а как другой?
В шаговом двигателе магнит ротора имеет полюсные наконечники(как бы он представляет из себя кучу мелких магнитов, рассположенных по хитрому) а статор поочередно притягивает те или иные группы зубьев этих полюсных наконечников по определенному закону - rcopen.com/forum/f110/topic98377/10
В асинхронном, что на 50 герц, что на 400 все наоборот, магнитное поле статора наводится на короткозамкнутые обмотки(они не содежат провода в обычном виде, но имеют специальную структуру) ротора, и там тоже создается магнитное поле, но оно не может быть достаточно четко соориентированно, что бы пошагово вращать ротор.
Можно перемотать движок, но это непростая задача.
Он сможет работать пошагово, только шаг будет равен количеству секций обмоток делееных на два(чтобы противоположные секции создавали одно общее поле, возможно понадобится выбирать еще одну геометрическую пару с таким расчетом, что бы уравновешивать поля в роторе, даже не представляю к чему такие эксперименты могут привести), и рывки будут сильные, а в режиме удержания - перегрев.Википедия вам в помощь - ru.wikipedia.org/…/Рлектродвигателх
Вообще разговор шел о бесколлекторных двигателях с постоянными магнитами. А-ля моторчик в дисководе. Их еще фазовыми называют из-за работы толкания магнита пофазно.
Разницы большой не вижу по сравнению с коллекторными, плюс - нет износа щеток, ввиду отсутствия таковых, минус - более сложная схема регулировки оборотов. Еще у них уменьшается момент на малых оборотах, но при хорошем редукторе это не столь важно.
По поводу регулировки: сложности особой нет, надо только немного подумать. Если мы его хотим включить как шаговый, то нас волнуют два сигнала - шаг/направление. В принципе БК это тот же шаговый, только шаг пошире, по-этому резона напрямую им крутить нет. Но если включить его в редуктор, то нужно снимать показания именно на выходе редуктора и тогда мы получим агрегат аналогичный ШД но с динамикой коллекторного. А в этом случае можно даже применять их родные контроллеры, легко подойдет даже от дисковода. Нужен ток - поставить ключи.
undefined Впервые на форуме, так что не взыщите.
Предлагаю для обсуждения следующее:СДЕЛАТЬ (!) самодельный ШД из … автомобильного генератора!
Посудите сами: диаметр статора/якоря - под 90 мм, количество зубцов на роторе - 36 штук, напряжение питания - на выбор: либо 12, либо 24 вольта, две силуминовые крышки, в т.ч. есть модификация (от “Нивы”) с возможностью принудительного дополнительного обдува, надёжность - не мне агитировать за сей агрегат, работающий годами.
Так вот, если статорную обмотку (с которой в некоторых современных модификациях генераторов снимается до 110 ампер(!!!)) перемотать, сделав собственные выводы с каждой из 36 получившихся катушек, запитать их “бегущей волной” импульсов с коммутатора с регулируемой частотой и направлением “бега” - думаю, лучшего привода для фрезерного с ЧПУ, который здесь на форуме обсуждается, не найти…
Надо посмотреть. А фото можно?
Длина инструмента - думаю 2-4 см. Инструменты то разные бывают.
а габариты “что будет вращать”? хочу подумать вместе, одна голова хорошо, а две больше выпьют:)
Согласен полностью
Однако, ИМХО, каждому овощу свое время.
Мне кажется, в решении этой проблемы надо исходить из критериев целесообразности применения того или иного решения.
Например, рассмотрим группу решений
Сервопривод на коллекторном двигателе постоянного тока (ДПТ) с тахогенератором (первая цепь управления регулирования скоростью перемещения подачей с электронной (оптической) линейкой как датчиком положения каретки). Самая старая и известная.
Сервопривод на ДПТ с энкодером подвешенный прямо или через редуктор на винт или ШВП. Тоже применяется, но очень не часто.
Сервопривод на простом ДПТ с линейкой.
Установив линейку можно высчитать и скорость и узнать положение каретки. Сам видел, где применялось, однако нагрузки в такой системе должны быть небольшими, потому как ХЗ как отыграет изгиб нежесткой конструкции или случайно неучтенный или образовавшийся от износа люфт.
Установив энкодер, легче всего получить значение скорости, а положение каретки высчитать, исходя из параметров механики (шага винта и т.д.)
Шаговый мотор как привод без ничего. Конструкция распространенная, но где-то ущербная. Положение каретки задается только винтом, точность которого можно варьировать, применяя от простейшей строительной шпильки до высокоточного ШВП. Однако, верить где остановиться каретка даже в случае с применением ШВП - это вопрос программного пересчета параметров механики и жесткости конструкции. Скорость регулируется прямо, частотой импульсов.
Поставив энкодер на ШД можно добиться лишь увеличение устойчивости системы к нагрузкам и инерции, однако, таки ИМХО не идеал. Наличие энкодера на винт или привод на ШВП оправдано ,если его применять в качестве датчика пропуска шагов при больших скоростях или больших нагрузках.
Наворачивая к этому ШД энкодеры, линейки упираемся рогом в параметры двигателя: ограничение по моменту и скорости.
В общем сумбуре мыслей на эту тему при конструировании привода, мы должны найти оптимум в этом клубке компромиссов, не забывая о том, чтобы цена реализации принятого решения соответствовало классу изготавливаемого изделия.
Хорошо, давайте так: 1) модель сугубо пробная и примем как у Стивена Кинга “а что если такое могло бы быть” 2) озадачимся самым простым - пусть моторчик ползает по винтовой туда-сюда и только так как нам надо. Т.е. винтовая шпилька будет для него системой координат а отсчет будем вести количеством оборотов (а лучше зная количество полюсов в бесколлектонике датчиком холла. а еще лучше линейкой, которую нанесем на ротор, благо он не маленький:) ) Итак что нужно. 1) подопытный неважно каких размеров. Завтра разберу чего-нибудь:) 2) просверлить отверствие и нарезать резьбу в роторе под какую-нибудь шпильку, хоть м3. 3) припаять куда следует, чтобы управлять собственно этим. Напомню, все это делается для проверки идеи. А отполировать ее вам никто не мешает.
Да и не плохо бы заранее подумать к какому контроллеру все это прикрутить. Я бы отдал предпочтение простому, но поддерживаемому разным софтом. Тут не мешало бы послушать что народ скажет. Пусть будет хоть на лпт, в начале пути важно направление:)
Абсолютно в душу верно! 😃
На форуме уже неоднократно рассматривался вопрос преимуществ и недостатков шаговиков и коллекторников в приводах станков. Но точных разграничений по этому поводу так и не було установлено. Но, я не об этом.
А как по вашему, в качестве безумной идеи применить безколлекторный мотор как промежуточный вариант между шаговиком и коллекторником. Поелику он все таки синхронный, то на малых оборотах управлять как шаговым в режиме микрошага. На больших скоростях динамики мотора хватит за глаза.
Я об этом сам подумал, но не спешил с оглаской, так как народ боится всего что напрямую к лпт не подключается:) Еще он интересен так как конструктив легкий и везде их напичкано. А самое главное - моменты у них огромные из-за размеров ротора. Только есть одно но - на него придется тормоз прикреплять, но это все-равно лучше чем греть одну обмотку в ШД.
6 см - опора, 10 см - вся пластина, на которой будет опорный механизм.
А что касается инструмента между направляющих Y - я и так и так прикидывал - либо очень сложно, либо ерунда получается…
Вот и получается что плясать от 3-ки надо… 😃 А размер инструмента можно узнать?
А по-русски?
По-русски, в каретке инструмент можно поворачивать и наклонять. Очень удобно и точек опора много. Но это для систем с 5 координатами. Пока не актуально.
Как размер по Х увеличится - понятно - но я же писал - что при вертикальном расположении направляющих у меня будет не менее 6 см ширина каретки, что в моему случае - 6 см, так как верхняя часть уплывает над пластинами основания. При этом нельзя сказать, что происходит выезд за габариты - ведь там еще двигатель стоит, добавляющий габариты.
В 6 см уложится инструмент и опорный механизм? или инструмент будет выведен за каретку?
Таки сомнительный плюс.
Нагрузка на кручение, когда ближняя ось будет прогибаться вверх, а дальняя вниз успешно превратится в прогиб двух осей вверх. Хотя может он будет меньше? кто что скажет?
Все-таки схема, в которой инструмент будет упираться в деталь недалеко от передней горизонтальной направляющей - это компромисс.
Деталь можно и площадкой приподнять. Но в идеале точка опоры 3 должна находиться в центре равностороннего треугольника. Что очень непросто организовать в вертикальных системах.
при длине свободной части направляющих 430 мм, при их диаметре 12 мм - 6 см ширины втулки - достаточно?
Или ширина призвана сводить к минимуму последствия люфта между подшипником и направляющей?
И компенсировать рычаг который образуется при работе инструментом.
Ошибочка … Шаговый двигатель в 99 процентах случаев заменяет 3 объекта: двигатель, редуктор, тормоз.
ДПР можно сразу засунить куда нибудь подальше, что бы никогда не видеть и не соблазняться 😃
В нем нет редуктора и тормоза, а без них (скока они там стоют ?) вы ни туды и не сюды.
Ах там нет еще и энкодера … А скока он стоит ? Может лучше ШД и не тр?
Про ДПР я конечно пошутил:) А коллекторные двигатели часто идут с редуктором, взять к примеру отвертку для ленивых:) Тормоз при хорошем редукторе не нужен. Моментально остновить его не вопрос - просто замкни щетки:)
Да нет все покупается без проблем ! и например в купленных китайских шаговиках у Конаплева я не заметил никаких недостатков по точности и скорости в сравнении с шаговиками купленными в германии по 70-100евро. Купить можно хоть 50 штук , вопрос в деньгах ! Были бы необходимые средства у народа , тут бы пол форума при наличии необходимых знаний и желания себе супер-пупер станков не уступающим фирменным понаделали. И не стали бы из всякого г…на конфетки лепить 😃 . Я уважаю таких людей которые что-то делают, и рождают на свет новые решения … правда в нашей стране тяжело таким жить…
Если все можно купить то зачем думать?😃 По сути хобби - привычка думать. По китайским ничего сказать не могу, попадали в руки только немецкие и американские, но из опыта эксплуатации китайских изделий могу посоветовать заменить подшипники хотя бы на “ФАГ”. Масло в китайцах от температуры сворачивается иногда. Из г… не слепишь, это точно. Но мы же в руки берем не г…, а материал. “Статуя была здесь всегда, я просто освободил ее”
Предлагаю вообще обьеденить две части - ходовой винт и двигатель. Идея в том чтобы вращать не винт, а гайку. И гайка должна быть частью самого серво, а можно и мотора. При такой схеме размер будет маленький, а характеристики впечатляющие! Пропадет ток удержания якоря который так хорошо прогревает ШД. По сути система будет сама огромным редуктором и сдвинуть ее сместа при граматном построении будет невозможно внешним воздейстием.
Многое конечно зависит от самого ШД, но чем он точнее и лучше изготовлен тем дороже он и тем труднее найти сразу в трех экземплярах. Плюс тенденция на форуме к построению станков больших габаритов рано или поздно приведет к недостатку моторов с более мощным моментом. Про быстодействие вы уже сами ответили - оно достигло предела даже на самых “крутых” образцах. И как альтернатива рано или поздно придут системы с обратной связью. Серво же позволяет применить самые распространенные двигатели - вплодь до ДПР-ок стоимостью в 100р. Снижение мощности означает уменьшение габаритов, однозначно и веса, что весьма немаловажно в подвижных частях. Другое дело что нет как таковых “обкатанных” схем и решений, которые можно просто взять и повторить. Посмотрите что пишут люди - “нашел чертеж, подправил, хочу изготовить. будет такое работать или нет?” только очень некоторые строят сами придумывая нестандартные схемы и решения. Этак скоро все превратится в коллективный разум повторения…
Почему все используют только шаговые двигателя? Какими плюсами и минусами они обладают по сравнению с двигателями коллекторного типа? Может настало время применить новый подход к станкам? Хотел бы собрать необычный привод и если кто-нибудь готов поддержать то… 😃
Наверное когда делают для себя не экономят:) Но идея с горизонтальной постановкой лично мне нравится, почему: 1) развесовка У улучшается в разы 2) конструктивно можно убрать нагрузку на кручение 3-оси если разметить фрезу между направляющими У-ка 3) упрощается коретка 3, можно сделать ее поворотно-наклонной и в качестве подшипников применить обычные шариковые с разводом на 120 градусов и системой компенсации несоосности направляющих У-ка 4) можно поместить дополнительное оборудование на каретку, место будет:) из недостатков: размер осей Х и У вырастет на размер площадки под 3, но если станок делать простой, то можно уложиться в очень маленькие размеры. Если хочешь могу набросать свои идеи на бумагу и отсканировать.
Здесь я! Просто немного небыло времени постить. Хороший у Вас списочек получился, особенно станочный. 😃 Как направляющие я б использовал стальные прутки диаметром 20-30мм. Но вес будет недетский, зато можно расчитывать на жесткость. Но тогда надо делать станок с подвижным столом (идеальный вариант для наших деталей и размеров). Если хотите остановиться на портальном варианте, тогда квадратные трубы. Но хорошую жесткость будет очень сложно сделать, да и потом движкам надо тягать портал целый… Первый вариант намного легче хорошо и надежно реализовать, так что думайте 😒
В принципе родилась идея - направляющие и винтовые пары обьеденить. То есть шпили натянуть вместо направляющих и кататься по ним бронзовыми втулками. А для движения и одновременно исключения люфта во втулках засверлиться между бороздками у резьбы и шариками запружиниться. С трех сторон. Несколько раз. Должно очень удобно получиться - гайку в подшипники и зубчатое колесо на нее. Я бы попробовал со шпилькой от домкрата - там резьба не треугольная а круглая, идеально для шариков.