Positieringsnoggrannhet på stegmotorer

[Fräsen]

"Jag har letat efter nån tråd med din fräsmaskin, men inte funnit nån."

http://www.elektronikforumet.com/forum/ ... h.o+maskin

[Micke_71]

Inte för att leka "bror duktig" men ni pratar om 0.01mm i noggranhet. Upplösning och repeternoggranhet, det kan jag köpa. Men glöm 0.01mm i "absolut" positioneringsnoggrannhet på ett hobbybygge med stegmotorer.

Jag satt så sent som i tisd kväll o slogs med en CE johanson mätmaskin för miljonen tills jag fick den att mäta såpass noggrant att jag inte med handmätverktyg kunde bevisa att den mätte fel. Det gick inte ens att kalibrera in mätspetsen för någon hade satt ett fingeravtryck på den så formfelet vart utanför tolerans.

Kör ett arborrverk för ca 4 mille med glasskalor som vi har ägnat massor av tid, mätning, verktyg för att komma ner till 0.025 i absolut positioneringsnoggranhet inom ett arbetsområde på mindre än 500x500mm och vi är inte där ännu.

Vi ska göra en lasermätning, en 3D korrigeringstabell med 7mm upplösning och då tror man att vi kanske kan komma under 0.01mm.

Vi bearbetar en del detaljer som är så noga att vi själva får lämna iväg till en Zeiss mätmaskin och sedan mäter kunden själv också med en Zeiss så är normalavikelsen på dessa 2 mätningar inom några tusendelar men uppemot hundradelen som mest.

[säter]

Micke_71:
0.01mm i absolut noggranhet, är nog bara fantasi, för alla hembyggda fräsmaskiner. Även för "riktiga" maskiner om dom har slag på mer än 200-300mm.
När det gäller större maskiner, är det uppriktningen av maskinen som är den stora boven.
En pelare som lutar 0.03mm/m, kan efter att man öppnat en verkstadsport, luta 0.03mm/m åt andra hållet.
Sedan är både betong och gjutjärn levande material som "sätter sig" med tid och temperatur.

I mitt fall var det enbart tal om repeteringsnoggranhet, och då enbart på stegmotorn, ingen hänsyn tagen till glapp i muttrar och styrningar osv.
Jag angav +-0.01mm (0.02mm alltså), men jag måste medge att det kanske var ett önsketänkande.
Som vanligt när det konstuktioner så får man kompromissa sig fram. Noggranheteten +-0.01mm hade varit bra om det hade varit enkelt att komma dit.
Nu verkar det inte så och jag får kanske omvärdera mina krav, och acceptera lite grövre toleranser.

[sledneck]

En liten tanke bara !

1. Är och bör värden.

2. Blanda inte ihop positionering och repeteringsvärden.

Ha kul och fortsätt jobba

[Krille Krokodil]

Micke_71:
0.01mm i absolut noggranhet, är nog bara fantasi, för alla hembyggda fräsmaskiner. Även för "riktiga" maskiner om dom har slag på mer än 200-300mm.
När det gäller större maskiner, är det uppriktningen av maskinen som är den stora boven.
En pelare som lutar 0.03mm/m, kan efter att man öppnat en verkstadsport, luta 0.03mm/m åt andra hållet.
Sedan är både betong och gjutjärn levande material som "sätter sig" med tid och temperatur.

På vissa "riktiga" maskiner iterarat man fram formen på gjutgodset med hjälp av FEM-analys för att få en form som utvidgar sig förutsägbart och symmetriskt vid temperaturväxlingar, därmed kan man kompensera för detta i mjukvaran.

I mitt fall var det enbart tal om repeteringsnoggranhet, och då enbart på stegmotorn, ingen hänsyn tagen till glapp i muttrar och styrningar osv.
Jag angav +-0.01mm (0.02mm alltså), men jag måste medge att det kanske var ett önsketänkande.
Som vanligt när det konstuktioner så får man kompromissa sig fram. Noggranheteten +-0.01mm hade varit bra om det hade varit enkelt att komma dit.
Nu verkar det inte så och jag får kanske omvärdera mina krav, och acceptera lite grövre toleranser.

Det går nog att komma dit om man har rätt maskiner att tillverka delarna i. Det kräver en plan yta att bygga på, en rakhetsnormal till att rikta in kulskenorna med, kulskruv med förspänning i mutter och lagring samt en glappfri nedväxling till stegmotorerna. Då har man repeternogrannhet och sedan kan man gå vidare och mappa upp skruven med tex passbitar för att få absolutnogrannhet.

[säter]

Som jag skrev i inlägget före, repeteringkraven gäller bara själva stegmotorn.
Sen tillkommer ju ev. glapp i kulmuttrar och linjärstyrningar mm, men det är jag medveten om.

När det gäller skevheten så påverkar ju inte det repeternoggranheten.
Nu är det en stansmaskin som ska byggas, då är det i princip bara repeteringen som är noga, ialla fall för mig.

Jag har inte fått klarhet i vilket som är bäst, 5 eller 10mm stigning, när det gäller att få så kort positioneringstid som möjligt.
Själv inbillar jag mig att det blir bättre med 10mm stigning, då stegmotorn har sitt högsta moment vid låga varvtal.
Den borde då kunna accelerera massan hårdare. Å andra sidan förlorar man 50% linjärkraft vid 10mm stigning.

[Micke_71]

Det går nog att komma dit om man har rätt maskiner att tillverka delarna i. Det kräver en plan yta att bygga på, en rakhetsnormal till att rikta in kulskenorna med, kulskruv med förspänning i mutter och lagring samt en glappfri nedväxling till stegmotorerna. Då har man repeternogrannhet och sedan kan man gå vidare och mappa upp skruven med tex passbitar för att få absolutnogrannhet.

Först så skall man ha en plan yta att bygga på. En diabas med planhetskrav på 0.01mm kostar flis och då har man hela toleransen körd på bara diabasen. Så vi måste ner på planhet på um bara där. Passbitar är kört att mappa upp skruven med. I alla fall om man ska bygga med dom. Det blir lite för mycket som bygger i varje skarv så man är utanför hundradelen redan på ett fåtal skarvar.

Jag mätte upp axlarna och gjorde en linjär justering utifrån kalibrerade måttpinnar med längder 200-600mm på den plats i maskinens område där vi bearbetar så supernoga. Det vart mycket bättre men fortfarande så klarar vi inte hundradelen. +-0.025 är idag ungefär vad vi klarar.

I fråga om kulskruvar. Fråga Sledneck hur vi har dragit lagerbockar med typ 6st M24-M30 bult och rör till extra moment för att komma fram till att 20-30kilos lagerbockar i gjutjärn inte är stabila nog. Så bara med flex i skruv/mutter och lagerbockar så har vi ett flertal hundradelar som inte är kompenserbara. Flexet gör ju att maskinen till slut flyttar sig dit. Men den biten löser ju då skalorna så att vi eliminerar detta annat än att maskinen får svårt att stå still inom 0.01mm.

När man ser till maskiner utan linjärskalor och dess absoluta noggranhet så kan man granska ett typiskt test.
http://wwwpdb.heidenhain.com/ansicht/He ... 224-22.pdf

Kan man uppnå repeteringsnoggranhet och har möjlighet att mäta in sig på detaljen så kan det vara mer än gott för hobbybruk. Det är ju jäkligt imponerande byggen ni gör och det kräver ju inte så lite att få dessa i körbart skick.

[säter]

En fråga till om stegmotorer.
Momentet som anges i specen, är hållmoment stillastående.
Håller motorn i med detta moment utan att röra sig, eller är det momentet strax innan den "kuggar över" till nästa helsteg,
om man överbelastar den?

[Terho]

Ja hållmomentet är stillastående och kuggar över efter det angivna momentet. Testade mina FL86STH156-4208A-H, 11.96 nm och det kuggade över vid 13 nm.... Då körde vi med 110 volt nu kör vi med 230 rakt in i drivern och den verkar mycket starkare men vi har inte moment testat den i 230.

Jag har gått igenom många olika motorer nu och nm/hz diagram för att få en förståelse hur det funkar osv, alla tillverkare har troligen inte samma utrustning när dom bänkar sina motorer....

Pratade med en snubbe som håller på mycket med bil bromsbänkar osv och han sa att de är så olika med moment, man kan bänka en racemotor i två olika proffs bänkar men ändå skilljer det i HP/NM på dom olika bänkarna. Vist kanske inte riktigt samma sak med steg/servo motorer men enlig han var de lika för alla olika motorer, svårt och veta hur exakt de egentligen är....

Mvh Terho.

[tecno]

Terho
Rent spontant så ska det ju inte vara någon skillnad på sekundärsidan om du växlar från 110 till 230 på primärsidan.

EDIT/
Där ser man, visste ju inte vad det var för driver men HO rättade mig i ledet
Ja då lär det ju bli en skillnad helt klart. En bauta trafo för galvanisk avskiljning lär ju behövas

[H.O]

Om jag inte har fel så kör Terho med MSD2278 som matas direkt med AC. DC-spänningen står alltså i direkt proportion till inspänningen i det här fallet.

Dock så är max inspänning specad till 220VAC och max rekomenderad spänning är 180VAC så att köra med 230V är ju verkligen att ligga på gränsen. Dessutom - om ni kör 230V direkt från nätet så innebär det att ni inte har någon isolation från nätet vilket kan vara rätt farligt IFALL något går fel. Om det nu inte är så att jag minns fel och det är en helt annan driver förstås....

Kom lite från ämnet där, sorry Säter....

[Fräsen]

Terho
Rent spontant så ska det ju inte vara någon skillnad på sekundärsidan om du växlar från 110 till 230 på primärsidan.

Även om sekundärspänningen höjs av inspänningen så ökar inte själva hållmomentet som han skrev om.

Angående Mickes inlägg... Kolla på

Där får de till 0.003mm i rundhet på den runt urfrästa detaljen, vilket torde tyda på att 0.01 mm i absolut noggrannhet borde vara fullt möjligt inom en sträcka på ~500mm. Man får inte sådana mått ifall man inte har en absolut noggrannhet i axlarna.

[säter]

Terho:
Jag kanske ställde frågan otydligt.
Vad jag menar, måste man vrida den till överkuggningsläget för erhålla fullt moment?
Vi tar din motor som exempel, om du vrider axeln motsvarande 1/4 helsteg, har du fullt moment redan då.
Eller ökar momentet från noll till max, när man tvångsvrider axeln ett helsteg?

Fräsen:
Ang. filmen, den är ett extremt exempel. Testet gjort på fabrik, där man har möjlighet att fila på allt tills man uppnår detta resultat.
Jag tvivlar på att man kan hålla dom där toleranserna i produktion.

Notera att dom fräser motfräsning på finskäret, antagligen för att minska undanböjningen på verktyget.
Satan vad verktygväxlaren är snabb.

[Fräsen]

Iof. garderar de sig med: "these accuracies depend on factory environment"

Ang. motfräsning, det böjer ut verktyget mer än medfräsning vad jag kan förstå och lärt mig.

[säter]

Nej. motfräsning har en tendens att dra in fräsen i arbetsstycket.
Bla. därför, undviker man att motfräsa vid grovfräsning.