Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Шаговые и серво двигатели, шпиндели, инверторы.
kamazik85
Новичок
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 19 апр 2014, 15:10
Репутация: 0
Контактная информация:

Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение kamazik85 »

Уважаемые форумчане, помогите с выбором ШВП и двигателя.

От координатного стола требуется скорость перемещения 300мм/сек и точность позиционирования 0,02мм.

Получается что для обеспечения точности в 0,02мм и использовании шагового двигателя с шагом 1,8 градуса требуется винт ШВП с шагом 4мм на оборот (4мм/200шагов=0,02мм на шаг). Но при использовании этого винта для получения скорости линейного перемещения в 300мм/сек требуется вращать винт со скоростью 4500 об/мин (300мм/4мм=75 об/сек=4500 об/мин). Для того чтоб шаговый двигатель вращался с такой скоросью надо чтоб он был способен принимать15000 шагов в сек (15000Гц). Посмотрел в интернете характеристики шаговых двигателей и самый быстрый который я нашел только на 10000Гц.

и вот возникают вопросы:

1. Может я неверно выбрал шаг ШВП? Возможно что для обеспечения точности в 0,02мм может подойти винт с более большим шагом (при частоте вращения в 1500 об/мин шаг винта может быть составить 12 мм). Но это возможно только при условии что шаг двигателя будет менее 1,8 градуса, я так понял что это достигается делением шага, но можно ли использовать деление шага для позиционирования (планируется использовать двигатель вместе с энкодером).

2. Возможно для заданных параметров точности и скорости невозможно использовать шаговый двигатель, и подойдет только сервопривод? Опять же 4500 об/мин это предельные режимы работы большинства серводвигателей, что ограничивает их выбор (или точность позиционирования сервоприводов выше и значит можно выбрать больший шаг винта ШВП?)

Буду благодарен за любые коментарии и советы по моим вопросам :)
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3190
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Репутация: 710
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение megagad »

300мм/с?? Вы точно уверены?? Такие скоростя ТОЛЬКО с многозаходными ШВП(шаг 20-40мм), или прямым приводом!!
Да и точность 20 микрон - вам станок нужен будет ОЧЕНЬ тяжелый, на рельсах, и с термокомпенасцией!
И да - если будете пользовать шаговик с энкодером - почему не брать сразу серву????
и да - обычно, если нужна высокая точность - применяют "линейки" совместно с энкодером. Точность некоторых экземпляров линее до 1мкм. Есть и более точные.
ВОт примеры:
http://givimisure.ru/seriya_nsc
http://givimisure.ru/seriya_scr
Бюджет-вариант: http://givimisure.ru/seriya_nch_bez_kon ... a,_otkryta
Последний раз редактировалось megagad 19 апр 2014, 16:25, всего редактировалось 1 раз.
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11410
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4557
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение michael-yurov »

Ну, во первых точность позиционирования шагового мотора при использовании режима микрошага - как минимум в 10 раз выше, чем в режиме полного шага.
Добиться точности позиционирования 0,02 мм не так то просто обычно из за ограничений механики (нужна очень крепкая рама станка (не основание, а вся конструкция) с точными геометрическими параметрами, и дорогие ШВП).
Для таких скоростей подошли бы зубчатые ремни, но ограничение точности в 0,02 мм - их практически исключает из допустимых вариантов.
Естественно, что при таких требованиях стоит смотреть на сервоприводы с высоким разрешением энкодера.
И естественно, потребуется контролер, способный выдавать сигнал управления с высокими частотами (LPT не вариант).
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
Сообщения: 9028
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Репутация: 2815
Откуда: Тюмень
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение Сергей Саныч »

А точно нужно точность 0,02 мм? Это достаточно серьезно. Или разрешение такое требуется? Вот это вполне реально.
Раскройте, если можно, что это будет за стол, его размеры и назначение.
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
kamazik85
Новичок
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 19 апр 2014, 15:10
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение kamazik85 »

Сергей Саныч писал(а):А точно нужно точность 0,02 мм? Это достаточно серьезно. Или разрешение такое требуется? Вот это вполне реально.
Раскройте, если можно, что это будет за стол, его размеры и назначение.
Требуется определять положение стола с точностью не хуже чем 0,02мм, возможно что это означает разрешение стола а не его точность. Это значит что можно использовать деление шага шагового двигателя, увеличить шаг ШВП и получить скорость в 300мм/сек при применении шагового двигателя?

Стол необходим для установки на него оборудования которое будет отслеживать перемещения образцов, образцы могут перемещаться со скоростями до 300мм/сек и необходимо при этом знать где находится стол с точностью не хуже чем 0,02мм (например система контроля определила что образец сдвинулся на 10мм и соответственно стол должен тоже сдвинуться на 10мм о чем нам должен сообщить энкодер с точностью не хуже чем 0,02мм(ну в перещете на милиметры). вот как то так. =) Размеры стола 100х100 мм
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11410
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4557
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение michael-yurov »

kamazik85 писал(а):Требуется определять положение стола с точностью не хуже чем 0,02мм, возможно что это означает разрешение стола а не его точность. Это значит что можно использовать деление шага шагового двигателя, увеличить шаг ШВП и получить скорость в 300мм/сек при применении шагового двигателя?
Видимо, речь все же о разрешении. Т.е. чтобы была возможность переместить стол на расстояние 0,02 мм или меньше.
В принципе - реально с шаговым приводом и хорошей ШВП (без люфта), но получить требуемые вам скорости на шаговых приводах очень непросто, а если использовать ШВП с крупным шагом - потеряется разрешение (дискретность) позиционирования.
Задача у вас "не детская", реализовывать такие скорости и разрешение на шаговом приводе очень непросто. С сервой было бы более реально.
kamazik85
Новичок
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 19 апр 2014, 15:10
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение kamazik85 »

michael-yurov писал(а):
kamazik85 писал(а):Требуется определять положение стола с точностью не хуже чем 0,02мм, возможно что это означает разрешение стола а не его точность. Это значит что можно использовать деление шага шагового двигателя, увеличить шаг ШВП и получить скорость в 300мм/сек при применении шагового двигателя?
Видимо, речь все же о разрешении. Т.е. чтобы была возможность переместить стол на расстояние 0,02 мм или меньше.
В принципе - реально с шаговым приводом и хорошей ШВП (без люфта), но получить требуемые вам скорости на шаговых приводах очень непросто, а если использовать ШВП с крупным шагом - потеряется разрешение (дискретность) позиционирования.
Задача у вас "не детская", реализовывать такие скорости и разрешение на шаговом приводе очень непросто. С сервой было бы более реально.
То есть целесообразнее и наверняка экономически выгоднее использовать сервопривод с небольшим (например 5мм) шагом ШВП ?
muxa
Мастер
Сообщения: 226
Зарегистрирован: 15 мар 2012, 12:29
Репутация: 23
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение muxa »

как раз таки шаг должен быть большим, очень большим. вам же уже писали про это :)
вы ведь хотите получить 300мм/сек, а серва делает 3000об/мин , т.е. 50 об/сек.
при шаге 5мм это будет всего лишь 250мм/сек. чего явно недостаточно.
так что шаг хотя бы 10 а лучше 16мм или 20мм. 1000линий у китайской сервы вполне хватит для позиционирования.
это первое,
второе если вы хотите чтобы положение стола с точностью 0,02мм это 20мкм, выходит что ШВП у вас должна быть классом точности С3 (погрешность позиции 8мкм на перемещении 300мм), С5 уже на пределе.
дело в том, что согласно букварям по швп у них там погрешность не пропорциональная. и указываемые погрешности для С5 могут быть до 8мкм на оборот.
отсюда третье - С3 у швп подразумевает С3 у опор швп и некие требования к остальным компонентам (рельсы, муфты) , а так же термостатирование помещения где это всё будет крутиться.
Аватара пользователя
mhael
Мастер
Сообщения: 2443
Зарегистрирован: 09 мар 2013, 11:22
Репутация: 768
Настоящее имя: Ильдар
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение mhael »

МНе кажется, что это задача для линейных моторов. Что-то типа такого http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 536#p94536
Какой вес оборудования, который надо таскать на таком столе?
kamazik85
Новичок
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 19 апр 2014, 15:10
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение kamazik85 »

mhael писал(а):МНе кажется, что это задача для линейных моторов. Что-то типа такого http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 536#p94536
Какой вес оборудования, который надо таскать на таком столе?
Вес оборудования установленного на столе будет 30-50 кг
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11410
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4557
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение michael-yurov »

kamazik85 писал(а):Вес оборудования установленного на столе будет 30-50 кг
Боюсь спросить - а ускорения какие и диапазон хода?
kamazik85
Новичок
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 19 апр 2014, 15:10
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение kamazik85 »

michael-yurov писал(а):
kamazik85 писал(а):Вес оборудования установленного на столе будет 30-50 кг
Боюсь спросить - а ускорения какие и диапазон хода?
Диапазон хода 100 мм, данных по ускорению к сожалению нет, я рассчитываю на 300 кг динамической нагрузки.
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3190
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Репутация: 710
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение megagad »

Хм 3кН? А можно поинтересоваться бюджетом установки? Сколько миллионов рублей заложено?
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
kamazik85
Новичок
Сообщения: 8
Зарегистрирован: 19 апр 2014, 15:10
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение kamazik85 »

megagad писал(а):Хм 3кН? А можно поинтересоваться бюджетом установки? Сколько миллионов рублей заложено?
Полагаете будет миллион? В первом приближении планировали бюджет не более 50 тыс. руб. на комплектующие (двигатели, швп, направляющие, энкодеры, контроллеры управления двигателями, подшипники, каретки, муфты)
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11410
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4557
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение michael-yurov »

kamazik85 писал(а):Диапазон хода 100 мм, данных по ускорению к сожалению нет
Ну, предположить то можно, исходя из того, что на такой длине нужно как минимум успеть разогнаться до скорости 300 мм/сек и затормозить.
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3190
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Репутация: 710
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение megagad »

kamazik85 писал(а):В первом приближении планировали бюджет не более 50 тыс. руб. на комплектующие (двигатели, швп, направляющие, энкодеры, контроллеры управления двигателями, подшипники, каретки, муфты)
Эм, на "столик", бегающий 18м/мин, с точность 0.02мм неся на себе 30-50кг аппаратуры? Я бы пририсовал как минимум пару нулей. Это как минимум.
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
Аватара пользователя
AndyBig
Мастер
Сообщения: 3971
Зарегистрирован: 07 мар 2014, 04:01
Репутация: 1119
Откуда: юг России
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение AndyBig »

Ого... Даже на мой дилетантский взгляд задача так точно и с такими скоростями позиционировать такую нагрузку - очень нетривиальная и далеко не бюджетная задача...
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3190
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Репутация: 710
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение megagad »

От, нашёл вам подходящий актуатор(на линейной серве): http://search.newport.com/?q=*&x2=sku&q ... attr_table
А тут мона подобрать под нужные вам параметры и сами акутаторы и контролеры к ним: http://www.newport.com/Motorized-Linear ... ntent.aspx
Вот отдельная выборка по выскоскоростным: http://search.newport.com/i/1/x1/pageTy ... ily/nav/1/
Итого, только ДВА актуатора выйдут вам в 450 тысяч рублей! А к ним ещё контроллеры, держатели кабелей(замечу - для них держатель с кабелем ещё 3000 евров за пару - в деревянных это 150 тысяч!)
А вот и контроллер под него: http://search.newport.com/?q=*&x2=sku&q2=XPS-Q2 - 5000 евров(почти 250 тысяч рублёв)
Вы всё ещё хотите заниматься этим проектом?
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
Сообщения: 9028
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Репутация: 2815
Откуда: Тюмень
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение Сергей Саныч »

kamazik85 писал(а):Размеры стола 100х100 мм
kamazik85 писал(а):Вес оборудования установленного на столе будет 30-50 кг
Это как сочетается? :thinking:
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
mhael
Мастер
Сообщения: 2443
Зарегистрирован: 09 мар 2013, 11:22
Репутация: 768
Настоящее имя: Ильдар
Контактная информация:

Re: Помогите подобрать шаг ШВП и двигатель

Сообщение mhael »

да уж. в 50 тысяч уложиться в конструкцию, которая покруче будет чем ювелирник - это надо сииильно постораться и все равно не уложиться :hehehe:
Ответить

Вернуться в «Двигатели и шпиндели»