​ ​

Форум клана ЧПУшников

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Форум клана ЧПУшников » Станки с ЧПУ » Станок на линейных синхронных двигателях


Станок на линейных синхронных двигателях

Сообщений 1 страница 10 из 10

1

Здравствуйте!
Есть мысль построить станок на линейных синхронных двигателях (на постоянных магнитах) для мелко сувенирной и ювелирной работы, с 4мя или 5тью осями. Хотелось бы знать мнение знающих людей.

0

2

А что мешает? 4ю и 5ю ось куда? Или поворотки?
Если знаний хватает, то оно того стоит. В паре с Мачем такие штуки использовать стремно. Не дай бог какой-то глюк и подвижка улетит, причем  со страшной скоростью, побьет все что можно. Без нормальной полноценной системы управления тут не обойтись. Ну и конечно хотя бы приблизительный рассчет по нагрузкам нужен. У таких двигателей есть одна особенность - их мощность указывается не в привычных Н/м а просто в ньютонах. Под небольшой фрезерочек для сувенирки с небольшими нагрузками при обработке достаточно линейника в 500-1000 Ньютон, под ювелирку и 300 вполне достаточно. Вообще, чем с ШВП трахаться, так уж лучше линейники ставить. Правда к ним оптические линейки нужны, иначе никак. Вторая неприятная особенность - они очень прожерливы. Мотор вышеописанной мощности может потреблять до 4 кВт при интенсивной работе в скоростном режиме. Если спешить некуда, то все Ок )))
Вот тут видео, как-то баловался..  Обратите внимание, как по этой железякой стол в противоположную сторону отлетает )))
Длинна хода 340мм

Скорость 220-240м/мин, точность позиционирования 0,02. Затык был в отсутствии синусоидального преобразователя в квадратурный и считывание позиции происходило по верхушкам синусоид без промежуточных значений. После установки преобразование синусоиды стало 0,2микрона, хотя скорость конечно поубавилась - производительности управляющего контроллера по входу энкодера явно недостаточно. Пришлось обрезать скорость до восьми м/мин. В общем, одни двигатели проблемму не решат, надо в комплексе подходить, а это уже в сумму выливается, если по уму, то в сносную.
Кстати, по Z тоже линейник хотели бы поставить? Тогда нужна томозная система, проще на электромагнитах, сложнее на пневматике. Теоретически, можно и с противовесом, но тогда могут быть серьезные  проблеммы , например, в момент внезапного секундного отключения электричества. Еще один важный момент - магнитные направляющие. Чем они длиннее, тем больше ход станка. А их купить отдельно, разве что у производителя напрямую - можно сразу обмен на двухкомнатную предложить )))  Вначале для меня эти моторы казались очень страшными, оказалось все гораздо проще. С другом вдвоем при настройке линейник держали, чтоб не улетел. Таки улетел. На всякий случай в концах осей вкрутил болты длинные М8. Мотор загнул его на 90 градусов как щепку. Оказалось, полярность управляющих сигналов перепутал ))) Направляющие можно сделать самому любой длинны, достаточно иметь хоть небольшой кусок фирменной направляющей для образца. Еще нужен нормальный фрезер и ровные полосы металла  - аллюминий, нержавка или никель. Магниты по доступным ценам можно купить ЗДЕСЬ, любых размеров. Клеятся или прикручиваются на полосы, затем собирается в кучу. Обязательно соблюдение полярности. Вообще работать на линейниках одно удовольствие,когда все настроено, и самое главное - быстро и надежно, особенно ощутимо на холостых ходах, вот только шипят они как анаконды )))

Отредактировано alexandr_st (19-07-2011 05:44:41)

0

3

Вот шутка на линейниках  o.O

Отредактировано at90 (19-07-2011 10:41:34)

0

4

А по-моему применение линейных моторов очень ограничено. Такие высокие скорости перемещений нужны только для лазерных граверов или для принтеров (водянок, сольвентов, УФ). Хотя для тех же принтеров голову тягать можно и просто ремнем. Там же тупо надо голову с одного края до другого прогнать за определенное время. Для всего остального (фрезера, водорезки, плазмы) эти моторы излишни. В этих станков нужны небольшие скорости работы, а если и будет деталь с отверстиями на разных концах длинной заготовки где нужны быстрые холостые перемещения, то это скорее частный случай чем правило. ИМХО все это излишество...
alexandr_st
пробовали ли вы настроить торможение и разгон в своем линейном приводе для уменьшения инерции. У мицыков это здорово получается

0

5

Спасибо за ответы.
Как обычно бывает в таких случаях, когда знаний не хватает ;)  появились более конкретные вопросы....
1. Станок планируется аналог вариант 1 или вариант 2
2. Как будет отличаться потребляемая мощность на одинаковых станках, но с разными приводами.(приблизительно на глаз из опыта)
3. На сколько мне известно, то бывают линейные двигатели двух типов: с большим начальным ускорением и с очень малым шагом, для моих работ больших скоростей не нужно, (я на сервах не на полную работаю) нужна точность и надежность.
4. Какую систему управления можно или нужно использовать в место Мач3.

0

6

alexandr_st написал(а):

В паре с Мачем такие штуки использовать стремно. Не дай бог какой-то глюк и подвижка улетит, причем  со страшной скоростью, побьет все что можно. Без нормальной полноценной системы управления тут не обойтись.

а можно поподробней про это? как часто глючит? как именно?
...я так понял что тут все на маче работают...

0

7

StarPOM написал(а):

2. Как будет отличаться потребляемая мощность на одинаковых станках, но с разными приводами.(приблизительно на глаз из опыта)
3. На сколько мне известно, то бывают линейные двигатели двух типов: с большим начальным ускорением и с очень малым шагом, для моих работ больших скоростей не нужно, (я на сервах не на полную работаю) нужна точность и надежность.
4. Какую систему управления можно или нужно использовать в место Мач3.

В принципе, под ювелирку разницы в потребляемой мощности вы не ощутите. Любая серва порой берет в разы меньше шаговика, т.к. тянет из сети ровно столько, сколько ей надо, а шаговик все время работает в максимальном режиме, настроенном пользователем.
По п.3 - здесь не совсем так. Любой серводвигатель с большим начальным ускорением. Здесь все зависит от настроек контроллера и софта, а мотор вам выдаст ровно столько, сколько вы от него потребуете. Шаг зависит только от дискретности оптической линейки. По большому счету, можно и линейки от принтеров поставить, если 0,02 устроит.
Насчет системы управления. Так чтоб бюджетно - под такие задачи нужна система с аналоговым управлением. Можно конечно и в паре с Мачем работать. Из того что есть и относительно недорого Kflop+Kanalog. К Мачу есть плагин. При правильной настройке все работает безупречно и  вполне сравнимо со взрослыми ЧПУ стойками. Цена вопроса 560 долларов с пересылкой (лучше слать отдельными посылками каждую плату чтоб не цепляться с таможней и растаможкой, я имею ввиду по Украине). Или же под ЕМС2 платы 5I20 от  mesanet.com (но к ней еще какие-то дополнительные нужны). Можно на барахолке купить плату Galil, тоже плагин есть, но  придется выложить дополнительно $200 за софт Галиловский и отдельно искать и докупать кабели, терминальные платы и пр. Конечно разница у этих систем есть.
Как написал Nikomas

Nikomas написал(а):

А по-моему применение линейных моторов очень ограничено. Такие высокие скорости перемещений нужны только для лазерных граверов или для принтеров (водянок, сольвентов, УФ). Хотя для тех же принтеров голову тягать можно и просто ремнем. Там же тупо надо голову с одного края до другого прогнать за определенное время. Для всего остального (фрезера, водорезки, плазмы) эти моторы излишни. В этих станков нужны небольшие скорости работы, а если и будет деталь с отверстиями на разных концах длинной заготовки где нужны быстрые холостые перемещения, то это скорее частный случай чем правило. ИМХО все это излишество...

прикол линейника не только в быстрых скоростях, но и в очень медленных. Попробуйте задать скорость на шаговиках или даже на тех же сервах 0,02/мин. Линейнику такая задача по плечу и все будет плавно. Конечно очень важна дискретность оптической линейки. Но такие контроллеры как Kflop или Galil делят импульсы энкодера программно.  Галил лучше тем, что он 14ти битный, т.е аналоговая управление делится на  гораздо меньшую дискретность управляющего вольтажа, отсюда вывод, что ход будет еще плавнее. Кфлоп 12 битный. К примеру, в моей поворотке с енкодером Renishaw  контроллер Кфлоп не справляется с управлением и мотор рвет в разные стороны, т.к. контроллер из-за нехватки битности не может поймать среднюю точку (разрешение поворотки 0,1 угловой секунды!!!)
Но я бы все же предпочел Кфлоп - хорошая техподдержка со стороны разработчикив.

Nikomas написал(а):

alexandr_st
пробовали ли вы настроить торможение и разгон в своем линейном приводе для уменьшения инерции. У мицыков это здорово получается

В Маче есть одна гадость, которую невозможно победить - разгон-торможение. На графиках в Motor Tuning видна трапеция движения. Самая большая проблемма - стартовая скорость задается не с нуля, а уже с какого-то верхнего порога. То же происходит с торможением. В Кфлопе есть такая замечательная штука Jerk - промежуточная скорость между 0 и стартовой скоростью. Именно в этот момент обычно у шаговиков происходит потеря шага. Так вот, при правильно выбранном Jerk вы получите именно то, что видели на видео Mitsubishi - в бокале с водой не прольется ни капли.
Ко всему при хорошо отстроенном Jerk не происходит удара внутри  ШВП трущихся пар и мы существенно продлеваем жизнь комплектухи. Ведь почему, например, быстро разбиаются трапецмедальные винты и гайки? - именно за счет удара при старте.

Отредактировано alexandr_st (19-07-2011 16:39:48)

+1

8

BratEvgen написал(а):

а можно поподробней про это? как часто глючит? как именно?
...я так понял что тут все на маче работают...

Довольно часто Мач самопроизвольно подвисает или начинает жить своей жизнью. Не знаю, каким образом, но разработчики плагина к Кфлоп добились от Мача этим плагином отличной стабильности и прога вместе с контроллером может работать сутками без перезагрузок. Ко всему, чтобы добиться стабильности от серв, нужно задействовать все их возможности: Enable, Fault, Analog monitor.
В том же Мач есть такая волшебная кнопка Reset. Не задумывались, для чего она вообще там нужна? А таки нужна... При нажатии Reset активируется силовая часть Enable  усилителей или шагодрайверов. Т.е. при малейшем сбое Мач автоматически деактивирует движение усилителей. Это выглядит примерно так: Enable заведен на Мач. Сигнал Fault тоже. Цепляем его к Estop. Fault у нас нормально разомкнутый и при подаче питания на драйвер стоновится нормальнозамкнутым. Представим, что на секунду вырубили электричество. В конденсаторах управляющей платы или же в LPT остается остаточные напряжения, которые в момент отключения произвольно пульсируют. То же самое происходит в источнике питания драйвера. При отключении сети драйвера неожиданно рвет и они неуправляемы. Не надо рассказывать, чем это чревато. Даже если наш комп запитан через UPS, Мач не знает о происходящем и продолжает плевать потоки импульсов в порт. Тут вдруг снова включается сеть. Если это серводрайвер управляемый по степ/дир, то он отрубится не сразу, а его логика будет работать еще секунду-две. И в момент пропадания сети входящие степ/диры буферизуются в памяти. При подаче питания драйвер гонит мотор со страшной скоростью чтобы нагнать потерянную позицию.. При активации сигнала Fault все эти сложности пропадают сами собой и Мач в свою очередь знает об ошибке и останавлиает ход программы. Теоретически, все подключается к Мачу напрямую без отдельного контроллера, но здесь встает вопрос быстродействия и инерционности станка. Поэтому все же лучше работать через отдельный контроллер, в котором есть куча входов-выходов, чтобы подцепить каждый драйвер в отдельности, тогда будет проще с диагностикой. Ведь теоретически Fault может даже сработать просто от помехи и вы не будете знать, что именно произошло. В Маче в строке состояния все ошибки показываются.

+2

9

И опять здрасти!
Порылся на просторах нета, и не нашел ответа на свои вопросы....
С координатами х и у понятно, а вот с z и а (поворотной головкой) не совсем. Z нужно делать тоже на линейном двигателе или лучше на швп? Возможно ли вообще комбинировать в одной системе управления разные приводы? Существует ли вариант поворотной оси на ЛД? Сейчас появилась возможность купить готовые координатные оси на ЛД, может есть смысл не самому собирать из магнитов, а купить готовую с линейками?
Просветите, или подскажите где почитать.

0

10

На чем делать, это сугубо ваш выбор. Можно и на ШВП. Но чтоб сохранить динамику всего станка, то надо брать ШВП с большим шагом (20-25мм) и приличный мотор по мощности. В противном случае все скоросные преимущества линейников сходят на Нет. Можно и на линейнике. Но тогда нужно городить дополнительную рейку и ставить на нее зажимные колодки, прицепленные к самой оси, которые будут разневоливаться электромагнитом. Ко всему, чтобы сбить инерцию в момент возможного сбоя,лучше ствить противовес, типа, как в лифтах или же  что-то типа газового  амортизатора, но тогда вес оси нужно подбирать опытным путем, чтобы сбалансировать отжим амортизатора. Комбинировать моторы можно без проблем, только имейте ввиду, что практически все линейники управляются через +/-10в, а обычные сервы, особенно японцы, и через 10в и через степ/дир. В другой ветке я писал про платы -преобразователи степ/дир->+/-10в. Определитесь, чем управлять планируете. Под линейники с большой дискретностью энкодера производительности компа явно не хватит, нужен управляющий контроллер.
Насчет поворотной оси на ЛД... Что такое линейный двигатель? Это тот же двигатель вращения, обмотки которого расположили на плоскости. Грубо говоря круглую трубу разрезали вдоль и развернули в плоскость. У буржуев есть куча моторов, предназначенных именно для поворотных осей. Конструктивно, они не скоростные, максимум 200 об/мин., но усилия бешенные. Попробуйте глянуть поисковиком, напрмер, NSK Megatorque, Direct Drive motor, Absodex indexer. Но при покупке лучше напишите на форум. С моторами очень много подводных камней и можно вхолостую выкинуть кучу денег. Там есть куча ньюансов по подключению, управлению и т.д. То же самое касается и линейников.
Могу дать подсказку насчет мотора для поворотки за доступные деньги. Гляньте на Алибабе китайских производителей велосипедных колес. Продают наборы для дооснащения велика колесом с электроприводом. В качестве привода там стоит обычный сервомотор, в комплекте с усилителем, управляемый через +/-10в. Для полноценного управления остается добавить энкодер. Крутящий момент там очень нехилый. Правда, сам усилитель еще не разбирал и не смотрел потроха, но может будет такая возможность через недельку. И еще один момент, на который в таких моторах стоит обратить внимание - обмотки находятся на роторе, на статоре магниты. Ротор, который традиционно должен вращаться, в том моторе стоит на месте и на него заведены провода питания. Если что-то городить, то встает вопрос, как к вращающемуся статору подщепить подвижку и энкодер, и при этом оба конца ротора должны быть зафиксированны.

Отредактировано alexandr_st (13-08-2011 06:04:32)

0

Быстрый ответ

Напишите ваше сообщение и нажмите «Отправить»



Вы здесь » Форум клана ЧПУшников » Станки с ЧПУ » Станок на линейных синхронных двигателях