2 Motoren auf der X-Achse

  • Hi!


    Baue auch gerade eine Portalfräse...


    Nun stehe ich vor dem Problem mit den zwei Motoren auf der X-Achse! Die einen sagen j das muss unbedingt so sien, die anderen sagen Blödsinn!


    Was sagt ihr?


    Von der Ansteuerung her gesehen, verwenden viele ein 3 Achsen Interface mit 4 Endstufen, wobei in 2 Endstufen die gleichen Signale gehen!
    Wie wird dabei das Verkanten verhindert?


    Danke!


    Gruß


    Dennis

  • Danke für die schnelle Antwort!


    Ja das mit den Schrittverlusten habe ich mir schon fast gedacht :D


    Aber mal im Ernst, wie kann ich das konkret verhindern? 4 Ausgänge an der Steuerung verwenden um so über die Referenzfahrt einen Ausgleich zu schaffen.


    Oder beide Motoren mit einem Zahnriehmen verbinden?


    Oder...

  • Hi Dennis,


    naja, hier wirst Du auch nichts anderes hören, als dass die einen sagen JA, und der andere Teil NEIN. :D


    Ich persönlich bin kein Fan von zwei Antrieben, aber das kommt, wie bereits gesagt, auf die Bauart an. Bei mir kommt sowas nur ran, wenn es nicht anders geht, ergo, wenn ich mittig die Spindel nicht platzieren kann. Allerdings verwende ich auch Kugelumlauf-Führungen.


    Denn jede Spindel mehr heißt, noch mehr Ausrichtarbeit, die für den Hobbyisten ja ohnehin meist nicht so einfach ist. Außerdem sind die Kosten deutlich höher.


    Wenn Du zwei Antriebe nimmst, dann ist ein Zahnriemen ein absolutes MUSS. :!:


    LG
    Gregor

  • Hi!


    Danke für die schnelle Antwort!


    Über einen Zahnriemen und nur einem Schrittmotor, werden sich aber verschiedene Drehmomente auf den beiden Spindeln einstellen!


    Ich verwende auch Kugelumlaufspindeln!


    Ich frage mich nur, wie das dann CNC-Step macht?


    Danke!


    Gruß


    Dennis

  • Hi Dennis,


    das entscheidende ist aber nicht die Spindel, sondern die Führung. Eine Gleitführung verkantet leichter, als eine Linearführung mit Kugelumlaufwagen. (Stick-Slip Effekt )


    Naja, und nur weil es der eine so macht, heißt es noch lange nicht, dass man es nachmachen muss. ;) Es zwingt Dich ja auch keiner dazu, ich würde es Dir nur nahe legen einen Zahnriemen zu verwenden.


    LG
    Gregor

  • Hi!


    Ich habe Führungswagen mit unterstützter Welle worin sich ein Linearkugellager befindet!


    Mit der Umlenkrolle ist kein schlechter Gedanke, ändert aber leider nichts an der Drehmomentsänderung, da der Zahnriemen einen Widerstand darstellt, der so nicht ausgeglichen werden kann...


    Ich habe mal von einer Möglichkeit mit den Referenzschaltern gelesen, wo erst eine Referenzfahrt gemacht wird, um das Porta genau auszurichten!


    LG

  • Referenzfahrt um das Portal auszurichten? Herrje, wer hat denn das erzählt? :D Und was ist, wenn das Portal schon schief steht und verkantet - wie kommt es da anständig zum Referenzschalter? ;)


    Die Referenzfahrt dient zu etwas anderem. Die Maschine bzw. die Software ist dumm. Wenn Du sie einschaltest, weiß sie nicht, wo sie gerade steht. Deshalb machst Du eine Referenzfahrt, in der alle Achsen in eine definierte Richtung bewegt werden. Sobald jede Achse den Ref. Schalter berührt, kriegt die Software ein Signal und ab da weiß die SW, dass das Portal/Tisch an der Pos. (0,0,0) steht.


    Wie soll das denn umgesetzt sein? Mit zwei Schaltern in Serie?


    LG
    Gregor

  • Guten Morgen!


    Zitat

    Referenzfahrt um das Portal auszurichten? Herrje, wer hat denn das erzählt? :D Und was ist, wenn das Portal schon schief steht und verkantet - wie kommt es da anständig zum Referenzschalter? ;)

    Naja, so falsch ist das nicht. Bei einem Portal mit 2 unabhängigen Antrieben werden eben auch 2 unabhängige Referenzschalter eingesetzt. Bei einer Referenzfahrt wird dann in Richtung der Schalter gefahren, sobald der erste (Y1) erreicht ist, stoppen beide Motoren und die Y1 - Achse ist referenziert. Dann wird Y2 bis zum Referenzschalter gefahren und ist ebenfalls referenziert.


    Dann sollte das Portal wieder richtig stehen. Voraussetzung ist natürlich, daß es sich überhaupt noch fahren lässt, logisch. So macht es zumindest Mach3 bei Hilfsachsen.
    Natürlich ist das nicht ganz unproblematisch, aber bei richtig dimensonierten Antrieben letztendlich kein Problem.


    Gruß Wolfram

  • Hallo,


    ob man 2 Spindeln braucht kann ich nicht sagen. Ich habe 2 und einen Motor in der Mitte mit 2 Zahnriemen. Bei 2 Antrieben ohne Kopplung hätte ich aber ein ungutes Gefühl. Wenn das verkanntet hat man bestimmt die erste Macke in den Führungen wenn die Motore stark sind.


    Gruß
    Werner

    Mit einem Computer kann man Probleme lösen die man ohne Computer nicht hätte.

  • Hallo Dennis!



    Also meine Maschine ist auch für zwei X-Achsen gebaut. Ich habe bei MACH3 als X-Hilfsachse die A verwendet.


    Beidseitig Linearführungen von THK mit Scwerlastführungswagen die relativ lang sind (135 mm).


    Direkt angetiebene Isel Kugelumlaufspindel mit dem gleice Stepper wie du (3Nm).



    Meine Meinung:


    Schrittverluste sind immer ein Problem und ich hatte wie du schon weisst eine Menge Probleme bei meine ersten Versuche.


    Wichtig ist diese zu vermeiden mit bessere Hardware und vorallem das Gerät nicht am Limit einzustellen.


    Wenn es zu Schrittverlusten kommt dann steht das Portal nicht mehr paralell, klar und das Werkstück ist hinüber. Ist es aber auch nict hinüber


    wenn es bei einem Antrieb zu Schrittverlusten kommt? Natürlich!



    Was das Ausrichten betrifft abe ich zwei Referenzschalter an X und A mit unterschiedlichen Inputs. Sobald ich eine Referenzfahrt mache,


    fahren beide Achsen zurück und stellen das Portal 100% Paralell. Soviele Schritte kann ich garnicht verlieren bis das Portal sich nicht mehr bewegen läßt.



    Sollte ich wirklich oft und zuviele Schrittverluste haben, dann sind Schrittmotoren eher was für Modellautos und nicht für solche Maschinen.


    Dann kommen alle im Kübel und das ganze wird auf Servos gemacht.

  • Hallo zusammen,


    Ich will versuchen das ganze über Fakten zu bewerten:


    2 Antriebe nicht synchronisiert, lediglich per 1Stück Referenzschalter genullt :thumbdown:

    • Jeder Schrittmotor weist einen geringen Winkelfehler auf, bei Mikrostep kann sich dieser zusätzlich verstärken


    • Fertigungstolleranzen der Motordaten wie: Rotorträgheit (Dynamik), Drehmoment etc. können auftreten


    • Resonanzen können sich eher verstaerken oder überlagern


    Ich denke das dies hier alles aufgeführte Negativaspekte mit sich bringen kann und würde dies eher zu vermeiden versuchen!


    Die Geschichte mit zwei Referenzachsen erachtre ich als sehr kritisch: Wir fahren in der Regel Mikrosteps d.h. geringe Auflösungen die über Schalter/Sensoren mit Hysteresen synchronisiert werden sollen, hmmmmmm da habe ich ja weitere Fehler die sich addieren können....
    In der Industrie ist das mit servos und einer direkten Wegaufnahme (Glasmassstab) und zusätzlich Motorresolvern (Auf den Motorachsen als zusätzliche Synchronisierung) eher realisierbar, jedoch wirds nach möglichkeit auch vermiden! Wenn möegich einen anständigen Antrieb über zwei oder besser einen Gesamtriementrieb synchronisiert und Du schliesst viele potenzielle Fehlerquellen vor ab aus :thumbup:


    Ich finde das es hierbei weniger um Geschmack als um Risikobewertung/Abwägung und Fehlervermeidung gehen sollte!


    P.S. eine zentrale Kugelrollspindel hat auch durchaus Ihre Vorteile wenn die Portalbreite und Stabilität dies zulässt oder wir von verfahrbaren tischen reden! Wie gesagt, jeder Anwendungsfall bedarf einer Einzelbetrachtung. Es sei jedoch bedacht, dass wir in der Regel als Hobbyler beschränkte finanzielle Mittel für Kauf Komponenten, Fertigungseinrichtungen zur verfügung haben und dies leider all zu oft die beste technische Lösung verhindert ;(


    LG Topenga

  • Hallo Leute,


    auch ich habe zwei KG-Triebe an der X-Achse verbaut, welche auch mit je einer Endstufe (Beast von Bene) und je einem Schrittmotoren (Vexta PK 268-E3.0B 1,75Nm 4,2A bipolar parallel) angetrieben werden. Beide KG-Triebe der X-Achse sind miteinander über Zahnriemen gekoppelt... siehe Bild.


    Riementrieb.jpg


    Ich habe einen dreifachen Riementrieb gewählt, weil der lange Riemen von X1 nach X2 dann unter der Ebene der Spannplatte liegt und somit auch Material "durchgeschoben werden kann. Zu dem herrscht bei dieser Ausführung weniger Radiale Kraft auf der Lagerung der Schrittmotoren... die Lager können ja auch nicht alles verpacken. Ausserdem lässt sich der Riementrieb so auch besser gegen Schmutz und Späne schützen... auf dem Bild habe ich die Abdeckungen allerdings ausgeblendet.


    Der Nachteil liegt sicherlich im Bereich Geräuschentwicklung, denn so ein Zahnriementrieb kann ganz schön jaulen. Aber besser ein Jaulen als ein Ächtzen wenn das Portal ungewohnte und unzulässige Winkel zur Y-Achse annimmt :).


    Die X-Achse ohne Zahnriemenkopplung zu betreiben, das ist mir wirklich zu windig.... grade weil bei einem herkömmlichen Schrittmotorantrieb die reale Schrittkontrolle fehlt. Aber ich habe die Zahnriemenkopplung nicht primär wegen Schrittverlusten verbaut, eher wegen einem eventuell entstehenden Defekt. Wenn mal, aus welchem Grund auch immer, ein Motor ausfällt, dann herrscht schnell Schiefstand mit 2200 N (224 kg) und das reicht für genügend plastischer Verformung im Portal.


    Ansonsten habe ich keine Probleme mit Schrittverlusten, denn wenn ein Schrittmotorantrieb ausreichend dimensioniert und parametriert ist, dann enstehen auch keine Schrittverluste ;).


    Für diejenigen die es interessiert, hier mal ein paar Testvideos... Leerfahrten mit 9 m/min (KG-Triebe mit 4mm Steigung 1:1 über Kupplung mit dem Schrittmotor verbunden)


    Test 1 Helix mit 9 m/min


    Test 2 Helix mit 9 m/min


    Test Vorschub X-Achse mit 9 m/min


    Test Vorschub Y-Achse mit 9 m/min


    Test Vorschub Z-Achse mit 9 m/min


    Test Vorschub XYZ-Achsen simultan mit 9 m/min


    Gruß... Ingo

    Was nicht passt wird passend gemacht und was dann nicht passt wird eben neu gemacht :)

  • Hi Ingo wirklich sehr hilfreich. 9m/min ist super denke ich oder? ich habe noch nicht alles ausprobiert aber im moment bin ich auf 8m/min bei microstep 1/16. ich habe Kugelumlaufspindel mit 10mm steigung. Was meinst du ist 1/16 überrtrieben'? soll ich auf 1/8 gehen?


    Ich hatte am Anfang 'Probleme mit meine Treiber aber die neuen Modelle sind jeden Euro Wert. Es läuft jetzt alles sehr ruhig ohne Schrittverluste.


    Die zwei X-Achsen machen keine Probleme obwohl ich keine Koppelung habe. Wenn wirklich einmal ein defekt haben sollte...sehe ich weiter.


    Im Moment ist es aber nicht sinnvoll für mich die Konstruktion zu verändern.



    Auf deine Testvideos habe ich ein Handrad gesehen. Dieses ist das gleiche Fabrikat wie meines jedoch das andere Modell.


    Ich habe bereits ein Thema darüber da ich mit dem Anschluß nicht weiter weiss. Kannst du mir dort ein Paar Tipps geben wie ich die Umschalter für Schrittauflösung und Achs-Auswahl machen kann?



    Danke im Voraus

  • Hi EL1974... wie immer auch dein Name lautet ;).


    Also 1/16-Schritt ist ansich in Ordnung, hast ja 10mm Steigung und das bedeutet ja dann 0,003mm pro Mikroschritt.


    Na wenn du auf eine plastische Verformung warten magst und dann erst handeln willst... dann nur zu. Ich weiss ja nicht was du für Motoren drangebaut hast, aber die Wirkende Kraft, und dieses auch bei 10mm Steigung, ist nicht geringfügig... kann ganz schön was anrichten ;).


    Die Sache mit dem Handrad ist nicht ganz so einfach... am besten nimmst du das Interface von Marcus Mechatronic, dann klappt das auch. Dazu noch die Doku für's Handrad und los geht's mit dem handradeln :).


    Gruß... Ingo

    Was nicht passt wird passend gemacht und was dann nicht passt wird eben neu gemacht :)

  • Hallo Zusammen,


    das letzte Posting zu dem Thema ist zwar schon ein paar Wochen her aber ich geb trotzdem auch noch meinen Senf dazu...


    Eine meiner wichtigsten Erfahrungen bei der Konstruktionarbeit ist: Mach es so einfach wie möglich, kompliziert wird es am Ende von ganz allein.
    Bei einer Neukonstruktion einer "normalen" Portalfräse würde ich keine Kompromisse eingehen und auf jeden Fall dafür sorgen dass der Achsantrieb mittig liegt.
    Wenn das aufgrund eines Umbaus oder wegen extrem großem Führungsabstand wirklich nicht geht dann gefällt mir die Lösung vom Werner (BoCnc) noch am Besten,
    Ein Motor mittig und von da aus zwei gleiche Zahnriemen zu den Spindeln.
    Man sollte immer bedenken, doppelter Achsantrieb heisst doppelte Kosten, doppelte Anfälligkeit, doppelter Energieverbrauch, doppelte Ansteuerung, doppelte ....


    Einen schönen Sonntag Euch Allen
    Stefan

  • Hi
    Frage:
    Kann man die Schrittmotoren nicht einfach parallel auf 1 Endstufe Schalten sofern die groß genug ist und den Strom kann.
    Dazu brauch ich doch nicht eine 2. Endstufe!? ?(


    Die Version bei Ingo finde ich Top da die Kraft auf die Spindeln direkt von den Motoren kommt und mit dem Riemen Synchronisiert wird.
    Bei mir wird die 2. Achse nur über den Riemen angetrieben was bis jetzt auch prima funtzt.


    Gruß Amadeus 8)8)8)

    . Ein Kluger bemerkt alles,
    ein Dummer macht über alles seine Bemerkungen.
    Heinrich Heine

  • Hallo Amadeus,


    bei "älteren" Endstufen kannst du das noch machen, sofern das dann noch mit dem Widerstand der dann parallel geschalteten Wicklungen hinhaut. Bei moderneren Endstufen geht das eher nicht mehr so gut, denn dort gibt es aktive Resonanzdämpfungen u.s.w. und die Funktioniert dann nicht mehr einwandfrei.


    Also ich habe an meiner X-Achse ja zwei Schrittmotoren verbaut und für jeden Schrittmotor ist auch je ein Beast zuständig. Die Signale (Takt und Richtung) bekommen die Endstufen parallel vom Interface... haut einwandfrei hin.


    Die Kopplung per Zahnriemen ist bei mir lediglich nur noch da um bei einem Fehler oder Ausfall einer von beiden Endstufen oder Motoren mein Portal zu schützen. Ich habe die ganze Sache auch schon mal einige Wochen ohne Zahnriemen betrieben, dabei konnte ich nach wöchentlicher Messung nie eine Abweichung feststellen.


    Gruß... Ingo

    Was nicht passt wird passend gemacht und was dann nicht passt wird eben neu gemacht :)

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