Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Portalkran bauen


von Max N. (max_89)


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Hallo Leute,

ich spiele schon seit längerer Zeit einen kleinen Portalkran zu bauen. 
Und ansteuern möchte ich diese Vorrichtung mit meinem Raspberry Pi. 
Dienen soll das als Vorstufe einer CNC - da ich der Meinung bin, dass 
was in klein funktionier, wird auch in groß funktionieren und natürlich 
als Übung.
Größe: etwa 40x50cm

Nun bin ich auf der Suche nach Schrittmotoren und bräuchte da etwas 
Hilfe.
Was sagt ihr zu diesen Objekten:
http://www.ebay.de/itm/Schrittmotor-VEXTA-PK244-03B-C12-Doppelschaft-/121214588489?pt=Motoren_Getriebe&hash=item1c38f3d649
oder:
http://www.ebay.de/itm/Schrittmotor-VEXTA-PX243-03A/121214603454?rt=nc&_trksid=p2047675.m1851&_trkparms=aid%3D222002%26algo%3DSIC.FIT%26ao%3D1%26asc%3D287%26meid%3D2934888030652704836%26pid%3D100005%26prg%3D1073%26rk%3D1%26rkt%3D5%26sd%3D121214588489%26

Da die Motoren ja nicht alleine für das Bewegen reichen, bräuchte ich 
noch paar Tips, wie ich dies mit einfachen Mittel machen kann. evtl eine 
einfache Gewindestange und ein feines Zahnrad, oder etc.
-> also mit einfacheren Mitteln für kleines Geld. Genauer gesagt: ich 
würde die Schrittmotoren auch aus älteren Druckern nehmen wenn ich 
welche hätte :D.

Bin für jede Hilfestellung dankbar.
Beste Grüße
Max

Ach ja: wenn jemand brauchbare Bauelemente für mein Projekt hat, dann 
können wir das Aushandel, bevor die weggeworfen werden ->Keine Macht der 
Wegwerfgesellschaft!

: Bearbeitet durch User
von maschbauer (Gast)


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Bau einen Scanner auseinander. Da ist alles drin, was du brauchst. 
Kosten bei eBay fast nix.

von Stephan (Gast)


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Das Prinzip nennt sich Gantry. Beispiele sollte man finden wenn man nach 
Portalfräsen sucht.

von Max N. (max_89)


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danke für die tips. nur leider hab ich kein alten Drücker da, und das 
ist nicht mein Ding einen neuen um 40€ zu kaufen um es dann wegzuwerfen.
Aber es wäre echt nett wenn jemand mir Antworten auf meine fragen 
liefert, danke schon man.
Beste Grüße
Max

von Stephan (Gast)


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Max Derkach schrieb:
> Aber es wäre echt nett wenn jemand mir Antworten auf meine fragen
> liefert, danke schon man.

Welche Frage ? Ich sehe kein Fragezeichen. Ergo keine Antwort.

Wenn du mal nach Gantry und Portalfräsen gesucht hättest, würdest Du 
wissen wie der Antrieb realisiert wurde. Bei mir mit Kugelspindeln und 
Schrittmotoren. Ich habe auch noch Brauchbare Bauelemente. TB6560 von 
Toshiba inkl. Rechnung.

von Max N. (max_89)


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Okay Stephan auch wenn deine Aussage etwas frech war, danke ich dir für 
die Hilfe, ich werde in der Zukunft auf Fragezeichen achten! Meine Frage 
bezieht sich natürlich auf die beiden Motoren dich ich vor habe zu 
kaufen. Ich werde das ?-zeichen einfügen, für alle die mit STRG+F nach 
Fragen suchen.
Und die Steuerung mache mich mit RaspberryPi so wie ich es oben schon 
beschrieben habe.
Hat hier evtl. jemand schon mal Software für die Steuerung einer 
Fräse(Portalkran) geschrieben?

Beste Grüße

von Hannes L. (hannes)


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Max Derkach schrieb:
> Hat hier evtl. jemand schon mal Software für die Steuerung einer
> Fräse(Portalkran) geschrieben?

Ja, aber das wird Dir vermutlich nicht gefallen, da in Quickbasic auf 
DOS-PC mit Relaiskarte (Gleichstrom-Getriebemotoren) und Lichtschranken 
(Wegerfassung) am Printerport.

...

von Max N. (max_89)


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Okay Quickbasic ist etwas schlecht, bin da mit C/Java unterwegs -es ist 
echt mühsam. Ich arbeite mit einer Art Bitmap wobei immer der 
nächstliegende Punkt angefahren werden soll, was meint ihr ist das der 
richtige Weg?
Und weiterhin die Frage: was haltet ihr von den Schrittmotoren, ich habe 
bei sowas wirklich keine Ahnung? (siehe erster Beitrag). Kennt evtl. 
jemand eine gute und günstige Quelle für Schrittmotoren? Können auch 
welche aus alten Druckern/Scanner sein, es soll ja nicht auf ein nm 
richtig arbeiten.

Danke

: Bearbeitet durch User
von Hannes L. (hannes)


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Max Derkach schrieb:
> mit einer Art Bitmap

Ich habe Vektordaten im HPGL-Format abgearbeitet, aber nicht alle 
möglichen Befehle ausgewertet.

Max Derkach schrieb:
> Kennt evtl.
> jemand eine gute und günstige Quelle für Schrittmotoren?

Günstige Schrittmotoren zur Demonstration der Funktionsweise findet man 
gelegentlich bei Pollin.

> Können auch
> welche aus alten Druckern/Scanner sein, es soll ja nicht auf ein nm
> richtig arbeiten.

Die Präzision hängt nicht (alleine) vom Schrittmotor ab, sondern von der 
Mechanik.

Schrittmotore für Demonstration der Funktionsweise bekommt man recht 
billig. Auch für die Treiber (Endstufen) hält sich der Aufwand in 
Grenzen.

Willst Du aber nicht nur die Funktionsweise demonstrieren, sondern damit 
richtig arbeiten, dann brauchst Du hochwertige (teure) Schrittmotoren 
und auch hochwertige Treiber-Elektronik, die exakt auf die verwendeten 
Motoren abgestimmt ist. Da werden dann die Motoren im Chopperbetrieb 
gefahren (also bestromt), um maximales Drehmoment (und Haltekraft) bei 
minimaler Belastung (Erwärmung) zu erreichen. Das ist eine Wissenschaft 
für sich, weitere Infos findest Du z.B. mit dem Suchbegriff Trinamic.

...

von Stephan (Gast)


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die meisten Leute in diesem Bereich arbeiten mit Mach3 oder  EMC².
Für Dich würde es reichen einen Takt /Richtung IC wie den 6560 einfach 
mit einem Log. Pegel und einem Takt zu versorgen. Ähnlich einer 
Modellbaufernsteuerung, sofern er nicht autark arbeiten soll. Der 
Raspberry kann das auch tun. Ein Schalter für Rechts oder Links und 2 
Taster. Einer für X und einer für Y. Dann noch 2 für Z und feddich ist 
die Laube. Der Raspberry braucht nur noch einen Takt ausgeben der dem 
TB6560 genehm ist und schon bist Du durch damit. Joystick gehen 
natürlich auch dafür, kosten aber etwas. den mech. Aufbau kannst Du auch 
bei den 3D Druckern ansehen.

von Max N. (max_89)


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super, hab mit 2 Schrittmotoren bei Pollin bestellt und zwar diese:
http://www.pollin.de/shop/dt/NjQ1OTg2OTk-/Motoren/Schrittmotoren/Schrittmotor_PSM42BYGHW603_1_8_.html
Ich sehe auch kein Problem eine eigene Transistorschaltung zur Steuerung 
zu bauen, par Transistoren pro Motor und ein 12V Netzteil (max Ausgang 
5A) sollte doch reichen, oder was meint ihr? Danke

von Thomas B. (escamoteur)


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Da Du den Rasperry ja unter Linux laufen hast, guck Dir mal die Seite 
hier an:

http://www.linuxcnc.org/

Aber erhlich gesagt würde ich dafür wenn dann eher das Beaglebone Black 
nehmen wegen der größeren IO-Auswahl.

Gruß
Tom

von Kunzer (Gast)


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Max Derkach schrieb:
> Ich sehe auch kein Problem eine eigene Transistorschaltung zur Steuerung
> zu bauen, par Transistoren pro Motor und ein 12V Netzteil (max Ausgang
> 5A) sollte doch reichen, oder was meint ihr? Danke

Ich glaube du stellst dir die Ansteuerung von Schrittmotoren ein wenig 
sehr einfach vor. Es gibt nicht umsonst div. H-Brücken-ICs und ganze 
Schrittmotorcontroller-ICs. Das ist alles nicht unbedingt so einfach wie 
es sich auf den ersten Blick darstellt

von Max N. (max_89)


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Das wird bestimmt nicht einfach!
Aber es sollte doch nach diesem Prinzip funktionieren, was meint ihr?
http://www.alciro.org/images/alciro/1109_puente-H-motor-hibrido-dos-fases.png
Die Transistoren möchte ich mit einer geeigneten Software und 
Optokoppler über das Raspberry versuchen anzusteuern, oder verhaue ich 
mich da?
Ich will mir dabei keine teuere Elektronik kaufen, sonst ist der 
Lerneffekt gleich 0!

von Hannes L. (hannes)


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Max Derkach schrieb:
> Das wird bestimmt nicht einfach!
> Aber es sollte doch nach diesem Prinzip funktionieren, was meint ihr?
> http://www.alciro.org/images/alciro/1109_puente-H-motor-hibrido-dos-fases.png

Die Schaltung zeigt das Grundprinzip der H-Brücke, es fehlen aber einige 
Kleinigkeiten für den effizienten Betrieb.

> Die Transistoren möchte ich mit einer geeigneten Software und
> Optokoppler über das Raspberry versuchen anzusteuern, oder verhaue ich
> mich da?

Ich kenne weder den Raspberry noch Deine Programmierkenntnisse. Daher 
kann ich nicht beurteilen, ob Du es schaffst, die H-Brücke im 
Chopperbetrieb anzusteuern.

> Ich will mir dabei keine teuere Elektronik kaufen, sonst ist der
> Lerneffekt gleich 0!

Der Lerneffekt wird vermutlich negativ (Frust, aufgeben), wenn Du an der 
statischen Ansteuerung der Motoren festhältst. Das kann man machen, wenn 
die Motoren keine "Kraft" (Drehmoment, Haltemoment) brauchen, also als 
Demonstration mit dem Ziel, sich zu freuen, wenn man den Motor überhaupt 
dreht und in definierte Zielpositionen gefahren werden kann. Dazu kann 
man die Spannung soweit senken, dass der Motor nicht mehr warm wird. Für 
ernsthafte Antriebe ist das aber Quatsch, da der Motor keine "Kraft" 
hat.

Ernstzunehmende Stepper-Steuerungen "bestromen" die Wicklungen des 
Motors. Sie messen dazu den Motorstrom, schalten ihn kurz vor Erreichen 
der magnetischen Sättigung aus und kurz vor Abklingen des 
Induktionsstroms wieder ein. Dies bewirkt ein (halbwegs) gleichmäßiges 
Magnetfeld, ohne dass der Kern in die magnetische Sättigung gerät, was 
zu starkem Stromanstieg und zum Aufheizen der Wicklung führen würde. Die 
Motorsteuerung muss also nicht nur entscheiden, welche Spulen in welcher 
Richtung (mit wieviel Strom bei Mikrostepp) bestromt werden soll, 
sondern sie muss diese Ströme auch unter Berücksichtigung der 
Motor-Induktivität so zerhacken, dass das gewünschte Magnetfeld 
aufgebaut wird, ohne dass es in die Sättigung geht oder zusammenbricht. 
Für diesen Zweck gibt es spezielle Schaltkreise, die bei kleinen Strömen 
auch gut bezahlbar sind. Bei höheren Strömen wird es schnell teuer bzw. 
bei diskreten Lösungen kompliziert. Deshalb haben 
Schrittmotorsteuerungen für Fräsmaschinen nunmal ihren Preis. Dafür 
funktionieren sie aber auch zuverlässig und holen das maximale 
Dreh/Haltemoment bei minimaler Strombelastung (Erwärmung) aus den 
Motoren raus.

Mein Vorschlag betreffs Lerneffekt:
Nimm ein paar billigste Stepper (Pollin), baue zwei H-Brücken gemäß der 
oben gezeigten Schaltung, nimm einen kleinen überschaubaren 
Mikrocontroller oder von mir aus auch einen PC oder alles was dazwischen 
liegt, und versuche, die Motoren langsam, schnell, vorwärts, rückwärts 
drehen zu lassen. Dann ersetzt Du die H-Brücken durch einen preiswerten 
Steppertreiber (z.B. L192), schreibst das Steuerprogramm dazu (und 
stellst fest, dass es viel einfacher wird) und vergleichst Motorkraft 
und Erwärmung gegenüber der Transistor-Lösung.

Dann versuchst Du, das erworbene Wissen auf die großen Motoren zum 
Fräsen umzusetzen. Nun wirst Du keine (bezahlbaren) Treiber-ICs und 
Eigenbau-Lösungen finden und Dich damit abfinden, dass es sinnvoll sein 
kann, auf Bewährtes zurückzugreifen und den Preis dafür zu bezahlen. Da 
steckt nämlich jahrelange Arbeit gut ausgebildeter Ingenieure drin, da 
muss man lange lernen und basteln, um Vergleichbares zu erreichen.

...

von Dil (Gast)


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maschbauer schrieb:
> Bau einen Scanner auseinander. Da ist alles drin, was du brauchst.
> Kosten bei eBay fast nix.

Oder bei Ebay Kleinanzeigen in der Nähe gucken und selber abholen, dann 
spart man Zeit und Porto.

von Max N. (max_89)


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Die Motoren habe ich bereits bestellt, siehe weiter oben.
Ich werde einwenig damit experimentieren, mal schauen was dabei 
rauskommt. Komme aus der Halbleiter-/Programmierrichtung und denke, dass 
dies nicht das Problem sein wird -soll ja ein Projekt werden, dass es 
nicht optimal wird ist mir bewusst. Falls doch alles schief läuft, wird 
ein Controller und Treiber (L192) bestellt, wie der Hannes Lux 
beschrieben hatte -an den negativen Lerneffekt glaube ich nicht, denn 
wenn es nicht klappt bin ich auch etwas schlauer geworden :D.
Weiterhin vielen Dank!

von Max N. (max_89)


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Hallo Leute,

nun habe ich selber einiges mit den Schrittmotoren gemacht. Für einen 
Motor habe ich die H-Brücke selber gemacht und für den anderen eine 
fertige Treiberplatine verwendet. Der Fazit hierfür: Es macht verdammt 
viel Arbeit so eine H-Brücke selber zu bauen, aber das sollte man 
gemacht haben. Den Unterschied zu einem fertigen Treiber (L298) erkenne 
ich (für meine Zwecke ->Plotter) nicht, nur wie gesagt es macht zu viel 
Arbeit und letzen Endes auch teuerer. Die Motoren habe ich hier in 
München günstig von privat bekommen (Nema17).
Ich möchte mich für eure Hilfe nochmal bedanken und auch an die 
Schwarzmaler hier ein Danke!

Frohe Festtage an alle!

Beste Grüße
max

von Stephan H. (stephan-)


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Deswegen sagte ich ja, TB6560 oder ähnliches. Ich habe noch 4 Stück da.
Selbermachen geht, macht aber wenig Sinn.
Ist mit einem IC eben doch deutlich einfacher.
Und da hattest Du nur die Brücke,....denke ich.
Keinerlei Stromüberwachung etc.

Einen Guten Rutsch.

Stephan

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