Hallo! Ich suche gerade nach einem geeigneten Servomotor für meine CNC-Fräse. Nun stellt sich die Frage nach dem Verhältnis der Rotorträgheit des Motors und den zu bewegenden Komponenten. In einem Buch über Servoantriebe wird ein Verhältnis kleiner 2 empfohlen. Die zu bewegende Masse sollte also maximal eine doppelt so hohe Trägheit wie der Motor haben. In Datenblättern von Servomotoren steht allerdings oft was von Faktor 15 zb. hier auf seine 7: http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/catalog/servo/l03007/l03007d.pdf Hat jemand Erfahrungen mit dem Thema? Ich habe ein Motor gefunden der von der Leistung/Drehmoment passt, aber ein geringes Massenträgheitsmoment hat, so dass sich ein Verhältnis von ca. 4 ergibt. Natürlich würde das trotzdem funktionieren, aber irgendwann leidet die Reglerperfromance des Servosystems.. nehme ich an? Grus A.B
Das kann man so nicht sehen. Meist ist da ja noch ein Getriebe dazwischen. Welche Beschleunigungen sollen's denn werden? Die Dreh-Beschleunigung ist Drehmoment durch Massentraegheit. Bei vielen Projekten schleppt sich ein Schrittmotor Schritt fuer Schritt voran. Dass man die maximale Schrittgeschwindigkeit mit einer Rampe ueberschreiten kann ist dann vielleicht schon das Hoechste der Gefuehle.
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Äh naja danke für die Antwort. Ja, ein Getriebe ist dazwischen aber das spielt erst mal keine Rolle welche Masse,Beschleunigung usw. erreicht werden soll. Das Massenträgheitsverhältnis ist nicht unwichtig für die vernünftige Regelbarkeit der SERVOMOTOREN. Sonst wackelt der Hund mit dem Schwanz, sozusagen. Schrittmotoren nutze ich nicht, daher egal. Gruss A.B
A. B. schrieb: > Ja, ein Getriebe ist dazwischen aber das spielt > erst mal keine Rolle welche Masse,Beschleunigung > usw. erreicht werden soll. Klar -- ein Transformator spielt ja auch keine Rolle für die Frage, welche Spannungen und Ströme erreicht werden sollen. Klasse.
Wie im Betreff erwähnt geht es mir um ein ein Verhältnis von zwei Dingen. Dafür ist es unerheblich ob meine Fräse 80kg oder 80t wiegt. Wie ich Parameter wie Drehmoment,Drehzahl und Leistung bestimmte ist mir grundsätzlich klar. Es geht mir daher auch nicht um eine komplette Motorauslegung sondern nur um die Gestellte frage. Vielen Dank und Gruß, A.B
> Ja, ein Getriebe ist dazwischen aber das spielt > erst mal keine Rolle ... So weit wie ich mich entsinne, multipliziert ein zwischengeschaltetes Getriebe das Trägheitsmoment der Last quadratisch ...
Ja genau, es verringert sich allerdings mit dem Quadrat der Untersetzung.
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A. B. schrieb: > Wie im Betreff erwähnt geht es mir um ein ein > Verhältnis von zwei Dingen. Dafür ist es unerheblich > ob meine Fräse 80kg oder 80t wiegt. Wie ich Parameter > wie Drehmoment,Drehzahl und Leistung bestimmte ist mir > grundsätzlich klar. Es geht mir daher auch nicht um > eine komplette Motorauslegung sondern nur um die > Gestellte frage. Naja, wenn Du nicht verstehst, dass eine so spezifische Frage ohne weiteren Kontext nicht sinnvoll beantwortet werden kann, ist Dir halt nicht zu helfen. Da, wie schon mehrfach geschrieben, Momente durch Getriebe beliebig transformiert werden können, haben die von Dir zitierten "Empfehlungen" für sich genommen überhaupt keinen Sinn. Es wäre also noch zusätzlicher Kontext notwendig, beispiels- weise über die Hintergründe dieser "Empfehlungen". Da Du dazu aber nichts sagen willst, ist hier Endstation.
A. B. schrieb: > In Datenblättern von Servomotoren steht allerdings oft was von Faktor 15 Bei modernen Systemen ist 15:1 in Ordnung. Vor ein paar Jahren lag man eher bei 10:1. A. B. schrieb: > Ja, ein Getriebe ist dazwischen aber das spielt erst mal keine Rolle Das spielt sogar eine sehr große Rolle. In etwa so groß wie die Getriebeübersetzung :-) Gruß Daniel
A. B. schrieb: > Dafür ist es unerheblich ob meine Fräse 80kg oder 80t wiegt. Stimmt. Es ist schlicht egal wie viel die Maschine wiegt. Schließlich haben kleine und große Maschinen eine Kugelrollspindel dazwischen. Für das Regelverhalten ist die Masse nicht der wichtigste Faktor. Wichtig wird die Masse erst bei Beschleunigung. Da zeigt sich wie groß der Schleppabstand wird. Bei gut gelagerten Maschinen kann man einen 80t Achse auch mit einem billigen Akkuschrauber verfahren. Wie groß soll den die CNC Käsefräse werden?
A. B. schrieb: > In einem Buch über Servoantriebe wird ein Verhältnis kleiner 2 > empfohlen. Was für ein Buch? Titel, Ausgabe, Alter? Natürlich hat das Trägheitsmoment eine entscheidende Auswirkung auf die Regelung. Wenn der Hersteller des Servomotors sagt es funktioniert bis Faktor 15, dann würde ich dem eher vertrauen, als einem allgemeinen Buch mit einer Daumenregel. Eventuell kann man der Regelung das Trägheitsmoment einstellen, oder die Regelung ist adaptiv (selbstlernend) und stellt sich automatisch auf das Trägheitsmoment ein.
Der Regler verhaelt sich nur fuer ein einziges Traegheitsmoment ideal, welches das ist, wissen wir nicht. Es sind aber zwei Grenzen bekannt, in denen die Regelung noch ordentlich funktioniert. Die eine Grenze (obere) ist das angegebene Traegheitsverhaeltnis von 15, die andere Grenze (untere) ist das Traegheitsmoment des Motors selbst. Der ideale Punkt liegt irgendwo dazwischen. Es kann also durchaus sein, dass die Regelung bei deinem Verhaeltnis von 4 sich sogar gutmuetiger verhaelt, wie bei einem Verhaeltnis von 2.
Mach schrieb: > Der Regler verhaelt sich nur fuer ein einziges > Traegheitsmoment ideal, [...] Wieso eigentlich? Heutzutage lässt sich doch jeder Temperaturregler für den Keramikofen parametrieren -- wieso dann nicht auch ein Servoregler?
Jetzt sind ja doch noch einige brauchbare Kommentare zusammen gekommen! Danke schonmal. Das Buch ist folgendes: Uwe Probst - Servoantriebe in der Automatisierungstechnik S 186: "Das auf die Motorseite umgerechnete Lastträgheitsmoment JL soll so klein wie möglich sein und den Wert des zweifachen Motorträgheitsmomentes JM nicht überschreiten. JL < 2 JM" Natürlich könnte man jetzt die Untersetzung so wählen dass diese Bedingung mit nahezu jedem Motor erfüllt ist. Praktisch macht das aber oft wenig Sinn da z.B bei großen Riemenscheiben die Trägheit lastseitig wieder zu nimmt und man außerdem eine gewisse Mindestgeschwindigkeit im Eilgang haben möchte. Mit dem idealen Arbeitspunkt heißt vermutlich: Hier lässt sich das System am besten Regeln, woanders eben entsprechend schlechter, für die Anwendung aber noch ausreichend. Gruss A.B
Ein Keramikofen ist auch nur ein Tiefpass, der eine beliebige Verzoegerung hat. Ohne pulldown, da ohne externe Kuehlung.
Jetzt ist G. schrieb: > Ein Keramikofen ist auch nur ein Tiefpass, der > eine beliebige Verzoegerung hat. Ohne pulldown, > da ohne externe Kuehlung. Das ist erstens ein Irrtum und zweitens keine Antwort auf meine Frage. Wenn schon jeder popelige Temperaturregler, bei dem es (Deiner Meinung nach) gar nicht notwendig wäre, parametrierbar ist -- wieso dann nicht auch die Servo- regler? Umrichter für DSAM sind es jedenfalls.
A. B. schrieb: > "Das auf die Motorseite umgerechnete Lastträgheitsmoment > JL soll so klein wie möglich sein und den Wert des > zweifachen Motorträgheitsmomentes JM nicht überschreiten. > JL < 2 JM" Naja, irgend eine Form von Begründung wird ja wohl dabeistehen? Unter Technikern sind Dogmen weniger beliebt...
Ne steht nix. Leider. Scheint eher eine Faustformel zu sein.
A. B. schrieb: > Ne steht nix. Leider. Hmm. Das ist natürlich Mist. > Scheint eher eine Faustformel zu sein. Scheint so. Idiotisch, dass es keinen Hinweis gibt, worauf diese Faustregel zielt. An Probleme mit dem Regler selbst mag ich nicht recht glauben; elektronische Regler lassen sich an fast alle exotischen Verhältnisse anpassen, solange die Randbedingungen KONSTANT und die Kennlinien halbwegs linear sind. Ich vermute eher einen Zusammenhang zum Wirkungs- grad. Wenn die Trägheitskräfte im Verhältnis zu den Zerspanungskräften zu groß sind, ist der Motor vorwiegend mit Beschleunigen und Bremsen beschäftigt; wenn er relativ hohe Kräfte bei niedrigen Drehzahlen aufbringen muss, gibt das verhältnismäßig wenig Wirkleistung und große Verluste. Man müsste das aber mal genau durchrechnen.
Verhältnis 2 ist ja schon für hoch-dynamische Systeme. Für "normale" Sachen muss das nicht so extrem sein. Faustformel aus der Praxis: Bis 10 geht immer. Z.B. garantieren einige Servohersteller bis zu diesem Verhältnis eine Funktion mit den Standard-Parametern. Auch das Auto-Tuning des Reglers arbeitet bis zu diesem Verhältnis zuverlässig. Erfahrung aus der Praxis: Bei 15:1 ist es schon nicht mehr trivial für verschiedene Arbeitspunkte einen vernünftigen Parametersatz zu finden. Ein Ingenieur des Herstellers musste anrücken und hat einen Tag lang rumgespielt, bis das Ding stabil lief.
Was ist denn 1 hochdynamisches System? Wenn meine Recherche mich nicht völlig aufs Glatteis geführt hat dann sind bei CNC Machinen Beschleunigungen von ca. 1G üblich.
Hallo "A. B.", A. B. schrieb: > Ne steht nix. Leider. Scheint eher eine Faustformel zu sein. Das ist auch so. Ich habe das vor Jahren mal mit Experten von Beckhoff diskutiert, selbst die konnten mir keine schlüssige Begründung geben. Es gibt aber einen Erklärungsansatz. Konkrete Zahlen bekommst du damit aber auch nicht. Zwischen Motor und Last befinden sich ja in der Regel noch weitere mechanische Komponten, z.B. Getriebe, Zahnriemenstufe, Kugelrollspindel. Alle diese Teile sind nicht ideal Steif, sondern weisen eine dynamische Nachgiebigkeit auf, die man durch ein Feder-Dämpfer Element annähern kann. Selbst für die Kupplung zwischen Motor und Kugelrollspindel gilt das, auch wenn deren Eigenfrequenz sehr hoch ist. Um so größer die Massenträgheit der Last im Verhältnis zum Motor ist, um so mehr Energie wird in die Verformung dieser Feder-Dämpfer Elemente gesteckt. Im Extremfall dreht der Motor hinten wie will hin und her, und am anderen Ende tut sich nichts mehr, weil die Massenträgheit der Bewegung entgegensteht. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Ja genau, so in etwa habe ich das auch verstanden. Aber wieso spielt dann die Massenträgheit des Motors eher eine Rolle als sein Drehmoment? Meinem intuitiven Verständnis nach könnte der Motor durch ein hohes Drehmoment die Massenträgheiten ausgleichen? Danke schon mal für die Hilfreichen Antworten!
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