Moin Leute, Ich suche einen Linearaktuator, welcher jedoch eher als Schrittmotor arbeitet. Für einen Versuchsstand möchte ich gerne ca. 2kN axiale Kraft aufbringen können, wobei ich hier aber auch den zurückgelegten Weg möglichst genau aufnehmen können möchte. Ich dachte hierbei an eine Art Schrittmotor, welcher folgendes kann: X Schritte vor bis Sensor auslöst, X+5 Schritte zurück, 5 Schritte vor, prüfen ob Sensor erneut auslöst, falls nicht, weiter vorfahren bis Sensor auslöst. Und dann den insgesamt zurückgelegten Weg messen bzw. die Schritte messen, welche ich über die Spindelsteigung dann in den zurückgelegten Weg umrechnen kann. Der Sensor ist natürlich ein externes Bauteil und das Ganze soll mittels Arduino gesteuert werden. Es geht dabei darum, dass Material kontrolliert verformt werden kann. Ich wurde nun darauf hingewiesen, dass Schrittmotoren "Schritte verlieren" können. Das wäre für meinen Versuchsaufbau fatal, da der Motor ja gleichzeitig auch mein Messmittel sein soll. Ich bin auch für alternative Konzepte offen, es sollte aber idealerweise eine All-in-one-Lösung sein, da der restliche Aufbau bereits sehr kompliziert sein wird. Ich kann aber natürlich auch mittels einfachen Schrittmotor + Spindel + Spindelmutter + Führungen + Schlitten einen solchen Linearaktuator selbst zusammen bauen. Das wäre notfalls natürlich auch möglich. Ich hörte bereits, dass ein Encoder wohl sinnvoll sei, diesen würd ich mir aber gern sparen. Falls es ohne nicht geht: Ist dieser ebenfalls per Arduino auslesbar und ansteuerbar? Viele Fragen, ich hoffe aber, dass ihr mir hierbei weiterhelfen könnt. LG, Irek
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Irek B. schrieb: > Ich wurde nun darauf hingewiesen, dass Schrittmotoren "Schritte > verlieren" können. Das tun sie nur, wenn sie falsch dimensioniert sind.
Sprich, wenn das Drehmoment stimmt und ich den Motor nicht überlaste, dann sollte dort alles vernünftig laufen? Kennst du eventuell eine fertige All-in-One-Lösung, die du mir nennen kannst? Man sieht bei eBay ja zuhauf diese Stellmotoren für Solaranlagen oder Dachfenster oder oder oder, welche dann mit 6 kN usw angegeben sind und bereits als Linearaktuator funktionieren. Diese können aber ja leider nicht gleichzeitig als "Messmittel" für ihren eigenen Weg verwendet werden und mit Sicherheit auch nicht so genau verfahren werden. Sowas bräuchte ich im Grunde. Fertiger Linearaktuator mit der Auflösung und Funktion eines Schrittmotors. LG
Eigentlich waren/sind Schrittmotoren eine brauchbare Notlösung um irgendwas kontrolliert zu positionieren. Gute Servomotoren waren teuer und aufwändig Heute gibts Encoder billig und leistungsfähige Regelelektronik kostet auch nichts mehr. Schrittmotoren verschwinden so langsam, weil rückgekoppelte System besser, schneller und billiger geworden sind. Und vor allem können sie mit externen Störungen umgehen.
Also eine vorgegebene Kraft aufpraegen kannst du damit nicht. Einen Schrittmotor muss quasi immer ueberdimensioniert sein, sonst passiert genau der Schrittverlust.
Irek B. schrieb: > X Schritte vor bis Sensor auslöst, X+5 Schritte zurück, 5 Schritte vor, > prüfen ob Sensor erneut auslöst, Wohl eher nicht. Grundschulmathematik ist nicht so dein Ding. Irek B. schrieb: > Ich wurde nun darauf hingewiesen, dass Schrittmotoren "Schritte > verlieren" können. Nur wenn sie überlastet werden, also falsch ausgelegt oder angesteuert wurden. Ein richtig benutzer Schrittmotor verliert keine Schritte. Irek B. schrieb: > Ich hörte bereits, dass ein Encoder wohl sinnvoll sei Kann man zur Kontrolle machen, aber wenn der einen Schritt weniger zählt, was machst du dann ? Hat der Encoder den Schritt verpasst oder der Motor ? Irek B. schrieb: > Für einen Versuchsstand möchte ich gerne ca. 2kN axiale Kraft > aufbringen können Die Frage ist: Wie schnell. Denn 2kN kann auch ein kleiner Motor mit ausreichender Untersetzung. Eine Spindel ist eine Untersetzung.
Irek B. schrieb: > möglichst genau Kannst du das "möglichst genau" in Zahlen angeben? Oder andersrum was stellt die Grenzen der Möglichkeiten dar? Geld? Kurz: wieviel darf "möglichst genau" kosten? BTW: dir ist hoffentlich klar, dass du hier vorrangig ein mechanisches Problem hast. Sicher aber keines, das sich allein mit digitaler Elektronik lösen lässt. Ich habe deinen Thread mal dementsprechend einsortiert...
Mein Kostenrahmen beläuft sich auf ca. 500€ für die später fertige "Vorschubeinheit". Ich sehe das Ganze nicht wirklich als mechanisches Problem an, da mir der Teil bereits klar ist. Damit meine ich, dass ich zB. weiß, dass bei Verwenden einer Spindel mit einer Steigung von 2 mm für die angestrebten 2 kN ein Motor mit ~ 0,7 Nm Drehmoment geeignet sein sollte. Die 2 kN sind in diesem Fall auch schon deutlich höher dimensioniert. Die 0,7 Nm basieren nun auf 100% Wirkungsgrad der Untersetzung. Kann man jetzt auf 82% Wirkungsgrad oder sowas hochrechnen. Was ich nun bisher nicht wusste war (oder ist), welche Elektronik ich dafür brauche um dies sinnvoll umzusetzen. Ich kenne mich mit Elektromotoren und Co nicht in dem Maße aus, dass ich das genau beurteilen kann. Mir wurde an anderer Stelle bereits zu einem Servoantrieb geraten. Warum? Weiß ich leider nicht. Servoantriebe seien kräftiger, genauer, ... hieß es. Warum es aber der Schrittmotor nicht sein darf, wurde nicht genannt. Nur, dass dieser Schritte verlieren könnte usw. Daher die Fragen zur Elektronik. Ich habe folgenden Motor gefunden (Nur ein Beispiel): Sanyo Denki 103H7 Schrittmotor 1.8°, 24 V dc / 4 A, 2.7Nm, 4-adriger Anschluss https://de.rs-online.com/web/p/schrittmotoren/8787673?cm_mmc=DE-PLA-DS3A-_-google-_-PLA_DE_DE_Automation_Whoop-_-(DE:Whoop!)+Schrittmotoren-_-PRODUCT_GROUP&matchtype=&aud-821594433763:pla-341983459094&gclid=CjwKCAjwpqv0BRABEiwA-TySwbqj5QGSyZzMFe_fjyG_fYLaJucmtUJaYOaCjbvBAdyfWZiPXwzU5hoCnHUQAvD_BwE&gclsrc=aw.ds Dieser liefert bei ca. 500 - 800 U/min (bin mir grad nicht sicher, wie ich das Diagramm ablesen muss) ein "Pull-out torque" von ca. 1,8 Nm. Da ich wie gesagt wenig Ahnung von der Materie habe, kann ich das nicht ganz beurteilen. Gehe ich davon aus, dass dieses "Pull-out torque" gleich dem Motordrehmoment ist, hätte ich hier die Möglichkeit meine Spindel mit 800 U/min drehen zu lassen, was mir bei 2 mm Steigung eine Vorschubgeschwindigkeit von 1600 mm/min bringt, was wiederum 26,67 mm/s ergibt. Vorausgesetzt ich habe das Datenblatt richtig verstanden. Bei 500 U/min kommen wir bei 16,67 mm/s an. Ich wäre dagegen mit 10-15 mm/s zufrieden. Wenn ich den Motor nun beschleunigen, dann auf den Schritt genau stoppen und um eine exakte Anzahl an Schritte wieder zurück fahren kann und das ganze wieder von vorn, sodass ich immer wieder zur Ausgangsposition komme, dann wäre dies ein geeigneter Motor für meinen Anwendungsfall. Insofern er keine Schritte verliert. Was er ja nicht sollte, da er ausreichend groß dimensioniert ist. Ich komme dann bei 1,8 Nm und 2 mm Steigung auf irgendwas mit 5 - 6 kN axialer Kraft. Das sollte dann ja ausreichen. Zur Genauigkeit: Ich habe aktuell keine Zielgenauigkeit, ich habe mich dem erstmal hingegeben was diese Technik mir ermöglicht. Ich habe also herausgefunden, dass diese Motoren häufig 1,8° pro Schritt machen. Das heißt 200 Schritte pro Umdrehung. Wenn ich wieder von 2 mm Spindelsteigung ausgehe, bekomme ich 0,01 mm Auflösung pro Schritt. Und das hört sich für mich erstmal sehr gut an. Genauer werde ich es wohl nicht brauchen. Ich hoffe ich konnte etwas Licht ins Dunkle bringen. Falls ich da irgendwo Mist gerechnet habe, weist mich bitte drauf hin. Edit: Der wichtigste Punkt hierbei ist: Welche Art von Motor kriegt das hin, was ich vorhabe. Und gibt es sowas ggf. bereits als eine Art Linearaktuator, der so bereits vormontiert ist und als in sich geschlossenes System verbaut werden kann. Oder muss ich das Ganze aus Spindel, Führung, usw selbst zusammenstellen und auf einer Platte montieren, welche dann in meinen Versuchsstand integriert wird. Ersteres wäre mir lieber. LG, Irek
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Irek B. schrieb: > Dieser liefert bei ca. 500 - 800 U/min (bin mir grad nicht sicher, wie > ich das Diagramm ablesen muss) ein "Pull-out torque" von ca. 1,8 Nm. Ich lese bei etwa 1,8Nm die 1k Pulse/sek raus. Also 5 Umdrehungen/Sekunde oder 300/min. Dort liegt auch der Punkt fs, von dem.wuerde ich eher einen gesunden Abstand lassen, da eine Spindel keine gute Massentraegheit einbringt.
Bei ca. 100 U/Min hätte ich dann ca. 2,3 Nm. Würde ich statt der 2 mm Spindel eine mit 4 mm Steigung nehmen (nach jüngster Recherche eh wahrscheinlicher), komme ich bei ~3250 N axiale Kraft an, wenn ich mit großzügigen mechanischen Verlusten von 10% rechne. Hierbei hätte ich dann 15 mm/s Vorschubgeschwindigkeit. Muss ich denn unter oder oberhalb des Punktes fs bleiben? Oder einfach nur weit genug weg davon? Und was sagt dieser Punkt genau aus? Offensichtlich kann sich der Motor an genau diesem Punkt ohne Last gerade noch so selbst zum Drehen bringen, oder liege ich da falsch? LG
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Irek B. schrieb: > komme ich bei ~3250 N axiale Kraft an, wenn ich mit > großzügigen mechanischen Verlusten von 10% rechne hm Trapezspindeln haben etwa 50 bis nahe 90% Reibungsverlust, wenn Du nur 10% annimmst, geh ich von Kugelgewinde aus. (was allerdings auch eher mit 20-30% gerechnet werden sollte) von "grosszügig" kann hier also keine Rede sein mMn 'sid
Ich hatte dazu offensichtlich vereinfachte oder falsche Informationen verwendet. Aber selbst wenn ich noch weitere 20 % Verlust mit einbeziehe, übertreffe ich meine geforderten 2 kN. Ich denke dann wäre das Ganze dennoch so machbar. Hätte da ansonsten jemand einen Einwand? Dieser Motor + Kugelumlaufspindel für eine genaue Positionierung brauchbar? Ohne Schrittverlust, wenn ich die 2,3 Nm bei 100 U/min nicht überschreite? Und erneut die Frage: Kennt jemand einen Anbieter für Linearaktuatoren, wo ich mal stöbern kann? Linearaktuator im Sinne eines positionergenauen Linearantriebes. Damit wäre das Thema dann auch schon fast beendet :). Danke an alle bis hierhin schon mal. LG, Irek
Hallo, klick dich mal durch diese Webseite: https://www.isel.com/de/ile-20-20-zwei-antriebe-eine-achse.html Die haben eigentlich alles was du brauchst. Salu Hans
Irek B. schrieb: > Muss ich denn unter oder oberhalb des Punktes fs bleiben? Du wirst mit der Drehzahl nicht drueber kommen, das Moment an dem Punkt ist ja schon null. > Offensichtlich kann sich der Motor an genau diesem Punkt ohne Last > gerade noch so selbst zum Drehen bringen, oder liege ich da falsch? Wenn der Motor ohne Welle frei dreht, ist die elektrische Anregung in diesem Punkt mit der Mechanik in Resonanz, und der Motor vibriert nur noch, statt sich zu drehen. Ein zusaetzliches Traegheitsmoment an der Motorwelle (z.B. eine Schwungscheibe) verschiebt den Punkt in Richtung hoeherer Drehzahl. Die Schwungmasse der Spindel ist nicht unbedingt hilfreich, da sie durch ihre Laenge die Traegheit elastisch anbindet, das verstaerkt die Vibration. Reibung, also quasi Ohmsche Last, hilft auch nicht. Das Drehmoment geht nicht erst bei fs schlagartig auf Null, sondern reduziert sich schon vorher, deswegen solltest du in der Auslegung nicht zu dicht ran.
Irek B. schrieb: > Und erneut die Frage: Kennt jemand einen Anbieter für Linearaktuatoren, uups überlesen.. ja isel oder Neff (neff-gewindetriebe.de oder so) kannst ich auch mal bei Maedler umgucken die haben auch viel drumherum was gebraucht wird (linearführungen, treibriemen, motorkupplungen etc..) 'sid
Vielen Dank für eure Hilfe, ich schau mal nach und frage bei Bedarf hier nochmal 1 - 2 Details nach. Falls jemand aber noch zwischenzeitlich was findet, immer gern her damit. :) LG, irek
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