Autor Tópico: Calculo motor de passo  (Lida 3703 vezes)

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Offline Rodrigobaronio

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Calculo motor de passo
« Online: 18 de Dezembro de 2016, 13:34 »
Ola.

Estou projetando um atuador linear com um motor de passo e com uma rosca de 25mm diametro com fuso rapido de passo de 50mm.  O sistema vai ficar na posição vertical e deve suportar um peso estatico de 40kg, porem com o movimento acredito q esse peso pode chegar ate 80kg. Entao supondo q o dimensionamento seja pra 80kg. Queria saber qual torque do motor de passos necessario para suportar 80 kg e ainda sim ter uma velocidade rapida. Estava suponto q o torque seria 80kg x raio(1.25cm) = 100kg.cm seria isso?



Offline minilathe

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #1 Online: 18 de Dezembro de 2016, 16:37 »
Como engenheiro, você deve saber que gostamos e precisamos de números para o dimensionamento correto. Você deve especificar a velocidade de movimentação do motor.

Offline Rodrigobaronio

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #2 Online: 19 de Dezembro de 2016, 14:59 »
certo.

como pretendo usar o atuador linear para simular a velocidade do chassi do carro, quanto mais rápido o movimento melhor, tenho que otimizar velocidade com carga.

o peso do sistema total é de 130KG que serão dividido em 3 motores equidistante dividindo a carga em 1/3 para cada motor, ou seja 43,3KG por motor. (força vertical)

parti do principio de utilizar 3 motores nema34 com 100kgf.cm a 200pps ou 50kgf.cm a 2000pps ou 28kgf.cm a 4000pps (aqui para analise velocidade e carga).

partindo do principio q velocidade para mim é o mais importante, inicio os cálculos com 4000pps cujo RPS seria 4000/200 = 20 assim com um fuso de 25mm diametro com 20mm de passo o deslocamento seria 20RPS X 20mm = 400mm/s certo?
agora queria verificar a carga como a 4000pps o torque cai para 28kgf.cm
a força seria

Fuso M1: raio=25 / 2 = 12,5mm = 1,25 cm
Torque = F x r
Força Tangencial = 28  / 1,25 =  22,4 Kgf
tg A = passo / (PI x D) = 20  / (3,1415926 x 25) = 0,2540
Força axial = Força Tangencial / tg A = 22,4 / 0,2540 = 88 Kgf

88kg x 3 = 264kg a força total que suportaria o motor, porem essa força a velocidade do motor seria nula correto? ate qual carga seria possivel atingir proximos dos 400mm/s 20a30%? atualmente o peso estatico esta atuando em 50% do carga maxima total. como estimar a velocidade do conjunto? e claro se minhas contas anteriores estão corretas? e alguma sugestão de motor ou mudança de fuso.



ou seja a força maxima que esse motor aguentaria seria 88kg?


Offline minilathe

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #3 Online: 19 de Dezembro de 2016, 15:25 »
O torque nominal de um motor de passo se refere à condição estática (parado, ou saindo na inércia).

Como parece que você pretende simular um chassi de um carro, a aceleração deve ser algo elevada, portanto, pode ser mais indicado um outro motor de maior aceleração ou com curva de torque de menor declividade. Neste caso, sugiro um servo motor.

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #4 Online: 20 de Dezembro de 2016, 09:29 »
Apenas por curiosidade matemática... a muitas eras atrás eu fiz uma planilha muito simples que mostra qual seria o torque disponível usando-se um conjunto motor de passo/fuso - esta planilha não leva em consideração inércia ou atrito total dos conjuntos móveis nem alguma vantagem mecanica - apenas considera o rendimento do conjunto fuso/porca...

Caso esteja interessado, está à disposição.

Há também um outro documento que mostra outra aproximação em como calcular o torque necessário... (em PDF)

Online vieirajp

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #5 Online: 23 de Dezembro de 2016, 23:09 »
Olá Pessoal, gostaria de uma ajuda

    O Fabio postou aqui uma planilha e eu mais que depressa fui testar aqui com as especificações do meu motorzinho e fiquei com uma dúvida tremenda.
    Comprei 3 motores no aliexpress com a seguintes especificações: Technical Specifications
Part No.:   23HS2430
Frame Size:    NEMA23
Step Angle:         1.8 degree
Current:              3.0A/phase
Resistance:         1.6 Ohm/phase
Inductance:         6.8 mH/phase
Holding torque:    280N.cm/18kg-cm     425 oz-in
Rotor inertia:       800g-cm2
Number of wire leads:     4
Weight:              1.66 kg
Length:               112mm


  Mas vi que algo não estava batendo com a planilha que o F.Gilii postou.
  Fui pesquisar e encontrei um site para conversão: http://www.convertworld.com/pt/torque/  e estava batendo certinho com o Fabio
  Sendo assim meu motor possui: 18kg-cm como esta especificado ou 2.8 N.m ou 3 N.m  :-[ :-[ :-[?
  Por favor quem puder me ajudar fico muito grato.

Abraços.
Att,
Reginaldo.

Offline minilathe

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #6 Online: 23 de Dezembro de 2016, 23:46 »
Conforme está escrito, o torque é 280 N.cm = 2,8 N.m

É só dividir por 100....

Online vieirajp

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #7 Online: 24 de Dezembro de 2016, 09:24 »
  Olá Gil,

  Agradeço sua atenção.

  Fico Feliz, estava fazendo cálculos com com base em 18Kg e sempre ficava triste com o resultado, mas agora vejo que possui aproximadamente 30Kg-cm e não 18Kg como vinha na especificação.

  Agora é só esperar o ano que vem para comprar as guias lineares e dar sequencia no projeto.

  Abraço a todos e um Feliz Natal.

Att,
Reginaldo.

Offline minilathe

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #8 Online: 24 de Dezembro de 2016, 22:48 »
280 N.cm é aproximadamente 28 kgf.cm. É só dividir por g (aprox. 10).

Feliz Natal!!

Online vieirajp

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #9 Online: 25 de Dezembro de 2016, 12:49 »
   Muito Obrigado por sua atenção Gil,

   Eu estou muito animado em breve vou adquirir as guias lineares de 20mm para minha router, estou  mais confiante agora.
   Só falta convencer a patroa de que vai funcionar :D
   
   Vou montar sobre cantoneiras reforçadas de aço com furos oblongos tanto para fixação na mesa quanto para fixação das guias assim terei maior exatidão no paralelo e correção no empenamento da mesa.

   Um Forte Abraço Amigo,

  Feliz Natal para você também, que nesta data renasça em nossos corações o verdadeiro espirito que é de Paz Amor e Afeto ao próximo.
 
 Um Forte Abraço Amigo,

Offline Rodrigobaronio

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #10 Online: 26 de Março de 2017, 18:41 »
Ola pessoal, estou devolta para contar novidades so meu projeto, adiquiri o motor de passo nema34 kltc de 13nm. Fuso e castanha 16x10. Estou terminando a mecanica do conjunto com chapas, rolamentos lineares para deixar o conjunto com 10cm de deslocamento possivel.

Sendo assim vou passar algumas informacoes, sobre cada atuador linear vou ter uma carga estatica de 50kg. Com a movimentacao pra cima e pra baixo estimo q possa chegar a 100kg. Fiz uma estimativa que esse meu conjunto aguentaria ate 350kg de torque estatico, corro o risco do motor perder passo devido a esse peso nele de aproximadamente 30%???

Mais um dados para a proxima pergunta, como o deslocamento eh de 10cm e cada rotacao do motor desloca 1cm serao 10revolucoes a 200 passos ( trabalhando com passo cheio, esse eh oque gera o maior torque?? Pois eh oque preciso para mudacas rapidas de direcao) total de 2000 passos. Ao ligar o sistema, o software q ja me informei manda informacoea de 0a1024, q com um mapeamento vpu transformar de 0a2000passos. Assim ao ligar o jogo manda a informacao de 512 e meu motor deve girar 1000 passos e subir 5cm. Correto? O jogo manda informacoes de 0a1024 a cada 10ou50milisegundos oq vai ter muita variacao de direcao em 1 segundo, caso eu uso 50ms por output do jogo. Serao 20 informacoes de passos para o motor seguir em 1 segundo.

Minha outra duvida eh referente a programacao/mecanica, n sei se aqui seria o local correto para a pergunta, como quero usar o maior torque quando solicitado e ir ganhando veloxidade ate o torque solicitado. Usar o passo cheio e tava pensando em usar a programacao em arduino de, caso alguem tenha um suagestao de trabalho de passo, meio passo, 1/4 passo para.maior torque?

  actuatorPositionMAP = (actuatorPosition,0,1023,stepMin,stepMax);

  if (actuatorPositionMAP > stepcount){
      digitalWrite(DIR,HIGH);
      digitalWrite(PUL,HIGH);
      delayMicroseconds(1);
      digitalWrite(PUL,LOW);
      delayMicroseconds(1);
      stepcount ++;
  }

  if (actuatorPositionMAP < Stepcount){
      digitalWrite(DIR,LOW);
      digitalWrite(PUL,HIGH);
      delayMicroseconds(1);
      digitalWrite(PUL,LOW);
      delayMicroseconds(1);
      stepcount --;
  }

Offline Lafotec

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #11 Online: 14 de Maio de 2017, 12:33 »
As vezes também me confundo todo com essa porcaria de Newton.
Estudei e trabalhei por muito tempo com MKS e agora tudo mudou... Pior ainda o tal do "Pascoal" que é uma porcaria de medida de pressão minúscula...
Tse...Tse...Tse...

Offline Lafotec

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #12 Online: 14 de Maio de 2017, 19:25 »
certo.

como pretendo usar o atuador linear para simular a velocidade do chassi do carro, quanto mais rápido o movimento melhor, tenho que otimizar velocidade com carga.

o peso do sistema total é de 130KG que serão dividido em 3 motores equidistante dividindo a carga em 1/3 para cada motor, ou seja 43,3KG por motor. (força vertical)

parti do principio de utilizar 3 motores nema34 com 100kgf.cm a 200pps ou 50kgf.cm a 2000pps ou 28kgf.cm a 4000pps (aqui para analise velocidade e carga).

partindo do principio q velocidade para mim é o mais importante, inicio os cálculos com 4000pps cujo RPS seria 4000/200 = 20 assim com um fuso de 25mm diametro com 20mm de passo o deslocamento seria 20RPS X 20mm = 400mm/s certo?
agora queria verificar a carga como a 4000pps o torque cai para 28kgf.cm
a força seria

Fuso M1: raio=25 / 2 = 12,5mm = 1,25 cm
Torque = F x r
Força Tangencial = 28  / 1,25 =  22,4 Kgf
tg A = passo / (PI x D) = 20  / (3,1415926 x 25) = 0,2540
Força axial = Força Tangencial / tg A = 22,4 / 0,2540 = 88 Kgf

88kg x 3 = 264kg a força total que suportaria o motor, porem essa força a velocidade do motor seria nula correto? ate qual carga seria possivel atingir proximos dos 400mm/s 20a30%? atualmente o peso estatico esta atuando em 50% do carga maxima total. como estimar a velocidade do conjunto? e claro se minhas contas anteriores estão corretas? e alguma sugestão de motor ou mudança de fuso.



ou seja a força maxima que esse motor aguentaria seria 88kg?


Olá rodrigo,

A metodologia para dimensionamento do motor, em seu caso, é calcular a potência necessária para o acionamento e não apenas o torque. Se pensar apenas em torque, de fato o conceito é esse, você obterá o torque necessário para equilibrar a força que pretende aplicar através do fuso roscado. Só isso. No caso que expôs, você precisa primeiramente estabelecer a velocidade máxima que pretende no movimento do fuso e a força. Então, calcular a potência em W do motor que precisa utilizar, não apenas o torque que ele deve prover. O torque obtido, é uma das características que utilizará na seleção do motor. Lembrando ainda, que o torque em motores de passo decaem com a subdivisão de passos e o holding torque, torque de retenção,  não é o mesmo torque dinâmico do motor em regime de rotação, geralmente caindo bruscamente acima de determinada rpm. Por isso terá de trabalhar em termos de potência e então verificar a curva de torque e rpm do motor com potência próxima daquela obtida no cálculo. Se a curva não for satisfatória para a rotação necessária do motor para a obtenção da velocidade que precisa no sistema, deverá selecionar outro, de potência maior que possa prover a demanda torque/velocidade requerida.

Offline araujoviniciusu

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Re:Calculo motor de passo
« Resposta #13 Online: 31 de Dezembro de 2017, 18:12 »
Boa tarde! Estou pensando em montar um router e pelo que percebi seria mais interessante primeiramente definir o maior diâmetro de ferramenta a ser usado, Spindle, modelar a estrutura em CAD. Com o 3D estimar as massas para depois calcular os motores de passo. É isso mesmo? Abraço!