Autor Tópico: Diferença de performance de motores de passo em sliders ou guias lineares  (Lida 1462 vezes)

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Offline JFPG

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Ola pessoal do forum...

Eu estou fazendo um slider motorizado (um carrinho que anda em cima de um trilho) que pode ser uma aplicação parecida usando guias lineares.
Estou usando como motor, stepper ao inves de servo, ja que tem que este teria que usar encoders para saber exatamente a posição do servo, embora os servos sejam melhores que os motores de passo para essa aplicação, são bem mais caros e dificeis de conseguir por aqui...

De qualquer forma, meu projeto funciona bem, mas ao tentar comparar o meu (guardadas as devidas proporções) com um de um grande fabricante americano, me deparei com algumas informações que não consigo encontrar relação com o meu...
Por favor, abram o link : http://ditogear.com/products/omnislider/specifications/
Uma tabela compara os 2 modelos de sliders que eles vendem, so olhando a tabela da direita de Steppers, gostaria de tentar entender algumas coisas que não batem com o que fiz...

Ele diz que demora 8 segundos em velocidade máxima para andar 1 metro do slider (max: 1m/8s in video mode), o meu demora em torno de 10 segundos para andar os 80cm uteis do meu slider, mas a questão é a quantidade de micropassos que esta setado o motor deles, ja que diz que faz 10mil passos por metro (10 000 steps/m).
O modo do meu esta setado para 1/2 micropassos(half step) e em 80cm uteis o meu faz 3200 passos em 10s, e se setar ele para 1/8 ele da 13.000 passos mas neste caso demora 40 segundos, como que  eles conseguem andar tao rapido fazendo tantos passos ...

Como que o slider deles suporta um peso de 30Kg (na horizontal) e o motor de passo tem força para tocar isso, mesmo consumindo pouco, em torno de 2.5A em 12v chegando ao maximo de 3A, por questões praticas, o motor que eu uso é bem menor, e consome +- 1A em 12v e nem ter força para tocar 4Kg, fiz testes usando 2 motores desses (um em cada ponta) conectados a polias que giram a correia que corre pelo slider e consumiu algo em torno de 2A e suportou +-8Kg, mas não chegou nem perto da relação consumo x peso do motor deles.

Só para esclarecer eu uso um trilho e mancais de uma fabrica que faz trilhos para esse fim, e eles rodam bem suaves, descartando qualquer problema mecânico que possa estar travando o movimento.

E na ultima coluna da tabela ele diz que opera por 28 horas (com baixa carga e alta velocidade) se usada uma bateria de 14Ah, isso da um consumo de 0,5A. Ora como que esse motor que consome 1.5A, vai consumir meio amper e ainda vai ter força para tocar um carrinho em alta velocidade, mesmo com pouca carga, o meu com meio amper, quase não tem força para suportar nenhum peso no carrinho.
Pelos testes que fiz com motores maiores, se regulo para pouca corrente na controladora, mesmo em velocidade lenta, ele não tem quase nada de força, como que eles conseguem com meio amper ainda andar rapido e suportando algum peso ?

Alguem pode me dizer o que estou fazendo de errado para não chegar nem perto do peso suportado pelo trilho deles e como que eles conseguem mover o stepper tão rapido(8 seg por metro) com muito passos e ainda ele ter força para suportar um peso de 30Kg em cima do carrinho ?

Sei que são muitas questões, mas realmente gostaria de tentar entender melhor o que pode estar passando e espero mais uma vez, poder contar com a ajuda dos amigos do Forum.


Obrigado,
Julio

Offline F.Gilii

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Re:Diferença de performance de motores de passo em sliders ou guias lineares
« Resposta #1 Online: 07 de Julho de 2015, 14:31 »
Se o movimento desse carrinho usar polias/correias para deslocamento, provavelmente terá um pouco de dificuldades em ajustar deslocamentos exatos, pois a transformação de movimentos circulares dos motortes em movimentos lineares levam numero PI em conta e não dará um deslocamento exato...

Provavelmente os deslocamentos anunciados por este fabricante também não são exatos...

A questão das velocidades, creio que são compromissos entre os diametros das polias, quantidades de micropassos e claro, frequencia de sinais gerados para os drives...

Com relação à deslocamentos, cargas e capacidades, creio que antes de mais nada seria importante saber qual é a necessidade de carga ou seja, o peso do objeto a ser carregado - com isso se calculam as inércias e por fim se determina que tipo de motor poderia lidar com estas grandezas...


Offline JFPG

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Re:Diferença de performance de motores de passo em sliders ou guias lineares
« Resposta #2 Online: 08 de Julho de 2015, 14:04 »
Obrigado pela reposta F. Gilii

Sim, são usadas polias e correias, e acredito que os deslocamentos desse fabricante e os meus, não são exatos, como falou, mas ficam bem precisos...

Falando sobre as velocidades:
O que acreditam que eles usaram em questão de micro passos, pois sabemos que em 1 metro ele da 10.000 passos so que ele faz isso em 8 segundos, tomando como exemplo o que eu fiz, se eu setar o meu para 1/4 eu chego proximo desse numero em 1m util, a questão é o tempo, eu demoraria mais que o dobro do tempo dele para fazer isso e se aumento a frequencia do sinal da controladora, o motor fica so vibrando e não da tempo para ele firmar o passo. Que stepper tão milagroso que eles devem usar para andar tantos passos assim em tão pouco tempo ?

No meu caso não tenho a necessidade de carregar 30Kg, algo em torno de 10Kg ja é suficiente para o que se propoem o slider.

Mas tenho curiosidade em saber que tipo de motor eles devem ter usado, pois tem uma enorme força, consumindo pouco (2.5A) e girando muito rapido, mesmo setado para dar muitos passos por volta, e ainda tem a questão do consumo de +- 0.5A e ainda sim, ter alguma forma mesmo andando bem rapido, como indica a ultima linha da tabela deles..

Alguem mais se arrisca a dar um palpite do que pode estar acontecendo para ser tão diferente da minha realidade ?

Valeu.


Offline F.Gilii

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Re:Diferença de performance de motores de passo em sliders ou guias lineares
« Resposta #3 Online: 09 de Julho de 2015, 13:55 »
Jota,

Faz muito tempo que eu não penso mais em termos de velocidades nem de frequencias de acionamento - vamos ver se ainda me lembro de alguma coisa...

Não sei que programa de controle voce pretende usar, mas acredito que por exemplo um programa como o Mach3 poderia lidar com isso facilmente...

Olhando para a solução proposta pelo site: = Suponto 10.000 passos por metro (1000 mm), teremos 10 passos/mm (daí a alegada resolução de 0,1mm) - para percorrer estes 1000 mm em 8 segundos, teríamos uma velocidade de deslocamento linear de 7,5 metros/minuto.

Pensando numa polia de digamos 50mm de diametro "efetivo" (chamado de diametro primitivo - termo (e medida) usado na construção de engrenagens e polias dentadas), teríamos um "perímetro" de 157 mm aproximadamente.

Se esta polia estiver ligada diretamente ao eixo do motor, e este motor estiver sendo acionado em passo cheio (200 passos/volta), poderemos dizer que teríamos uma resolução de 0,785 mm/passo...
Para meio passo seriam 0,3925, em 1/4 de passo seriam 0,19675mm/passo, em 1/8 de passo (1600 passos/volta) seriam 0,098125mm/passo.

Teria que acionar este conjunto motor/polia de diam. 50 mm em 1600 passos para ter uma resolução perto dos 0,10mm, e seu sistema deveria ser capaz de gerar uma velocidade em torno de 7.500 a 8.000 metros/minuto para percorrer este um metro (1000mm) em 8 segundos... nada muito espantoso eu diria...

Se fossem 50 rotações/minuto, teríamos um deslocamento de 7.850 mm em um minuto (7.85 metros/minuto) - dentro do que eu imaginei alí em cima em termos de velocidade linear.

Com relação ao torque de um motor de passo, a coisa é um pouco mais complicada porque teria que levar em conta o acionamento dessa polia - a alavanca da polia é 2.5 vezes maior que a alavanca usada na aferição do torque nominal desses motores (que usam kgfxcm como unidade de medida) então se sua necessidade é de levar uma carga de 10 kgf, eu diria que um motor de 32 kgfxcm deveria dar conta do recado.

Dá um desconto porque posso estar errado!!!

Offline JFPG

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Re:Diferença de performance de motores de passo em sliders ou guias lineares
« Resposta #4 Online: 10 de Julho de 2015, 18:27 »
Muitooo bom...
Eu não tenho capacidade de verificar se seus calculos estão corretos, mas olhando por cima, parece fazer sentido...

Gostaria de saber, por questões praticas, se posso reduzir o diametro efetivo dessa polia de 50mm para 25mm, e se isso mudaria alguma coisa no seu calculo, ja que essa polia esta ligada diretamente ao eixo do motor e não a outra polia com objetivo de redução, mudaria alguma coisa na questão força pela questão da alavanca dela em relação ao motor ?

Um motor de passo desse tamanho que imaginou 32Kgf, bem grande por sinal, da conta de girar a quase uma volta por segundo fazendo 1600 passos por volta ?
Eu uso como controladora o A4988 ou outro parecido e pelos testes que fiz com motores em 1/16 micropassos de 5 e 10Kgf, se aumento muito a frequencia ele não firma o passo, não lembro a qual velocidade, mas não chega nem na metade desse rpm em 1/16, se aumento a frequencia ele começa a vibrar e não gira. Acredito que isso não deve ser problema da controladora que uso, ja que ela tem condições de gerenciar as correntes e chegar nessa frequencia, penso que devem ser os motores que estou usando, se alguem souber algo sobre isso, gostaria de saber se estou certo...

Observem na esquerda da imagem, dentro de uma caixa relativamente pequena, esta a controladora e o motor,
http://ditogear.com/wp-content/uploads/2010/12/DitoGear_OmniSlider_Timelapse_Overview_001.jpg

Descobri que o stepper deles é ainda mais rapido, menos de 4 segundos em um metro (1m / 3.85s), mas eles não indicam por questões de qualidade da imagem, mas ele pode andar nessa velocidade.
isso torna a coisa ainda mais desafiadora para quem quiser montar algo parecido com a performance que eles fizeram, isso deve dar umas 2 voltas por segundo do motor em 1600 passos, é isso F. Gilii ?

Tks.






Offline F.Gilii

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Re:Diferença de performance de motores de passo em sliders ou guias lineares
« Resposta #5 Online: 11 de Julho de 2015, 09:14 »
Pra encurtar a estória, é como falei anteriormente:

Se usar um drive decente, com alimentação decente, e um sistema capaz de fornecer um trem de pulsos decente, creio que o resto é cebo nos cotovelos e fazer a criatura andar...

Diminuir o diametro da polia com certeza afeta a resolução, a velocidade e o torque disponível - precisaria recalcular tudo de novo é claro.

 

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