Guia CNC Brasil - Tudo sobre CNC, Router, Laser, Torno e 3D Print
PROJETOS => Projeto - Smile => Tópico iniciado por: Rudolf Waller em 13 de Setembro de 2007, 07:44
-
Oi pessoal,
Estamos querendo fazer um torquímetro que tenha uma certa precisão. Este torque deverá ser tanto estático (motor parado) como dinâmico (em função da velocidade).
O objetivo é controlá-lo remotamente pelo PC através da jiga Smile, ou seja, qualquer ajuste deverá ser comandada eletronicamente.
Uma das idéias (vindas pelo mestre Fabio) é acoplar o eixo do motor de passo a ser medido a um eixo de motor de corrente DC, alimentado com corrente ajustável. O torque estático seria calculado quando o motor DC conseguir fazer com que o motor de passo energizado começar a girar. Já o dinâmico seria calculado quando o motor DC conseguir "stallar" o motor de passo numa determinada velocidade.
Outra idéia (vinda pelo Sir Jorge) é fixar um disco de metal não magnético no motor de passo e aproximar um motor que gire rapidamente (de HD, por exemplo) com um ímã fixo num disco. Este ímã girando causa um contra-torque no motor de passo devido à corrente de Eddie. O torque do motor de passo é em função da distância que separa os dois discos.
Gostaria de conhecer outras idéias ou variantes/detalhes das anteriores.
Qualquer ajuda é sempre bem vinda :)
Abraços,
Rudolf
-
Rudolf,
Eu tinha uns links para algumas páginas sobre dinamômetros, inclusive um deles é baseado nesta sugestão dada pelo Jorge, e que aliás talvez ele até tenha tal link, pois me lembro que em uma de nossas conversas eu passei para ele...
Assim que encontrar posto aqui.
-
Rudolf,
Acho que aqui tem alguma coisa:
http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/EM-4-2001/LRK_EM_4_2001_eng.htm
http://www.sci-spot.com/Mechanical/dyno.htm
-
Boa providência, a abertura do tópico ...
É, a minha concepção é muito parecida com aquela do primeiro link que o Fábio passou ...
Tô dando uma ralada aqui, reunindo cacos pra montar a trapizonga ...
Vai faltar uma balança digital, portanto estamos abertos a doações ... serve quase qualquer uma de pequeno porte, daquelas dos Correios, de cozinha, etc ... células de carga tb viriam a calhar ...
-
Jorge e Rudolf,
Se precisarem de alguma coisa da minha oficina, terei o maior prazer em ajudar!
-
Se precisarem de alguma coisa da minha oficina, terei o maior prazer em ajudar!
Fabião, vou precisar, com certeza ! Brigadu !
-
Rudolf,
Quem sabe isto pode ajudar, com pequenas modificações. (mais ou menos o que o Fábio disse)
http://www.gearseds.com/files/Motors%20documentrev3.pdf
http://www.analogzone.com/col_0327.pdf
-
Landa,
Obrigado - vai ajudar sim, pois informação é sempre bem vinda...
-
Oi pessoal,
Brigadão à todos pelas idéias e ofertas de ajuda.
Bom, de todas as idéias, por qual começaremos? Alguma sugestão?
Quem poderia fazer o que? Da minha parte (se puder escolher, claro), prefiro ficar com (em ordem de preferência):
1-firmware do controlador/DSP;
2-software do PC;
3-eletrônica digital/microcontrolada;
4-eletrônica geral e de potência.
Abraços,
Rudolf
-
Rudolf e colegas,
Qual seria o caminho a ser seguido - quero dizer, qual o tipo de banco de provas que iria ser feito?
Me refiro à parte mecânica, pois é só nesta parte que posso opinar :)
Acho que um caminho natural seria primero definir o tipo de ensaio que será feito, assim como que resultados serão apresentados e aproveitados..
-
Olha eu aí, agradecido pelas dicas com Tcnc, metido a sugestiômetro em meio a tantos sabidões.
Confiram as imagens, pode ser que tenha alguma coisa útil.
E vejam se podem aproveitar algo do texto inglês abaixo:
http://www.freepatentsonline.com/4989459.html
Ainda vamos nos ajudar muito, pois sinto-me parte desta família CNC.
Abraços a todos.
Rogério
-
Confiram as imagens, ...
Rogério, brigadu pela colaboração !
Uma das coisas que tô estudando é uma configuração com barra de torção, semelhante ao do desenho, que usa corda de piano pra medir o torque de motores de elástico de aeromodelos ... o duro é achar algo com elasticidade suficiente pra boa deflexão sob as forças esperadas ( < 10 kgf.cm ) ...
-
Jorge, não sei o que dizer. Procure nas câmeras de pneu de caminhão, ou nas lojas de equipamentos para malhação, ou de equipamentos para alpinismo. Mais elástico e forte que isto só mesmo em equipamentos de segurança.
Que tal o bambu? Veja a tabela...
-
Que tal o bambu? Veja a tabela...
Essa do bambu foi ótima ! :D
( e que material fantástico ! Sou apaixonado por bambu ...)
Olha, por questões ligadas à repetibilidade e estabilidade, eu evitaria materiais orgânicos, mas sua sugestão é muito criativa e me fez lembrar por analogia, das varetas de pipas mais modrninhas, de fibra de vidro ... e de varetas usadas em modelos, de fibra de carbono ... é bem possível que encontre algo do tipo que seja utilizável ...
Claro que há um montão de materiais elásticos adequados, meu comentário acima referia-se ao torquímetro pra aeromodelo. Espie a figura e verá que é do tipo com barra de torção, feita com arame do tipo corda de piano, tb bastante utilizado em modelismo. Não é tão fácil encontar algo assim adequado à escala que pretendo usar inicialmente ...
A outra alternativa que considero, além da célula de carga, é com mola, algo parecido com balança de pescador ...
Vale lembrar que pretendo plotar as curvas de torque, ou seja, a mensuração será dinâmica, com o motor rodando ...
-
Aproveitando o gancho dos torquímetros para aeromodelos, tô pesquisando nesta linha e encontrei isto:
http://www.soinc.org/events/wrightstuff/harlan/torqueMeter.pdf
acho que pode ser útil ...
-
Jorge,
Quem sabe você possua alguma vara de pescar de nylon sem uso, de onde também possa tirar proveito da elásticidade do material.
-
Apenas como aperitivo tô mandando umas fotos ... é o Judas, a coisa ainda pode mudar bastante em função do material que for conseguindo ... mas já começa a ganhar uma cara ...
No momento tô trabalhando no freio dinâmico, que parece promissor. Não tenho podido me dedicar ao projeto como gostaria, mas devagarinho a gente chega lá ...
-
Jorge,
Está ficando muito bom...
Pelo que vejo será aquele que usa um disco de aluminio como freio...muito interessante!
Sei quer estou longe, mas se precisar de alguma usinagem, sinta-se à vontade!
-
Sei quer estou longe, mas se precisar de alguma usinagem, sinta-se à vontade!
Pô Fabião, tô dando nó em pingo d´água ... vc tinha que ser meu vizinho ... ;D
Mas o que eu tô planejando mais pra frente é desenhar e construir algo do zero, tornear o que for necessário, etc ... por enquanto tô tentando me virar com a sucateira, provar o conceito, refinar ...
-
... por enquanto tô tentando me virar com a sucateira, provar o conceito, refinar ...
E te conhecendo e conhecendo sua capacidade, dá pra saber de antemão que a coisa vai pra frente - basta ver os resultados do que já foi feito!
-
Salve Sir Jorge,
Pô Fabião, tô dando nó em pingo d´água ... vc tinha que ser meu vizinho ... ;D
Cabe mais um na vizinhança?
Seria MUITO legal ;)
Abraços,
Rudolf
-
Vamos abrir um condomínio técnico...
-
Eu propuz isto lá no clube do hardware . . . lembram.
-
Salve Sir Jorge,
No momento tô trabalhando no freio dinâmico, que parece promissor. Não tenho podido me dedicar ao projeto como gostaria, mas devagarinho a gente chega lá ...
Me avise assim que estiver faltando só a eletrônica que dou um pulo na masmorra, tá? Posso fazê-la juntamente com o acionamento do(s) motor(es) e a parte digital/micro-controlada.
Penso em fazer o controle da brincadeira através de comandos simples por comunicação serial (RS-232C), assim como acontece na jiga. Você digita os comandos pelo hiper-terminal e o bicho executa o teste. Que tal?
Novamente, sugestões e idéias são sempre bem vindas :)
Abraços,
Rudolf
-
Me avise assim que estiver faltando só a eletrônica ...
Claro ! Tô contando com isso ! ;D
-
Boa providência, a abertura do tópico ...
É, a minha concepção é muito parecida com aquela do primeiro link que o Fábio passou ...
Tô dando uma ralada aqui, reunindo cacos pra montar a trapizonga ...
Vai faltar uma balança digital, portanto estamos abertos a doações ... serve quase qualquer uma de pequeno porte, daquelas dos Correios, de cozinha, etc ... células de carga tb viriam a calhar ...
Tive olhando umas balanças digitais pessoais até 130Kg, achei barato, talvez possa servir para o projeto do toquímetro... http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-65831208-_JM
Ramede
-
Grande Ramede,
Tive olhando umas balanças digitais pessoais até 130Kg, achei barato, talvez possa servir para o projeto do toquímetro... http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-65831208-_JM
Valeu pela dica :)
Estávamos quase arranjando um célula de carga da balança de casa, que passou a apresentar erro de uns 20Kg de uns tempos prá cá.
Ontem resolvi abrir a balança, e só estava mal encaixada. Agora tá funcionando de novo.
Resultado: O Torquímetro ainda está sem a célula de carga...
Abraços,
Rudolf
-
Ontem resolvi abrir a balança, e só estava mal encaixada. Agora tá funcionando de novo.
Pô ...
Resultado: O Torquímetro ainda está sem a célula de carga...
E deu pra ver se essa balança tem célula de carga ?
-
Salve Sir Jorge,
Pô ...
... e fiquei sem o grande display LCD que estava de olho :)
E deu pra ver se essa balança tem célula de carga ?
Olha, tinha um objeto quadrado cujo centro entrava um pino metálico que transferia o peso da parte de cima, e deste quadrado saíam 3 fios. Acho que é uma célula, mas como nunca vi nenhuma, não posso dizer com certeza...
Abraços,
Rudolf
-
Eu quero pedir perdão pela enrolação, mas já ofereci (ao Sir Jorge) uma balança digital, que deve ter a tal célula de carga.
Só falta remover a chapa superior para reduzir o peso e remeter pelo correio, mas o tempo está meio escasso, até para ler o fórum.
Podem gritar, que eu remeto.
-
mestres ... como está o projeto deste torquímetro? fiquei interessado no desenvolver deste!!
abraço!
-
Grande Blackmore,
como está o projeto deste torquímetro? fiquei interessado no desenvolver deste!!
Está aguardando uma célula de carga e um tempo livre para concluí-lo :)
Abraços,
Rudolf
-
Desenterrando mais um ;D
Rudolf, há balanças hoje por 60 reais.
Será que o torquimetro revive ? ;D
-
Grande Yuri,
Desenterrando mais um ;D
Rudolf, há balanças hoje por 60 reais.
Será que o torquimetro revive ? ;D
SEMPRE!!!
Vou precisar deste equipamento assim que passar prá próxima fase da alteração do controle de corrente do Smile :)
Por ora, mal tá sobrando tempo prá respirar (muito menos prá se coçar :)) )
Abraços,
Rudolf
-
caro rudolf
que tal usar um outro motor de passo
vc poe uma corrente dc ele e um freio eletronico
veja tambem que uma das bobinas entra num frequencimetro poe o motor a girar com 3600pps aplica se na saida uma carga e assim podera ver se a perda de passo e tambem a carga de energia gerada em todas as frequencias e tensões no motor de teste
-
Pessoal,
Se o problema é (era) a célula de carga, já não o é mais... rs..
Consegui negociar com um caboclo aqui uma balança completa...
Desmanchei (a carcaça dela tava meio judiadinha).. desmanchei e a eletrônica dela junto com a tal célula já está aqui, apenas aguardando um meio de chegar até às mãos do Rudolf, ou de Sir Jorge...
Esta semana devo ir à São Paulo e posso levá-la.
Abraços,
Eduardo
-
Opa ! Boa, Edu !
Agora que sou um ex sem-torno tenho que tomar vergonha e terminar o torquímetro ... aliás, os, já que vamos fazer pelo menos duas bancadas de ensaio, uma pra ficar na masmorra e outra com o Rudolf ...
-
Hehehehe....
E até tres, se quiser...
No lugar de onde saiu esta, tem uma outra... Se quiser, é só falar...
-
Prezados,
Tenho acompanhado este tópico e gostaria de comprar / ganhar uma célula de carga. Será que poderia me juntar ao grupo?
Também tenho algumas idéias para torquimetros que não envolvem células de carga e são até melhores em determinadas aplicações, isto demonstrado por patentes e produtos de mercado.
-
Também tenho algumas idéias para torquimetros ...
Então pode desatar o falador ... somos todos ouvidos (ou olhos) ... ;-)
-
Antes de falar em torque, são necessárias algumas definições:
Para efeito da classificação das técnicas de medição ou características e limitações dos medidores, o torque pode ser subdividido em dois tipos: estático e dinâmico. Essa classificação é meramente didática, sendo que, o torque estático está associado a sistemas estáticos, a velocidade de movimento é nula. No sistemas dinâmicos, a medição é feita com o sistema em movimentação
A medição estática é a mais simples e pode ser feita de maneira mais "despreocupada", pois o sistema está em repouso e todas as forças, incluindo o torque, estão em equilíbrio. Nos sistemas dinâmicos, não há um equilíbrio e por conta de diversos fatores, vão existir várias perturbações nas medidas de torque, tais como: inércias, efeitos elásticos, histerese, atrito, ressonâncias, etc.
A medição que objetivamos está relacionada a um motor que estará acoplado a uma carga variável, para que as medições sejam feitas em várias condições de operação. A fim de simular as condições reais de funcionamento, a carga mecânica aplicada ao motor poderá ter componentes do tipos inercial, elástico e friccional.
A medição do torque, ou a localização do sensor, pode ser feita entre os eixos do motor e da carga ou entre a base de uma dessas máquinas (motor / carga) e seu ponto de fixação. As reações entre as máquinas é transmitida através da base comum do motor e da carga.
(Continua...)
-
Continuação...
A medição de torque pode ser direta, com o sensor fixado entre o eixo do motor e da carga, ou indireta, com o sensor fixado entre o motor e a sua base ou entre a carga e a sua base. Na medição indireta, o sensor mede a força de reação ao torque.
Na medição indireta, dependendo da construção e da disposição física do sensor, a força de reação poderá ser igual ao torque, mas deve-se compensar as outras forças eventualmente presentes sobre o sensor (peso, esforços de fixação). Na medição do torque dinâmico, a construção poderá influir na resposta em frequência do sensor, devido às massas e momentos de inércia presentes. Podendo-se esperar erros quando o sistema não estiver com rotação constante. Por outro lado, a medição indireta é mais facilmente realizável.
A medição direta é de realização mais complexa, pois o sensor gira, fixado no eixo entre o motor e a carga. Mas é o método que fornece a medição mais representativa. Uma das dificuldades da medição direta, se for utilizada uma célula de carga, é como interligar os fios do sensor.
Pensando em realizar a medição direta, gostaria de propor um tipo de sensor simples, composto de um eixo de aço fino (em torno de 1/8") com comprimento em torno de 20 mm, conectando o motor à carga.
Como se sabe, ao submeter um eixo de aço a um certo torque, de baixa intensidade, será gerada uma torção do eixo proporcional ao torque.
Em cada extremidade desse eixo, é fixado um disco ranhurado (com 50 ranhuras). Em cada disco é colocado um sensor ótico, que gera um trem de pulsos correspondente a passagem de cada ranhura, com o disco em rotação. Quando o sistema esta em rotação e o eixo não sofre nenhum torque, os sinais dos sensores terão uma certa defasagem, de referência, chamada de "zero do sensor". Quando o eixo for submetido a algum torque, haverá uma torção do eixo, que vai ocasionar a defasagem entre os sinais dos dois sensores.
Fiz alguns cálculos com um eixo cilindrico de aço de 1/8', submetido a um torque de 0,4N.m acoplado a dois discos de 50 ranhuras e obtive o seguinte:
Torção de Barra Cilindrica:
Diâmetro da barra (m) 0,003
Comprimento da barra (m) 0,02
Torque (Nxm) 0,4
Momento de inércia polar (m4) 7,95216E-12
Módulo de Young (N/m2) 2,00E+11
Tensão máxima (N/m2) 5,03E+10
Ângulo de torção (graus) 0,29
Discos Ranhurados:
Ranhuras dos discos 50
Defasagem do sinal (graus) 14,410
Um ângulo de 14 graus é de medição trivial, pelas técnicas disponíveis atualmente. Sendo facilmente realizável eletronicamente, através de circuitos analógicos e/ou digitais. Esta defasagem também aumenta proporcionalmente com a quantidade de ranhuras. Concluindo, pode-se construir um sensor dinâmico sem sensores fixado entre os eixos, que poderá ter um bom desempenho.
Este sensor, do modo que foi idealizado, não mede o torque estático. Mas para isso, pode-se utilizar uma célula de carga, medindo o torque indiretamente, com os devidos cuidados.
Estou pensando um montar algo desse gênero, pelo menos para testar o conceito, alguém mais se interessaria?
-
Para servir como referência, seguem fotos de uma bancada de teste para pequenos motores, utilizada na universidade onde eu leciono. Pode-se ver o dinamômetro totalmente mecânico, do tipo indireto, acoplado à carcaça ao freio eletrodinâmico. Apesar de antigo (da década de 60), é um equipamento alemão de ótima qualidade e robustez.
Nos testes, são utilizados um tacômetro mecânico, amperímetro, voltímetro e uma fonte (CC) variável para o freio eletrodinâmico.
-
Estou pensando um montar algo desse gênero, pelo menos para testar o conceito, alguém mais se interessaria?
Sim eu tô interessado. Considero a utilização de barra de torção desde 2007, quando descobri que o princípio era utilizado para avaliação de motores a elásticos de aeromodelos. Posteriormente tropecei em um site onde havia um produto comercial que acredito utilizar o mesmo conceito para mensuração da torção que vc propõe. Acho que é mesmo algo bastante promissor.
Creio que não seria difícil adaptar a coisa pra mensurar tb o torque estático ... tô imaginando impor carga ao motor submetido a ensaio por meio de acoplamento magnético a um outro motor, com o sensor instalado para o lado deste segundo motor. Nada impede a utilização de um freio mecânico tb. Isto permitiria avaliar tanto o torque estático quanto o dinâmico e é o que pretendo fazer, a despeito do tipo de sensor.
-
No fim da semana tive mais uma vez o prazer de receber a visita do Edu Lopes, que muito generosamente doou as entranhas de uma balança que traz tb uma célula de carga bastante robusta, deverá se mostrar adequada a motores mais parrudinhos.
Infelizmente ainda não consegui fazer a coisa funfar, tá semi-viva, o display funfa, consigo acesso às configurações, mas é tudo codificado e não tenho nenhum doc a respeito, vou ter de ralar um tantinho pra tentar tirar partido da eletrônica já existente. Se puder utilizar a célula de carga e a plaquinha de condicionamento de sinal já tá de muito bom tamanho. A coisa tem uma porta serial , se puder tirar partido disto pra coletar as leituras da célula, perfeito !
Assim que sobrar um tempinho vou fuçar e ver o que consigo descobrir e aí reporto os achados ...
A balança é Urano, ainda não sei o modelo, o Edu vai tentar descobrir, mas se alguém dispuser de alguma informação, por favor manifeste-se ...
Edu, mais uma vez, muito, mas muito obrigado mesmo !
-
Para servir como referência, seguem fotos ...
Gil, vc não tem essas fotos com resolução mais elevada ?
-
Olá Gil;
Gostei muito da solução utilizando uma barra de torção, gostaria de saber se é viável utilizar uma lâmpada de ponto estroboscópica para aferir a torção em certa RPM.
Creio que esse sistema tb pode ser usado para verificar a medida estática desde que a carga esteja presa.
Abraços
-
Olá pessoal,amigo Jorge,tenho experiencia em sistemas de pesagem,faço assistencia em algumas marcas nacionais,mas te digo,é no peito e coragem,tem só uma empresa que fornece alguma coisa sobre suas células,essa que vc tem não ta na lista.Vou caçar meus amanças,e posto algo sobre células de carga,ja te falo de cadeira,todas são compativeis,pois ja usei células Americanas com conversores Nacionais com sucesso,só recalibrando as mesmas com um peso padrão,para referencia de leitura da balança.Veja no corpo dessa célula,qual a sensibilidade dela(mV/V)deve ter impresso em baixo relevo,ou o modelo tambem em baixo relevo.
Abraços
-
A balança é Urano, ainda não sei o modelo, o Edu vai tentar descobrir, mas se alguém dispuser de alguma informação, por favor manifeste-se ...
Edu, mais uma vez, muito, mas muito obrigado mesmo !
Jorge, desfrutar da sua companhia de um anfitrião como você, para mim é um prazer... Um papo agradável, vários sorvetes depois e eu descubro que já passou da hora de ir embora, como sempre.. rs..
O tempo passou voando mas valeu demais...
Quanto ao material, nem tem nada que agradecer.. Estou apenas retribuindo o muito que já fizeram por mim.. Não só você, como o Rudolf e tantos outros que só fizeram me ajudar desde o dia em que os conheci..
Não relatei, no e-mail que te enviei, mas a outra balança que estava lá e que já foi vendida, também não tinha a etiqueta com o modelo...
Parece-me que elas foram molhadas.. A etiqueta de papel estava ilegível..
O cara disse que no próximo lote deve vir mais algumas.. espero que sejam do mesmo modelo e estejam em melhores condições..
O rapaz que as vende disse que assim que chegar novo lote ele me liga avisando... Aí vamos ver se são do mesmo modelo..
Qualquer coisa te aviso...
Abraços,
Eduardo
-
Caro Jorge,
Vou tentar tirar outras fotos melhores, naquelas usei meu celular.
Caro Marco,
Acho que até dá pra usar uma lâmpada estroboscópica, teríamos a medição da rotação pelo ajuste da frequência da lâmpada, mas a leitura do torque seria no "olhômetro" mesmo. O que talvez fosse complicado, pois os ângulos que estou estimando são pequenos (<1 grau), mas facilmente detectáveis eletronicamente. Teríamos a rotação e o torque medidos através de um par de sensores ópticos e processamento eletrônico.
Vou tentar montar uma "trapizonga" dessas e comparar com os torquímetros do laboratório. Depois informo os resultados....
P.S. - As células de carga normalmente são pontes de Wheatstone resistivas de 4 braços. Um valor comum de sensibilidade de célula de carga é 2mV/V, o que significa que gera 2mV na saída da ponte para um força igual ao valor nominal, com uma tensão de 1V aplicada à ponte.
-
Oi pessoal,
ÊBA, que notícia boa!!! E, novamente, com o generoso empurrão do Edu :)
Acho que agora o torquímetro sai !!!
Sir Jorge, tenho uma novidade que vem bem a calhar: Estarei de férias do dia 9 ao 27 de julho (*) e podemos nos encontrar para ver o que pode ser feito. Como sugestão, que tal aqui em casa durante uns 2 ou 3 dias? É que também gostaria de implementar o controle em malha aberta no Smile, inclusive com vistas ao micropasso :) Topas? Você marca os dias, esteja à vontade. Se não der prá vir, e poder me receber, levo a traquitana toda prá masmorra :)
Abraços,
Rudolf
(*) Antes que o mestre Fabio fale alguma coisa, são só as segundas férias do ano, tenho trabalhado muito HAHAHAHA
-
Pessoal,
Atendendo a pedidos do Sir Jorge, seguem algumas fotos da carga e medidor de torque usados no laboratório da universidade onde leciono. Minha câmera está com defeito e usei a do meu celular. Brevemente tirarei com uma câmera "decente". Também postei um vídeo com o freio. Esse freio é usado em aulas no laboratório de motores, sendo acoplado a diversos tipos de motores (DC Série, DC Paralelo, DC Compound, AC, ...), para o levantamento de curvas características.