silnik krokowy czy serwomotor?
-
Autor tematu - Czytelnik forum poziom 3 (min. 30)
- Posty w temacie: 4
- Posty: 38
- Rejestracja: 20 paź 2006, 12:05
- Lokalizacja: małopolskie
silnik krokowy czy serwomotor?
Dzień dobry.
Proszę o poradę, czy silnik krokowy "da radę" w poniższym przykładzie, czy potrzebny byłby serwomotor. Obawy mam o napęd wału górnego (jego bezwładność).
Dolny wał razem z zespołem prowadzącym (napędzany z innego napędu) obraca się ze stałą prędkością (liniową, ok. 1m/s). Na górnym wale obsadzony nóż, który w odpowiednim momencie ma trafić w materiał z precyzją ok. 1mm. Średnica tego wału ok. 200 mm, długość ok. 1 mb, materiał - stal (rura grubościenna). Idea jest taka: wał kręci się zawsze w jedną stronę. W pozycji wyjściowej (powiedzmy 1/4 obrotu) czeka na impuls z czujnika, po czym próbuje zsynchronizować się z impulsami enkodera na wale dolnym tak, aby trafić w obliczony wcześniej punkt. Przez moment wały górny i dolny pracują identycznie, po czym górny gwałtownie przyspiesza, aby znaleźć się w pozycji wyjściowej i czekać na następny cykl. Przewiduję 5 lub 6 takich cykli na sekundę. Silnik krokowy pracujący z pełnym krokiem dawałby tu precyzję ok 3 mm / krok, czyli za mało. Podział kroków? Przekładnia? Czy to realne? Jeśli tak, jaki musiałby być moment takiego silnika? Jeśli nie, to czy serwomotor byłby odpowiedni? Jaki (zupełnie nie mam doświadczeń z serwonapędami)?
będę wdzięczny za sugestie
Proszę o poradę, czy silnik krokowy "da radę" w poniższym przykładzie, czy potrzebny byłby serwomotor. Obawy mam o napęd wału górnego (jego bezwładność).
Dolny wał razem z zespołem prowadzącym (napędzany z innego napędu) obraca się ze stałą prędkością (liniową, ok. 1m/s). Na górnym wale obsadzony nóż, który w odpowiednim momencie ma trafić w materiał z precyzją ok. 1mm. Średnica tego wału ok. 200 mm, długość ok. 1 mb, materiał - stal (rura grubościenna). Idea jest taka: wał kręci się zawsze w jedną stronę. W pozycji wyjściowej (powiedzmy 1/4 obrotu) czeka na impuls z czujnika, po czym próbuje zsynchronizować się z impulsami enkodera na wale dolnym tak, aby trafić w obliczony wcześniej punkt. Przez moment wały górny i dolny pracują identycznie, po czym górny gwałtownie przyspiesza, aby znaleźć się w pozycji wyjściowej i czekać na następny cykl. Przewiduję 5 lub 6 takich cykli na sekundę. Silnik krokowy pracujący z pełnym krokiem dawałby tu precyzję ok 3 mm / krok, czyli za mało. Podział kroków? Przekładnia? Czy to realne? Jeśli tak, jaki musiałby być moment takiego silnika? Jeśli nie, to czy serwomotor byłby odpowiedni? Jaki (zupełnie nie mam doświadczeń z serwonapędami)?
będę wdzięczny za sugestie
Tagi:
-
Autor tematu - Czytelnik forum poziom 3 (min. 30)
- Posty w temacie: 4
- Posty: 38
- Rejestracja: 20 paź 2006, 12:05
- Lokalizacja: małopolskie
O mechanice mam bardzo blade pojęcie, niestety.
Wał, to jak napisałem rura stalowa długości 1 m, średnicy ok. 200 mm, ściance grubości ok. 20 mm. Nóż (lekki i cienki), jest obsadzony w sklejce o grubości ok. 20 mm. Nie mam pojęcia, jak wyliczyć bezwładność takiego układu, ale "intuicyjnie" wyczuwam, że właśnie bezwładność może być największą przeszkodą w precyzyjnym (i dosyć jednak dynamicznym) sterowaniu obrotami takiego wału.
Wał, to jak napisałem rura stalowa długości 1 m, średnicy ok. 200 mm, ściance grubości ok. 20 mm. Nóż (lekki i cienki), jest obsadzony w sklejce o grubości ok. 20 mm. Nie mam pojęcia, jak wyliczyć bezwładność takiego układu, ale "intuicyjnie" wyczuwam, że właśnie bezwładność może być największą przeszkodą w precyzyjnym (i dosyć jednak dynamicznym) sterowaniu obrotami takiego wału.
-
- Lider FORUM (min. 2000)
- Posty w temacie: 4
- Posty: 2795
- Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
- Lokalizacja: ::
No wystarczyła ta grubość (wcześniej nie podałeś).
To mamy grubość zewnętrzną 200.
Wewnętrzną 160.
I długość 1000.
I można policzyć:
Objętość rury to:
czyli wychodzi V = 11,31 dm³. (przy tych obliczeniach najprościej podstawiać w dm)
Stal ma ρ = 7.86 kg/dm³ czyli tutaj wyjdzie 88,9 kg.
Swoją drogą bardzo dużo. Spodziewałem się dużo mniej.
No i moment bezwładności:
I = 0,729 kg*m²
Skoro cięć chcesz mieć powiedzmy 5 na sekundę, to ten walec musi w ciągu 0,2s wykonać jeden cykl cięcia.
Jeden cykl to powiedzmy połowa pracy z małą prędkością (wychodzi 1,6 obr/s i to będzie to cięcie), a druga połowa to szybki obrót w celu nadrobienia pozycji (czyli z 5 obr/s).
Czyli w 0,1s musiał by nastąpić obrót o powiedzmy 180°. Z przyspieszeniem od 1,6 obr/s do 5 obr/s i z powrotem.
Nawet gdyby przyjąć samo tylko przyspieszanie od 1,6 obr/s do 5 obr/s w ciągu 0,1s (przyspieszenie o 21,36 rad/s w ciągu 0,1s, czyli ε = 213,6 rad /s²) to wychodzi potrzebny moment:
M = I * ε
czyli:
M = 0,729 kg*m² * 213,6 rad /s² = 155,66 Nm
No i można tylko powiedzieć: "o ja ciesz pier**le".
Ale taki moment to jedynie dla przyspieszania od 1,6 obr/s do 5 obr/s. W rzeczywistości trzeba przyspieszyć dużo szybciej i utrzymać te 5 obr/s przez jakiś czas (aby uzyskać obrót o te 180°). A potem zwolnić.
Czyli potrzebny moment silnika wyjdzie jakieś 5 razy większy.
Tak więc generalnie tutaj trzeba zacząć od dobrania rury a nie silnika.
To mamy grubość zewnętrzną 200.
Wewnętrzną 160.
I długość 1000.
I można policzyć:
Objętość rury to:
czyli wychodzi V = 11,31 dm³. (przy tych obliczeniach najprościej podstawiać w dm)
Stal ma ρ = 7.86 kg/dm³ czyli tutaj wyjdzie 88,9 kg.
Swoją drogą bardzo dużo. Spodziewałem się dużo mniej.
No i moment bezwładności:
I = 0,729 kg*m²
Skoro cięć chcesz mieć powiedzmy 5 na sekundę, to ten walec musi w ciągu 0,2s wykonać jeden cykl cięcia.
Jeden cykl to powiedzmy połowa pracy z małą prędkością (wychodzi 1,6 obr/s i to będzie to cięcie), a druga połowa to szybki obrót w celu nadrobienia pozycji (czyli z 5 obr/s).
Czyli w 0,1s musiał by nastąpić obrót o powiedzmy 180°. Z przyspieszeniem od 1,6 obr/s do 5 obr/s i z powrotem.
Nawet gdyby przyjąć samo tylko przyspieszanie od 1,6 obr/s do 5 obr/s w ciągu 0,1s (przyspieszenie o 21,36 rad/s w ciągu 0,1s, czyli ε = 213,6 rad /s²) to wychodzi potrzebny moment:
M = I * ε
czyli:
M = 0,729 kg*m² * 213,6 rad /s² = 155,66 Nm
No i można tylko powiedzieć: "o ja ciesz pier**le".
Ale taki moment to jedynie dla przyspieszania od 1,6 obr/s do 5 obr/s. W rzeczywistości trzeba przyspieszyć dużo szybciej i utrzymać te 5 obr/s przez jakiś czas (aby uzyskać obrót o te 180°). A potem zwolnić.
Czyli potrzebny moment silnika wyjdzie jakieś 5 razy większy.
Tak więc generalnie tutaj trzeba zacząć od dobrania rury a nie silnika.
Ostatnio zmieniony 07 sie 2015, 13:57 przez atom1477, łącznie zmieniany 4 razy.
-
- Specjalista poziom 2 (min. 300)
- Posty w temacie: 1
- Posty: 440
- Rejestracja: 06 maja 2010, 15:32
- Lokalizacja: Częstochowa
-
- Lider FORUM (min. 2000)
- Posty w temacie: 1
- Posty: 2083
- Rejestracja: 11 cze 2011, 18:29
- Lokalizacja: Warszawa / Lublin
Moment bezwładności wychodzi rzędu 0.9 kg*m^2. Zakładając, że chcemy rozpędzić to cholerstwo do 5obr/s w ciągu 0.1s, to i tak wychodzi 283Nm...
I = 0.9 kg * m^2
ω = 2*pi*5 Hz
α = ω/0.1s
M = α • I
Albo trzeba zastosować olbrzymi silnik, albo jakiś mechaniczny system magazynowania (i odzyskiwania) energii. BTW - silnik też powinien odzyskiwać tę energię, więc potrzebny będzie odpowiedni sterownik...
I = 0.9 kg * m^2
ω = 2*pi*5 Hz
α = ω/0.1s
M = α • I
Albo trzeba zastosować olbrzymi silnik, albo jakiś mechaniczny system magazynowania (i odzyskiwania) energii. BTW - silnik też powinien odzyskiwać tę energię, więc potrzebny będzie odpowiedni sterownik...
-
Autor tematu - Czytelnik forum poziom 3 (min. 30)
- Posty w temacie: 4
- Posty: 38
- Rejestracja: 20 paź 2006, 12:05
- Lokalizacja: małopolskie
Podpatrzyłem podobne rozwiązanie (zupełnie inny napęd, wały pracują wspólnie). Wał z nożem ma prawie 400 mm średnicy, 2 mb długości a ścianka tylko 6 mm grubości. Może przesadziłem z grubością? Na dobrą sprawę mógłbym rozważyć długość rury o połowę mniejszą (zastosować dwa współpracujące, napędzane osobno wały). Czy w takim przypadku zbliżalibyśmy się do szans wysterowania tego (np. serwomotor)?