Hochrüstung meiner Portalfräse mit Servomotoren

schraube

User
Hallo,

ich habe vor 3 Jahren eine Fräse Frieda nach Vorlage von Andreas K. aufgebaut. Bei der Elektro Ausstattung habe ich damals bewusst nur günstige Komponenten verbaut.

- auf allen Achsen Nema23 open Loop Schrittmotoren mit Endstufen direkt vom China-Mann
- 2x Netzteile 36V 10A auch direkt vom China-Mann
- ChinaSpindel 1.5kw luftgekühlt.
- Steuerung Estlcam / Arduino + ein paar Module, alles selbst verdrahtet

Bis auf ein 35V Netzteil hat auch alles die letzten 3Jahre durchgehalten und für mich ordentliche Ergebnisse bei der Bauteilefertigung geliefert.

Portalfräse.jpg


Jetzt war es aber Zeit etwas höherwertiges anzuschaffen da das Fräsen neben dem Modellbau mittlerweile zu einem eigenem Hobby herangewachsen ist.
 

schraube

User
Zum Höchrüsten habe ich mir jetzt folgende Komponenten besorgt:

- 3 JMC Servomotoren 180W
- 3 MeanWell Netzteile 36V 8,9A
- EstlCam Klemmenadaper von Christian

==> Estlcam als Steuerungssoftware sowie meine 1,5Kw Chinaspindel werde ich so belassen.

Gruß Matthias
 

schraube

User
Hab die Servos mit der neuen Steuerung mal in Betrieb genommen. Lief alles problemlos.
Auch der Maßbezug der Antriebe scheint zu passen!
Jetzt stehen noch ein paar Performance Tests mit verschiedenen Einstellungen der Estlcam Steuerung aus.
Hat jemand Erfahrungswerte für die Estcam Einstellungen mit JMC Servos?

Unbenannt.PNG
 

ufo 2009

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Hallo Matthias,

ich rate dir dringlichst die Maschine dann richtig und masiv zu befestiegen.Denn so wird sie dir mit den werten ruck zuck duch die Bude

HÜPFEN. Die Masse will auch gebremst werden.Bei der Größe und dem Gewicht reichen auch 1/3 der Werte.


Uwe
 

schraube

User
Hallo Uwe,

ich habe die Antriebe momentan nur im Testaufbau laufen. Bevor ich meine Fräse für den Umbau auseinanderbaue muss vorher so viel wie möglich getestet werden.

Deshalb habe ich auch nach Erfahrungswerten gefragt.

Gruß Matthias
 

schraube

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Wenn die Antriebe an der Maschine verbaut sind werde ich das auf jeden Fall so machen!
Ziel ist es jedoch das System wenn sinnvoll auch auszunutzen. Max Drehzahl der Antriebe von 3000 1/min und Spindelsteigung von 5mm ergibt nun mal 15m/min

Wie ist das eigentlich mit dem Beschleunigungsweg. Wenn ich richtig verstanden habe bezieht der sich auf den Maximalvorschub.

d.h. Bei Max. Vorschub von 15000mm/min und einem Beschleunigungsweg von 40mm habe ich dann eine Beschleunigung von 781mm/s² ?

Matthias
 
Hi,

müsste stimmen. Wenn s der Weg zum Beschleunigen ist und v die Endgeschwindigkeit dann sollte die Beschleunigung a=v^2/2s sein. Die Werte 15000mm/s und 40mm eingesetzt kommt deine Zahl raus.

Grüße
Andreas
 
Die JMCs mögen eher ne Riemenuntersetzung an den Spindeln. Die Regelung ist bei den Kleinen nicht sooo steif, wie bei den großen Brüdern.

Das spiegelt sich in Maßungenauigkeiten wieder...
 

schraube

User
Zahnriemenuntersetzung ist mechanisch nur schwer an meiner Fräse realisierbar.
Ich werde aber auf alle Fälle noch Teile zum vermessen aus Alu fräsen, bevor ich die Fräse zerlege,
um nach dem Umbau einen Vergleich zu haben.

Gruß Matthias
 

schraube

User
Beim meinen Test mit den Servomotoren habe ich festgestellt, wenn man es mit der Beschleunigung/Verzögerung übertreibt die Netzteile mit Überspannung aussteigen.
Ist ja auch klar die Energie muß irgendwo verbraten werden.
Bei einem Anruf bei meinem Lieferanten hat man mir gesagt, daß die meisten Kunden der JMC Servos Netzteile mit 48V einsetzen.
Die Spannung wird dann ganz runtergedreht (ca.40V). Die Differenzspannung bis zur Abschaltung ist dann fast 15V und nicht 7V wie bei mir.

Ich halte die Lösung für eine Krücke. Richtig wäre meiner Meinung nach ein Bremschopper mit Bremswiderstand an dem die Bremsenergie verbraten wird! So hat man es vor ca.20 Jahren im Profi Bereich gemacht.

Natürlich liegen die Beschleunigungswerte bei denen das Problem auftritt weit außerhalb dem Bereich wie ich sie später benötige, aber es hängt ja noch keine Mechanik an den Antrieben!

Hat jemand eine andere Idee? Oder gar eine Schaltung für einen Bremschopper mit ca. 38V?

Matthias
 
Hallo,

so ein Bremschopper sollte nicht allzu schwer und auch ziemlich billig realisierbar sein:

Einen Arduino programmieren der die Spannung überwacht und z.B. ab 50V anfängt einen Mosfet mit fettem Hochlastwiderstand über ein PWM Signal anzusteuern.
Je weiter die Spannung steigt, desto höher das Puls / Pausen Verhältnis des PWM Signals bis die Spannung wieder im grünen Bereich ist - z.B. von 0% bei 50V bis 100% bei 52V.

Mosfet würde ich im Bereich > 60V > 25A wählen.
Widerstand 2,2 Ohm / 50 oder 100 Watt.
Damit könnte das Ding dann ca. 1kW Bremsleistung wegbraten.

Christian
 

schraube

User
Hallo Christian,

ist ne gute Idee. Brauche das dann aber min. 2x, da ich für jede Achse ein separates Netzteile habe!
Ich denke bei der Z-Achse ist es nicht nötig.

Gruß Matthias
 
Hallo Matthias,

bei mir werkelt ja auch eine Frieda, allerdings "nur" mit den Leadshine Closed Loop.
Ich habe mir bewusst nur ein Netzteil 48V / 8,3 A für alle 3 Achsen geholt.
Im Idealfall bremst eine Achse und die andere beschleunigt und kann so intern die Spannungsspitzen abfangen.
Ggf. kann man noch einen dicken Elko als Puffer einsetzten so wie es Michael Heyder in seinem Video vorschlägt:

https://www.youtube.com/watch?v=CA4_2_sTuPw

Funktioniert bei mir (auch ohne Elko) problemlos.
 

schraube

User
Hallo Andreas,

sehr informatives Video!! Da hab ich wohl einen grundlegenden Fehler gemacht beim Kauf der Netzteile!!
Ich werde die Maschine zuerst umbauen und dann werde ich mich dem Thema nochmals annehmen.

Wenn es Probleme gibt werde ich zuerst mit geringerer Dynamik fahren!

Viele Dank

Gruß Matthias
 
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