Linearita stoupání trapézového závitu non-captive aktuátoru

honza_81
Příspěvky: 20
Registrován: 17. 10. 2021, 7:23

28. 9. 2022, 9:01

Zdravím,
upozorňuji, že nejsem strojař. Dodělal jsem si doplněk k délkoměru a setkal jsem se s jedním problémem. Pro posun používám non-captive aktuátor NEMA14 s trapézem se stoupáním 0,6096mm. Pokud otáčím motorem o celou otáčku, dosáhnu přesně posunu 0,6096mm +-0,3um. Pokud ale otáčím po čtvrt otáčkách, dostanu následující:

1. série otáčení:
0,1468 / 0,1548 / 0,1726 / 0,1352mm součet = 0,6094mm tj. 0,2um rozdíl na celé otáčce

2. série otáčení:
0,1471 / 0,1548 / 0,1729 / 0,1347mm součet = 0,6095mm tj. 0,1um rozdíl na celé otáčce

Stejná situace je u půl otáček. Součet přesný, ale dvě odlišné hodnoty. Z čehož usuzuji, že stoupání závitu je dokonale přesné na celou otáčku, ale během jedné otáčky není rovnoměrné. Je to chyba nebo je to standardní jev? Potřeboval bych ideálně dokonale rovnoměrné stoupání i během jedné otáčky. Měl by jiný trapéz s větším stoupáním (třeba 2mm) soupání více rovnoměrné? Nebo to mám řešit s dodavatelem, jak moc je stoupání závitu rovnoměrné, pokud dokáže takovou informaci vůbec zjistit?

Díky za případné info/zkušenosti.
Uživatelský avatar
robokop
Site Admin
Příspěvky: 22371
Registrován: 10. 7. 2006, 12:12
Bydliště: Praha
Kontaktovat uživatele:

28. 9. 2022, 9:18

jak ti vysli kroky?
mel jsi to na cele pulkroky nebo jsi stal v nekterem mikrokroku?
pulkroky jsou posledni presne, mikrokroky nejsou zarucene linearni
Vsechna prava na chyby vyhrazena (E)
honza_81
Příspěvky: 20
Registrován: 17. 10. 2021, 7:23

28. 9. 2022, 9:23

Používám 8 mikro kroků. Nevím kde to končilo, ale mělo by na celým kroku. I kdyby ne, tak 0.6096mm/200 kroků je 0,003048mm což je pořád podstatně míň, než moje rozdíly...
Myslím to tak, že fyzický krok motoru je pořád podstatně menší, než moje rozdíly mezi čtvrt otáčkami.
Josef
Sponzor fora
Příspěvky: 5699
Registrován: 19. 11. 2006, 9:25
Bydliště: Valašsko

28. 9. 2022, 11:17

Máš souose krokáč se šroubem?
Sancho Panza
Příspěvky: 1035
Registrován: 6. 3. 2021, 12:50

29. 9. 2022, 5:49

honza_81 píše: 28. 9. 2022, 9:01 Zdravím,
upozorňuji, že nejsem strojař. Dodělal jsem si doplněk k délkoměru a setkal jsem se s jedním problémem. Pro posun používám non-captive aktuátor NEMA14 s trapézem se stoupáním 0,6096mm. Pokud otáčím motorem o celou otáčku, dosáhnu přesně posunu 0,6096mm +-0,3um. Pokud ale otáčím po čtvrt otáčkách, dostanu následující:

1. série otáčení:
0,1468 / 0,1548 / 0,1726 / 0,1352mm součet = 0,6094mm tj. 0,2um rozdíl na celé otáčce

2. série otáčení:
0,1471 / 0,1548 / 0,1729 / 0,1347mm součet = 0,6095mm tj. 0,1um rozdíl na celé otáčce

Stejná situace je u půl otáček. Součet přesný, ale dvě odlišné hodnoty. Z čehož usuzuji, že stoupání závitu je dokonale přesné na celou otáčku, ale během jedné otáčky není rovnoměrné. Je to chyba nebo je to standardní jev? Potřeboval bych ideálně dokonale rovnoměrné stoupání i během jedné otáčky. Měl by jiný trapéz s větším stoupáním (třeba 2mm) soupání více rovnoměrné? Nebo to mám řešit s dodavatelem, jak moc je stoupání závitu rovnoměrné, pokud dokáže takovou informaci vůbec zjistit?

Díky za případné info/zkušenosti.
No, v první řadě by to asi chtělo napsat CO to je za šroub a délkoměr - prostě cos to vlastně ubastlil - protože aby to fungovalo na ty 4 :lol: místa, tak by bylo třeba aby to byl šroub v kvalitě jasně o řád lepší jako jsou třeba šrouby u Moore a nebo SIPů - a nebo jiný ultrapřesný šroub (třeba jako u Lindnera na pojezdu stolu) či u běžných délkoměrů (ty mají optiku - pravítko). Na běžným délkoměru (i s cenou kategorie s šesti nulama) je 0.1 um na šroubu z říše vlhkých snů.
Taky by mě zajímalo čím jsi to naměřil - protože pro takovéto tolerance (přesnost) je problém cokoli, včetně ložisek, teploty těla, konstelace hvězd :lol: .
Jinak ten šroub aby byl (nebude) na ty 4 místa - tak bude stát absolutní raketu.
btw - pokud opravdu chceš ideálně dokonale rovnoměrný šroub :roll: , tak nejlevnější řešení je se přestěhovat do jiné galaxie :mrgreen:
Sancho Panza
Příspěvky: 1035
Registrován: 6. 3. 2021, 12:50

29. 9. 2022, 5:51

honza_81 píše: 28. 9. 2022, 9:01 Nebo to mám řešit s dodavatelem, jak moc je stoupání závitu rovnoměrné, pokud dokáže takovou informaci vůbec zjistit?
Díky za případné info/zkušenosti.
Jako ten dodavatel - co je schopný dodat šroub s přesností pod 0.1 mikronu, to by mě fakt zajímalo.
Uživatelský avatar
zz912
Příspěvky: 1348
Registrován: 25. 5. 2008, 7:16

29. 9. 2022, 6:35

Pokud se budeš chtít zabývat mikrometrama v reálném světě, tak jelikož žiješ v 21. století, tak si začni studovat problematiku elektronických korekcí. Nechci tvrdit, že nelze dosahovat mikrometrových přesností bez elektroniky, ale dnes je to zbytečně drahé. Další výhoda elektronických kompenzací je, že až se Ti šroub vychodí, tak jej nemusíš vyhazovat, jen změníš parametry.

http://linuxcnc.org/docs/stable/html/co ... gt_section
LinuxCNC - MESA 7i96
zz912.webnode.cz
honzaZ
Příspěvky: 130
Registrován: 3. 11. 2019, 2:02

29. 9. 2022, 6:39

takže ten motor je klasický nema14 se šroubem namísto hřídele? non-captive znamená, že si ten motor sám nedrží šroub proti otáčení a u captive verze je v motoru ještě matice která zabraňuje otáčení? Při délce motoru 34mm dojde při ohřátí šroubu z 25°C->35°C k protažení o ~4μm, taky se to může pohnout "natáhnutím" maziva/bordelu mezi matici a šroub, taky to může být způsobeno nedokonalou souosostí nebo šišatostí ložisek v motoru (v určité části můžou ložiska klást vetší odpor na motor a ten se tak může "opožďovat", ), o tom šroubu bych si taky nedělal iluze, pokud to není něco extra.. už jen kvůli té teplotní roztažnosti je takový aktuátor na takové přesnosti úplně nevhodný, s každým posunem na šroubu se musí ohřát část šroubu která nově vlezla do motoru a to pošle linearitu do ******, ještě se nesmí zapomínat na typickou +- 5% odchylku u každého kroku což udělá až ~0.3μm/krok a nelinearitu v rámci otočky, kterou se mi nepovedlo dohledat ( a určitě bude záviset na výrobci), pořád je to jenom namotaná měď a nalepené magnety...
Sancho Panza
Příspěvky: 1035
Registrován: 6. 3. 2021, 12:50

29. 9. 2022, 7:01

zz912 píše: 29. 9. 2022, 6:35 Pokud se budeš chtít zabývat mikrometrama v reálném světě, tak jelikož žiješ v 21. století, tak si začni studovat problematiku elektronických korekcí. Nechci tvrdit, že nelze dosahovat mikrometrových přesností bez elektroniky, ale dnes je to zbytečně drahé. Další výhoda elektronických kompenzací je, že až se Ti šroub vychodí, tak jej nemusíš vyhazovat, jen změníš parametry.

http://linuxcnc.org/docs/stable/html/co ... gt_section
ne, že bych chtěl rýt - ale on to chce ještě o řád (!) přesnější - no a tam si s tou běžnou elektronikou můžeš tak akorát......píp.
Pro představu - doporučuji si najít jak jsou přesné běžné johanssonky a CO :lol: od toho on chce.
jergus.balaz
Příspěvky: 1537
Registrován: 24. 6. 2020, 8:41
Kontaktovat uživatele:

29. 9. 2022, 7:25

Sancho Panza píše: 29. 9. 2022, 7:01 ne, že bych chtěl rýt - ale on to chce ještě o řád (!) přesnější
Asi by bolo vhodné sa opýtať, či niekto nemieša mikrometre a milimetre :mrgreen:
BalazKovo.sk
lubbez
Příspěvky: 3148
Registrován: 21. 6. 2012, 9:26
Bydliště: Praha

29. 9. 2022, 7:51

Protože nejsem strojař, nebudu a ani nechci tady kritizovat tvoji konstrukci. Pouze pár technickejch. Pokud stoupání vydělím 200, což jsou celokroky motoru, tak se dostanu na 0,003mm a tedy není chyba v krokování motoru. Já bych zkusil měřit třeba po 5 celých krocích, to je cca 0,015mm na několika místech šroubu abych si udělal představu o linearitě.
Trapéz z principu musí mít vůli. Nemám představu jak velkou, ale určitě větší než jsou tvoje požadavky.
Použij aktuátor s kuličkovým šroubem, tyhle malé mají stoupání 1mm a měl by ses dostat na lepší hodnoty.
Krokový motor funguje přesně na celé kroky, 1/2 kroky a 1/4kroky, všechno ostatní je tak trochu duchařina. Samozřejmě se předpokládá, že bude driver správně nastavenej pro požadovaný motor.
honza_81
Příspěvky: 20
Registrován: 17. 10. 2021, 7:23

29. 9. 2022, 8:03

Takže abych shrnul odpovědy pro všechny:
Jedná se o starší délkoměr Zeiss s dodělaným elektronickým odečtem. Pravidelně kalibrován, největší chyba na celém rozsahu (100mm) je okolo 1um. Takže jeho přesnost na posunu okolo 1mm si myslím můžeme u tohoto případu zanedbat. Místnost temperovaná okolo 20 st. Roztažnost taky neřeším, když to měření proběhlo během minuty.
Používám tento motor
LA351S12-A-UIAP (1).pdf
(100.78 KiB) Staženo 118 x
s touto šroubovicí
SCREW-ABA-UIAP-200.pdf
(69.02 KiB) Staženo 128 x
, uchycený v ose pinoly a šroub je přichycený k pinole. Celková cena okolo 4,5 tisíc. Jasně že to není profi. Jiný dodavatel nabízel to samé, jen motor 0,9° krok za cca 50 tisíc.
Abych to upřesnil, nepotřebuji přesnost 0,1um, toho asi dosáhnu při ručním krokování (s menším mikrokrokem samožrejmě), pouze potřebuji, aby mi motor posouval pinolu s přesností aspoň na 0,01mm tak, že si spočítám kroky na posun třeba o 0,5mm a dosáhnu posunu o tuto vzdálenost +-0,01mm. Na přesnou požadovanou délku si už krokuju ručně a odečítám délku z délkoměru.
Navíc jak sami můžete vidět v prvním příspěvku, při otočení o celou otáčku 0,6096mm (nezáleží jestli otočím najednou nebo 4x 1/4 nebo 2x 1/2 otáčky) se dostanu na přesnou hodnotu stoupání závitu s rozdílem max 0,4um. Navíc je vidět, že jsou hodnoty ve dvou sériích téměř identické, což bych opět přisuzoval nerovnoměrnému stoupání závitu.
Výstřižek.PNG
Takže za mě je logicky problém v nerovnoměrném stoupání závitu a na to jsem se ptal. Pokud je 0,025mm běžná chyba stoupání u takovéhoto závitu tak OK a smířím se s tím nebo se to pokusím vyřešit softwarově, abych eliminoval ty největší rozdíly.
Pro zajímavost tady je ten motor za cca 50 tisíc:
honza_81
Příspěvky: 20
Registrován: 17. 10. 2021, 7:23

29. 9. 2022, 8:08

lubbez píše: 29. 9. 2022, 7:51 Protože nejsem strojař, nebudu a ani nechci tady kritizovat tvoji konstrukci. Pouze pár technickejch. Pokud stoupání vydělím 200, což jsou celokroky motoru, tak se dostanu na 0,003mm a tedy není chyba v krokování motoru. Já bych zkusil měřit třeba po 5 celých krocích, to je cca 0,015mm na několika místech šroubu abych si udělal představu o linearitě.
Trapéz z principu musí mít vůli. Nemám představu jak velkou, ale určitě větší než jsou tvoje požadavky.
Použij aktuátor s kuličkovým šroubem, tyhle malé mají stoupání 1mm a měl by ses dostat na lepší hodnoty.
Krokový motor funguje přesně na celé kroky, 1/2 kroky a 1/4kroky, všechno ostatní je tak trochu duchařina. Samozřejmě se předpokládá, že bude driver správně nastavenej pro požadovaný motor.
Díky,
to se chystám ještě zkusit. Mikrokroky vypnout a přesně si takto projet třeba 3 až 5 závitů a získám přehled. Jen se k tomu dostanu až příští týden. Tu kuličkovou verzi zkusím najít.
Sancho Panza
Příspěvky: 1035
Registrován: 6. 3. 2021, 12:50

29. 9. 2022, 9:40

honza_81 píše: 29. 9. 2022, 8:03 Takže abych shrnul odpovědy pro všechny:
Jedná se o starší délkoměr Zeiss s dodělaným elektronickým odečtem. Pravidelně kalibrován, největší chyba na celém rozsahu (100mm) je okolo 1um. Takže jeho přesnost na posunu okolo 1mm si myslím můžeme u tohoto případu zanedbat. Místnost temperovaná okolo 20 st. Roztažnost taky neřeším, když to měření proběhlo během minuty.
Používám tento motor LA351S12-A-UIAP (1).pdf s touto šroubovicí SCREW-ABA-UIAP-200.pdf, uchycený v ose pinoly a šroub je přichycený k pinole. Celková cena okolo 4,5 tisíc. Jasně že to není profi. Jiný dodavatel nabízel to samé, jen motor 0,9° krok za cca 50 tisíc.
Abych to upřesnil, nepotřebuji přesnost 0,1um, toho asi dosáhnu při ručním krokování (s menším mikrokrokem samožrejmě), pouze potřebuji, aby mi motor posouval pinolu s přesností aspoň na 0,01mm tak, že si spočítám kroky na posun třeba o 0,5mm a dosáhnu posunu o tuto vzdálenost +-0,01mm. Na přesnou požadovanou délku si už krokuju ručně a odečítám délku z délkoměru.
Navíc jak sami můžete vidět v prvním příspěvku, při otočení o celou otáčku 0,6096mm (nezáleží jestli otočím najednou nebo 4x 1/4 nebo 2x 1/2 otáčky) se dostanu na přesnou hodnotu stoupání závitu s rozdílem max 0,4um. Navíc je vidět, že jsou hodnoty ve dvou sériích téměř identické, což bych opět přisuzoval nerovnoměrnému stoupání závitu. Výstřižek.PNG

Takže za mě je logicky problém v nerovnoměrném stoupání závitu a na to jsem se ptal. Pokud je 0,025mm běžná chyba stoupání u takovéhoto závitu tak OK a smířím se s tím nebo se to pokusím vyřešit softwarově, abych eliminoval ty největší rozdíly.
Pro zajímavost tady je ten motor za cca 50 tisíc:
V36199---NEMA14-SS-220-NC-00609-95-ABN-09DEG.pdf
No to si děláš prdel ne?
Takže ten Zeiss je mikronový (což je celkem víc než slušné) a ty k tomu dobastliš krokáč (který z vlastního principu sám o sobě hřeje jako prase a má nějaký seriový šroub od Kerku - mj, na tom výkresu je že se u toho dá vymezit vůle, která je normálně desetina(!) a pak chceš aby to celý bylo ještě o řád (!) lepší než ten Zeiss?
To je teda s prominutím mazec.
Jinak pokud chceš přesnost stovku (0.01 mm a chceš řešít šmajdunk o dva (!) řády menší (0.0001 mm) tak to bude asi někde velká chyba - nejspíš mezi židlí a klávesnicí.
Naposledy upravil(a) Sancho Panza dne 29. 9. 2022, 9:50, celkem upraveno 1 x.
Sancho Panza
Příspěvky: 1035
Registrován: 6. 3. 2021, 12:50

29. 9. 2022, 9:47

jinak aby bylo jasno s těma desetitisícinama :lol: - mikrometrický šrouby pro mikrometry v bývalém Sometu byly dělaný s přesnosti stoupání +-0.002 na 25mm, rozměr před drátky 0.29 byl 9.61 -0.02 A to byly šrouby na měřidlo - ne na otvírání skleníku :D .
Výkres mám před sebou, mašinu co se to na ní dělalo (Lindnera) znám víc než dobře.
Edit: - ještě jsem doplnil - rovnoběžnost středního průměru závitu (tj. povolený kužel po brusce) měli otolerovanou 0.002
Původně ty šrouby ještě lapovali (právě kvůli periodické chybě, drsnosti a kuželovitosti), později se pak brousily už jen načisto (ten Lindner to byl tak nějak schopen udržet v těch mírách viz výše).
Odpovědět

Zpět na „Krokové motory“