MOTORE PASSO PASSO  

IN PREPARAZIONE .......

Dimensionamento di un azionamento di un motore passo passo

Non viene preso in considerazione il principio di funzionamento dei motori passo passo.

 

 

                     PARAMETRI  NOTI:

Motore  passo passo     1.8°      200 passi
Inerzia del rotore    840    g x cm2
Funzionamento half step       400  passi per giro
Lunghezza vite ricircolo    40 cm.
Passo della vite  0.5   cm.
Raggio della vite    0.8  cm.
Peso del portale   30 kg.

 TUTTI  I CALCOLI  SONO RELATIVI AL MOTORE PASSO PASSO DA APPLICARE ALL'ASSE   

Per dimensionare un azionamento è necessario conoscere tutti i momenti d' inerzia dei componenti della catena cinematica.  

Il momento d'inerzia rappresenta la misura della resistenza di un corpo rotante quando viene sollecitato a modificare il suo

 stato di quiete  o rotatorio(fase di  accelerazione o decelerazione).

Il momento d'inerzia dei corpi rotanti non va confuso con il momento d'inerzia delle figure piane .         

          Motore passo passo:    DPM 60SH86   3.1 N*cm

         

  Momento d'inerzia del motore è una sua caratteristica di costruzione:

 Jm = 840 [gf * cm2]  ==>  840 x 1.01972 x 10-6   [kgf * cm * s2] 0.0008566  [kgf * cm * s2]

Momento d'inerzia della vite a ricircolo di sfere:

Jv = 0.0002033 [kgf * cm * s2]

Momento d'inerzia del carico , il carico viene considerato concentrato su un punto della circonferenza della vite:

 

p = corrisponde al passo della vite a ricircolo     

Jc = 0.00021539 [kgf * cm * s2]

Momento d'inerzia del carico, nel caso si conosca il numero di giri che occorrono per una corsa di 1 centimetro:

 

p = 2  (giri)

Giri per ogni secondo   800(frequenza scelta sul diagramma sopra esposto)/ 400(modalità half step)2 giri al secondo

2 giri  corrispondono ad uno spostamento di 1 cm.  

Jc = 0.00021539 [kgf * cm * s2]

Il risultato non cambia

 

Momento d'inerzia TOTALE

Jt = 0.00021539 + 0.0002033 + 0.00085566 = 0.0012753  [kgf * cm * s2]

               TABELLA  EXCEL

 Affinchè il sistema possa funzionare correttamente è necessario che il rapporto tra Jm ed  il Jc sia inferiore a 10

In questo caso è circa 4.

Alcuni costruttori di motori passo passo forniscono i grafici coppia-frequenza .

Essi mettono in evidenza la coppia massima applicabile ad un motore senza perdere il passo per una determinata frequenza.

 Da essi si nota che aumentando la frequenza di alimentazione dei motori si ha una diminuzione della coppia.

Ho definito per il motore passo passo 60SH86 una frequenza di lavoro pari a 800 STEP.

 Bisogna tenere presente che:

     Vedere grafici sottostanti.

Con un aumento eccessivo della frequenza avremo una minore coppia ed una eventuale perdita del passo.

  Per ogni giro della vite occorrono 400 step(modalità half step)

Per ogni giro della vite a ricircolo di sfere ho uno spostamento di 5 millimetri del carico.

Per ogni millimetro occorrono 80 STEP.      400/5 = 80 STEP

Giri per ogni secondo        800(frequenza scelta sul diagramma sopra esposto)/ 400   =  2 giri al secondo

Fissando un tempo di rampa pari a 0.16

L'accelerazione angolare è pari a  75.4  rad/sec2

La coppia teorica che necessita al motore passo passo durante la fase di accelerazione è pari a:

Il motore  passo passo DPM 60SH86 sviluppa una coppia teorica di 3.1 N*cm quando gli avvolgimenti

sono collegati in parallelo,potrebbe verificarsi un aumento della temperatura del corpo motore.

3 sensori LM35 collegati a ARDUINO   "sorveglieranno"  le temperature dei motori passo passo.

 Pertanto dovrebbe essere più che sufficiente a movimentare il "portale" di lavoro.

 Voglio ricordare che durante la rotazione a velocità costante al motore serve solo una coppia

per vincere gli attriti.

  Per il funzionamento dei motori passo passo è necessario:

1)      un software che permette di:

  2)    una scheda di controllo(driver) che "interpreti" correttamente i dati del software da inviare al motore.

    Per tale scopo io utilizzo :

 

                 CONFIGURAZIONE  del software  MACH3MILL

2 giri al secondo corrispondono ad uno spostamento di 1 cm.  al secondo

In 1 minuto la velocità massima  sarà di 60 cm. al minuto

La velocità massima  di 60 cm./min  ==>  600 mm./min   (Velocità di  G00 per programma I.S.O.)   

La velocità corrisponde  a   10 mm. /s

Fissando un tempo di rampa pari a 0.1 s  (Consigliabile per il c.n.c.)

Avrò una accelerazione  di  100 mm al sec2  

                                                     CONFIGURAZIONE  MACH3MILL

     

                                      

                               Configurazione per ogni asse       

         GRAFICO TEORICO  PER LA SCELTA DELLA RAMPA DI ACCELERAZIONE

                              SECONDO I PARAMETRI NOTI  a mia disposizione:

Peso del carico 25 kg -  vite: passo  5 mm.   diam. 16 mm.   Lunghezza 460 mm. -  ecc..   (Vedi dati iniziali)

Con excel ho realizzato il seguente grafico sulla base della seguente formula:

Jt    è noto         n   è noto

Adesso   il grafico fatevelo voi .......

 

      

                SCHEDA  CONTROLLER  4 Assi 3A  TB6560AHQ e relativi collegamenti

La scheda si collega alla porta parallela del P.C.

                 

Sulla scheda sono presenti 4 DIP switch a 6 vie che mi permettono di ottimizzare la funzionalità dei motori: 

                            

 Impostazione al 50% della riduzione della corrente che circola negli avvolgimenti(è da verificare durante il funzionamento)

Impostazione al 50 % della tensione applicata ai motori quando sono fermi

Impostazione del mezzo passo (Per aumentare la coppia)

                             

                               

           Collegamento in parallelo del motore passo passo DPM 60SH86

        

                    PIEDINATURA del motore passo passo DPM 60SH86

                      DPM 60SH86                                                DPM 57SH76

               Alimentazione              DPM 60SH86 (Asse x)        DPM  57SH76Asse Y)                 DPM 57SH76 (Asse Z)

                

 

                                               Visione generale dei collegamenti

Alimentatore  SP - 320 - 24 volt - 13A

                    

                                                         Simulazione con MACH3MILL

 

Conteggiando i giri di ogni singolo motore  funziona tutto correttamente