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Schrittmotor mit Getriebe

geschrieben von Dierk 
Schrittmotor mit Getriebe
16. December 2020 23:02
Hi!
Ich hab hier ein Monsterprojekt am laufen. Baue einen Drucker mit 1000x2000x1000 druckfläche. Mechanik steht und Bett ist auch fertig. Ich habe aber folgende Probleme die ich ohne Hilfe nicht hin bekomme. Fangen wir mal mit dem ersten an.

Wie ind er Überschrift steht geht es darum, daß ich auf der Z-Achse einen Schrittmotor mit einem 100/1 Getriebe verbauen müsste. Zum einen ist die Mechanik recht schwer und zum anderen muss sich die Achse nicht schnell bewegen.

Nun ist es so das wenn ich die Steps/mm anpassen möchte mir folgendes auf gefallen ist.
Wenn die steps ca 444.8000 haben, fährt die Mechanik an den Schalter, tastet einmal nach und hält sauber am taster( mechanischer Schalter) an. So wie es sein soll. Da ja das getriebe den Weg 100mal verkleinert bewege ich keine 10mm sondern nur 0, 1mm. Ist natürlich doof. Also schraube ich die steps rauf und nun beobachte ich folgendes.

Bei 4448.000 fährt die Mechanik an den Schalter, Überfahrten ihn etwas (Schalter nicht ganz festgeschraubt, so kein Schaden) und tastet nicht nach. Erhöhe Ich die steps noch mehr, Überfahrten er den Taster völlig.

Also, je höher die steps um so mehr fährt er über den Taster hinaus.

Es gibt mit Sicherheit bei Marlin die Möglichkeit, dass ich einstellen kann das nach dem Schrittmotor (Nema 23 mit closeloop) ein Getriebe dann ist.

Ich verwende ein Rumba Board.
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 01:22
Hallo Dierk,

ich vermute da eine Überforderung des Systems durch die hohe Stepperfrequenz, da wird der Atmega nicht mehr mitkommen?
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 02:55
Wie ist dein Z-System denn aufgebaut und wie kommst Du (selbst mit der Untersetzung von 100:1) auf diese hohe Schrittzahl?
Der Atmega kannn wirklich nur eine begrenzte Anzahll Schritte liefern, darauf musst Du Deine Geschwindigkeiten der Achsen ausrichten.
Mit welchem Speed fährst Du denn in Z beim Homing?

Einfach die Schritte zu ändern um das Homing zu beeinflussen ist ehrlich gesagt etwas dämlich, dann stimmen die theoretisch und praktisch gefahrenen Wegstrecken ja gar nicht überein. Meines Wissens nach, kann man beim Homing festlegen, wie weit die Achse vor dem zweiten Anschlag an den Endschalter wieder zurückfährt.

/Julien


Wer rasiert mit mir KingKong? Der wichtigste Guide - Triffid Hunter's Calibration Guide


Drucker:
HyperCube EVO (Derivat) in 2502x300 - geschlossen für ABS - Duet2WiFi - Eigenbau Wasserkühlung
Eigenbau I3 - V6-Clon- Profilrahmen - Ramps 1.4 24V - TMC2208 - Simplify3D - Octoprint - Marlin 1.1.8
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 03:18
Was hast du den für Treiber verbaut?
Wie sind die Treiber gejumpert, kein Jumper = Vollschritt wäre bei einer Übersetzung des Getriebes 100:1 sinnvoll.
Welches Gewinde verwendest du an den Z-Achsen (Steigung pro Umdrehung).
Was für Werte für Z sind in Marlin verwendet worden.
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 07:37
Sprichst Du von 4,448 x 10^3 oder von 4,448 x 10^6 steps?
Wenn letzteres, dann gibt es bei 1000mm einen Integer-Überlauf,
max uint32 ist etwa 4,29 x 10^9.

Herzl. Grüße
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 08:01
@Wintex:
Habe ich fast befürchtet!

@ ZipZap:
Danke für die Wortwahl und nein ich versuche NICHT die Geschwindigkeit einzu stellen sondern die Genauigkeit. Schnell will ich ja nicht, sondern Genau!

@ Wintex:
Ich verwende dieses System: [www.roboter-bausatz.de]
Da gibt es keine Jumper mehr.
Die Mechanik kommt aus der Industrie und ist mit breiten Riemen gebaut. Aber deine idee von Steigung bringt mich auf eine Idee.
ich könnte auf 30/1 Getrieben wechseln. Kann ich bei Marlin einstellen ob ich Riemen, Spindel oder Gewindestangen nehme und welche Steigung die Spindeln/Gewindestangen haben? So könnte ich wenigstens schon mal in die nähe kommen wo ich hin will.


---------

Ich verwende ein Riemensystem von "mjunit linear" (einfach mal Googlen) aus der Industrie. Ist sehr stabiel, präziese und hängt bei 2m auf der X-Achse nicht durch.
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 11:05
Und du fährst mit dem Riemen-System auch die Höhe?
Dann verstehe ich die hohen Steps nicht, sollen das oben beschrieben 444,8 steps sein oder tatsächliche 444.8000 Steps?

Bei deinem Motor kann man auch die Steps einstellen 16 sind da die niedrigsten, was ja dann auch sinnvoll ist.
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 11:07
Quote
Dierk
@Wintex:
Habe ich fast befürchtet!

@ ZipZap:
Danke für die Wortwahl und nein ich versuche NICHT die Geschwindigkeit einzu stellen sondern die Genauigkeit. Schnell will ich ja nicht, sondern Genau!

@ Wintex:
Ich verwende dieses System: [www.roboter-bausatz.de]
Da gibt es keine Jumper mehr.
Die Mechanik kommt aus der Industrie und ist mit breiten Riemen gebaut. Aber deine idee von Steigung bringt mich auf eine Idee.
ich könnte auf 30/1 Getrieben wechseln. Kann ich bei Marlin einstellen ob ich Riemen, Spindel oder Gewindestangen nehme und welche Steigung die Spindeln/Gewindestangen haben? So könnte ich wenigstens schon mal in die nähe kommen wo ich hin will.


---------

Ich verwende ein Riemensystem von "mjunit linear" (einfach mal Googlen) aus der Industrie. Ist sehr stabiel, präziese und hängt bei 2m auf der X-Achse nicht durch.

Hallo Dierk (Dirk?),

Du hast nicht verstanden, worauf wir beide hinaus wollen.
Und sei bitte nicht sofort angegriffen, aber das, was Du vorhast, ist (zumindest so wie Du es beschreibst) schlichtweg Käse. Vielleicht drückst Du Dich auch einfach etwas unverständlich aus.

Wir möchten von Dir den Achsantrieb im Detail erklärt haben, mit allen Steigungen, Getrieben, Riemen, Untersetzungen, Flaschenzügen, etc. - und zwar mit den dazu gehörenden Kennzahlen, Bauteilen und deren Reihenfolge.
Durch das reine Ändern der Schrittanzahl veränderst Du nicht die Präzision, sondern nur den gefahrenen Weg! Wenn der Atmega "denkt" er hat 1mm Strecke hinter sich, kann es durch das Verändern der Schritte im System sein, dass entweder mehr oder weniger Strecke tatsächlich gefahren wurde - beides schlecht.

Die nötige Anzahl Schritte (für z.B. 1mm Strecke) ergeben sich aus den Kenndaten des Antriebssystems und der Auswahl der Mikroschritte. Zuerst gilt es auszurechnen, welchen Weg dein System bei einer Motorumdrehung macht. Das multipliziert mit der Anzahl der Schritte/Umdrehung ist die nötige Anzahl Vollschritte. Das wiederum multipliziert mit der Anzahl der Mikroschritte (darum die Frage von Wintex nach dem Treiber) ergibt die vom Atmega zu generierende Anzahl Schritte für das Verfahren dieser Achse - und da sind 4.448.000 Schritte einfach ugewöhnlich viel. In der Firmware kann man in der Regel nur die Anzahl Schritte pro mm Strecke je Achse eintragen, die musst Du aber vorher selbst ausrechnen.
Thema Geschwindigkeit: Wie bereits erwähnt ist darum die maximale Geschwindigkeit limitiert im Atmega, denn dieser kann halt nur eine maximale Anzahl Schritte pro Zeiteinheit generieren (darüber hinaus würde das System zu stocken/ruckeln beginnen). Bei dem von Dir verlinkten Treiber sieht man unten links 2x3 Pins, dort kann man vermutlich via Jumper die Mikroschritte festlegen.

Fütter uns doch mal mit Infos zum Antrieb.


/Julien

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 17.12.20 11:09.


Wer rasiert mit mir KingKong? Der wichtigste Guide - Triffid Hunter's Calibration Guide


Drucker:
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Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 11:57
Die Pins sind Taster zum einstellen, da der Treiber eine LCD hat wo man alles einstellen kann ( Laufrichtung, mA Halten , mA Bewegen, Steps (1,2,4,8,16,31usw) ,Test).

Die Mechanik ist wie auf diesem Bild nur eben etwas größer:


Wir haben keine info wie weit der Schlitten bei einer Achsumdrehung sich bewegt. Müsste man aber mal messen können. Wir wollen die X und Y Achse mit einem Direcktantrieb machen , aber mit einem Starken Schrittmotor und Treibern aus dem CNC bereich die auch 4-7A mit machen würden. Das Getriebe sitzt nur auf der Z Achse um eben zu verhindern das wenn strom weg genommen wird , durch ausschalten oder Softwareseitig, die Mechanik nicht nach unten schiesst und beschädigt wird.
Anhänge:
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Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 18:24
Hallo Dierk,

was die Anderen dir sagen wollen ist, dass du die korrekten Werte Steps pro mm
für deine Mechanik ermitteln musst (alles andere ist tatsächlich Käse).

Ich mache mal eine Phantasierechnung für deine z-Achse :
1. Schrittmotortreiber mit Vollschritten konfiguriert
2. Schrittmotor mit 1.8° pro Vollschritt
3. Getriebe 100:1
4. Zahnriemen mit Teilung 3mm
5. Zahnriemenrad mit 30 Zähnen

Pro Umdrehung des Zahnriemenrads legt die z-Achse 90mm zurück.
Für eine Umdrehung des Zahnriemenrads muss der Schrittmotor 100 mal drehen
Eine Umdrehung des Schrittmotors sind 200 Schritte,
also 20000 Schritte pro 1 Umdrehung der Riemenscheibe
Also 20000 Schritte durch 90mm Weg = 222.22 Steps/mm

Und genau diese mechanischen Basisdaten solltest du uns liefern,
damit wir dir helfen können.

Gruß Schrittverlust
Re: Schrittmotor mit Getriebe
17. December 2020 19:35
Jetzt verstehe ich auch was ihr von mir wollt.

Na guck!
Deine annahmen sind fast alle richtig getroffen.
Auf vollschritte ist noch nichts eingestellt, kann ich aber machen. Kein Thema.
Wie groß das riemenrad ist, kann ich nicht sagen, da müsste ich die Mechanik mal zerlegen um nachzusehen.
Mir ist aber wie gesagt aufgefallen das alles was über 80.00000 steps/mm geht, die endschalter nicht mehr korrekt angefahren werden.
Was ich aber aus euren Antworten entnehme ist, dass Getriebe schon möglich sind, solange sie mit einer Berechnung wie sie Schritt Verlust oben angeführt hatin einem vernünftigen Rahmen bleiben. Gut! Danke!
Re: Schrittmotor mit Getriebe
18. December 2020 04:53
Quote
Dierk
da müsste ich die Mechanik mal zerlegen um nachzusehen.

Hallo Dierk,
du brauchst deine Mechanik nicht zerlegen.

Du hast einfachere Optionen :

1.
Fragen kostet nichts, also kontaktiere den Hersteller deiner Lineareinheiten und
frage nach der Zahnriementeilung und den Zahnriemenrädern (Direktantrieb oder zusätzliche
interne Übersetzung vorhanden?)

2.
Falls 1. nicht erfolgreich, dann reduziere die Riemenvorspannung an der Lineareinheit
und hebe den Zahnriemen an. Mit einem Messschieber kannst du die Zahnriementeilung messen.
Dann den Zahnriemen wieder spannen.
Danach mache an einem Riemenrad und am Zahnriemen/Gehäuse jeweils eine Markierung und drehe das Rad eine
Umdrehung. Messe den axialen Verfahrweg und teile das Ergebnis durch die gemessene Teilung.
Das muss ein ganzzahliges Ergebnis sein (da deine Riemenräder ja nur ganze Zähne haben spinning smiley sticking its tongue out

Gruß Schrittverlust
Re: Schrittmotor mit Getriebe
18. December 2020 06:45
Oder du machst es wie beim Extruder. Verfahre 200mm, messe den tatsächlich verfahrenen Weg und rechne mittels Dreisatz den korrekten Wert aus.


Gruass us dr Schwiiz
Hansjürg
Re: Schrittmotor mit Getriebe
18. December 2020 17:43
@ hafo
So hatte ich das am Anfang gemacht aber da wusste ich noch nichts über das Zusammenspiel mit den steps ( 1,2,4,8,16).

@Schrittverlust
Der Riemen ist ein M3 das weiß ich. Ich kann aber an der Mechanik eine um Drehung machen und nach messen wie weit der Schlitten gefahren ist. Das könnte ich wiederum in die rechnung mit einbeziehen.
Re: Schrittmotor mit Getriebe
18. December 2020 18:03
@Hafo

Und ich wusste nicht das die hohe der Anzahl der steps/mm begrenzt ist. Da bin ich ja dran gescheitert.

Ich hatte mir einen Drucker selber gebaut mit 300x300x300 mit den Überresten aus einen ctc Bizer. Da musste ich nicht viel berechnen. Steps/mm einstellen und gut.
Mit dem Monster ist das anders, da noch andere Aspekte zu beachten sind.
Re: Schrittmotor mit Getriebe
18. December 2020 18:32
Ich glaube nicht dass die steps/mm begrenzt sind. Allerdings können die Boards nur eine begrenzte Anzahl an Pulsen in einer gewissen Zeit ausgeben, das limitiert die Geschwindigkeit bei hohen steps/mm.


Gruass us dr Schwiiz
Hansjürg
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