Schrittmotorenleistung

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Falke07
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Schrittmotorenleistung

Beitrag von Falke07 » 20.05.2020, 09:31

Hallo zusammen,

ich beabsichtige meine erste CNC- Fräsmaschine selber zu bauen. Nun bin ich an der Planung und stoße bei dem Thema Schrittmotoren auf ein Problem. Um die benötigte Kraft des Schrittmotors zu berechnen sollte ich den Kraftaufwand wissen, um eine Achse zu bewegen. Da die Maschine aber noch nicht gebaut ist, habe ich diese Angabe nicht. Somit weiß ich nicht, wie stark der einzelne Schrittmotor sein muss, um die jeweilige Achse zu bewegen. Bei meinen Recherchen bin ich auf Euer Forum gestoßen und dachte mir, ich versuche hier einmal mein Glück, um vielleicht einen Schritt weiter zu kommen.

Meine Frage wäre, wie stark sollte ein Schrittmotor für die Y- Achse min. sein um die Y- Achse zu bewegen (reicht evtl. Nema34)?
Folgende Daten habe ich:
- X, Y und Z- Achse haben jeweils einen Fahrweg von 1000mm
- Der Tisch ist feststehend
- Y- Achse hat einen kompletten rechteckigen Rahmen, an welchem die X- Achse und Z- Achse komplett befestigt ist.Ich vermute mal, das hier ein Materiallgewicht von ca. 30kg - 40kg zusammen kommt, welches von der Y- Achse bewegt werden muss.
- Die vertikale Last der Y- Achse führe ich mit einer Linear Flanschführung mit 2 Flanschwagen je Seite 1 x 20mm Durchmesser, (unten) je Seite 1 x horizontal
- Als Antriebspindel (Y-Achse) habe ich eine 1605 Kugelumlaufspindel gewählt.

Das wären mal die groben Eckdaten.

Ich weis, da ich weder das verwendete Material noch den Reibungswiderstand etc. kenne, ist es schwer, hier etwas dazu zu sagen und mit Sicherheit ist es auch schwierig, sich vorzustellen, was ich will. Dennoch hoffe ich auf ein paar Tips / Anregungen, um evtl. bei der Wahl des Schrittmotors für die Y- Achse weiter zu kommen. Vielleicht hat jemand ja Erfahrungswerte von einer Maschine mit den o. g. Fahrwegen und kann mir sagen, welche Motoren er verwendet hat.

In diesem Sinne THx für jede kleine Info / Tip / Gedanke
Falke07

KarlG
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von KarlG » 20.05.2020, 10:11

Moin,

Reibungswiderstand ist vernachlässigbar und um 40kg mit einer 1605 flott zu bewegen, reicht ein NEMA23 mit 2-3 Nm gut aus.
"Viel hilft viel" ist hier kontraproduktiv - das gilt aber durchaus für die Masse, denn viel Masse bringt "Ruhe" in den Fräsprozess.

https://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?f=5&t=195

Gruss
Karl

Falke07
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von Falke07 » 20.05.2020, 11:25

Hallo KarlG,

vielen Dank für die schnelle Antwort. Der Link war sehr hilfreich, da es bei mir nicht auf Schnelligkeit sondern Präzision ankommt.Ich werde mich dann mal auf den Nema23 3Nm 4.2A festlegen.

Was meinst Du zu den 1605 Kugelumlaufspindeln? Sind die OK?
Ich möchte Werkstücke aus Metall mit einer max. Materialstärke von 4mm fräsen und wenn möglich schon eine Genauigkeit von 0,05 mm erreichen.

SY
Falke07 und nochmals THx

KarlG
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von KarlG » 20.05.2020, 12:13

Falke07 hat geschrieben:
20.05.2020, 11:25
Was meinst Du zu den 1605 Kugelumlaufspindeln? Sind die OK?
Leistungsmäßig locker - allerdings: Bei 1m Verfahrweg (die Spindel muss also länger sein), würde ich das mal rechnen mit Grenzdrehzahl und EInspannsituation...

Falke07
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von Falke07 » 20.05.2020, 13:25

Leistungsmäßig locker - allerdings: Bei 1m Verfahrweg (die Spindel muss also länger sein), würde ich das mal rechnen mit Grenzdrehzahl und EInspannsituation...
Hmm, was genau meinst Du mit "Grenzdrehzahl" und "Elnspannsituation"? Beide Begriffe sind für mich neu. Wenn ich nach Grenzdrehzahl google kommt immer nur Drehzahl und Vorschub für die Bearbeitung. Das wirst Du denke ich nicht meinen.

Die Spindeln und Führungen haben vermutlich eine Länge von 1300 -1400 mm, je nach dem, wie ich mit dem Bau hin komme, damit ich am Schluss meinen Arbeitsbereich von 1000 x 1000 x 1000 mm bekomme.

SY
Falke07

KarlG
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von KarlG » 20.05.2020, 14:31

Die Forensuche spuckt dazu Einiges aus und im Gegensatz zu anderer Forensoftware ist die sogar recht brauchbar...

Willhelm B.
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von Willhelm B. » 20.05.2020, 18:36

Was mir nicht in den Kopf geht ist. 1000m Z Verfahrweg kombiniert mit zerspanen von Metallen.
Da frage ich mal direkt welche Metalle?
Und woraus soll die Maschine gebaut werden, damit deine Genauigkeit von 0,05mm Ermöglicht werden?
Ein Material Gewicht von 30-40Kg für Z und X Achse wird da nicht hinkommen.
Hast du mal ne Zeichnung gemacht? Hast du den Durchbiegungsrechner mal benutzt?

Gruß
Willhelm

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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von KarlG » 20.05.2020, 19:11

Willhelm B. hat geschrieben:
20.05.2020, 18:36
1000m Z Verfahrweg...
mm - aber trotzdem SEHR heftig. Das hatte ich glatt überlesen.

Willhelm B.
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von Willhelm B. » 20.05.2020, 19:46

KarlG hat geschrieben:
20.05.2020, 19:11
Willhelm B. hat geschrieben:
20.05.2020, 18:36
1000m Z Verfahrweg...
mm - aber trotzdem SEHR heftig. Das hatte ich glatt überlesen.
Ja, mm sind gemeint.
Wie gesagt, lässt sich nicht in meinen Kopf bringen.

Falke07
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Re: Schrittmotorenleistung

Beitrag von Falke07 » 22.05.2020, 08:44

Moin zusammen,

wie gesagt, ich bin absoluter Neueinsteiger und dies ist mein erstes Projekt, welches noch total in der Planung steht.
Ich lade mal ein Bild hoch. Das Bild ist mal ein grober Entwurf und über die Stabilisierung muss ich mir noch ernsthaft Gedanken. Vor allem muss ich den Y- Rahmen, welcher die X- und Z- Achse beinhaltet noch stabilisieren. Wie gesagt, ein erster Grob- Entwurf. Spindeln und Führungen habe ich mal von CNC- Discounter angedacht.
Zum Bild:
- Grün sind die Spindeln. Hier verwend ich 1605: https://www.cnc-discount.com/spindeln/1 ... omplett/83
- Rot sind die Führungen. Hier verwende ich 20mm Schienen mit 2 Flanschwagen: https://www.cnc-discount.com/linearfueh ... chwagen/74

Das Material sowie der finale Aufbau steht noch nicht fest, wie gesagt Planungsphase.

Das mit der Grenzdrehzahl verstehe ich immer noch nicht (Trotz lesen in diesem Forum). Die Spindel hat einen Fahrweg von 5mm / Umdrehung. Das bedeutet, das wenn ich vom Referenzpunkt (Parkposition der Maschine) zur Mitte fahre (500mm) muss sich die Spindel 100 x drehen. Angenommen, ich würde die Spindel mit 1000 Upm (16,6 U pro sek) laufen lassen, wären das 6 Sekunden, was doch absolut OK ist (subjektive Einschätzung :?: )

Anmerkung: Mit "Werkstück Metall" meine ich Stahlblech mit bis zu 4mm Stärke

SY
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