Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

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gebuwa
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Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von gebuwa » 29.07.2020, 23:37

Hallo zusammen

Nach langer Abstinenz mal wieder eine Anfrage in der Hoffnung ich bin in diesem Ressort richtig.

Realisiert werden soll eine Steuerung/Schaltung (wie man das auch immer nennen will) zum Zahnräder fräsen an einer Uhrmacherdrehbank. Dazu notwendig ein Schrittmotor, welcher nach vorgegebenem Maß den Rohling immer um einen Schritt (Winkel) weitertransportiert für den nächsten Zahn. Nun bin ich auf der Suche nach einem geeigneten Schrittmotor (closed Loop) möglichst mit integriertem Treiber, dazu eine passende Steuerung mit entsprechendem Display zur Kontrolle. Ich habe inzwischen viel gesucht und teilweise auch gefunden, aber alle Motoren sind eigentlich überdimmensioniert. Große Leistung ist nicht notwendig, eher eine gute Haltekraft während des Fräsvorganges. Nema23 und Nema 17 wären passend, aber wie gesagt zu groß in der Form und Leistung.
Kann mir jemand eventuelle Tipp´s geben?

Im Voraus schon mal vielen Dank

Gruß Gerd

django013
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von django013 » 30.07.2020, 05:00

Moin moin,

wenn Du mit einem Hammer ein Loch in die Wand bohrst, dann darfst Du Dich nicht wundern, wenn der Dübel nicht hält. Andererseits, wenn Du mit einer Nagelfeile versuchst, den Ausschnitt für ein Kochfeld in eine Küchenarbeitsplatte zu feilen, dann darfst Du Dich nicht wundern, wenn das Jahr rum ist bevor Du fertig bist.
Die Wahl des richtigen Werkzeuges darf also nicht unterschätzt werden.

So natürlich auch hier. Zum Herstellen von Zahnrädern haben schlaue Köpfe den Teilapparat erfunden. Den gibt es in unterschiedlichsten Größen, Formen und Preisklassen - und er macht genau das, was man bei Zahnrädern braucht: exakte Positionierung und genug Haltekraft für den Arbeitsvorgang.
Es gibt auch hinreichend viele Berichte über einen Umbau von Teilapparaten auf CNC ...

Gruß Reinhard

nobrett
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von nobrett » 30.07.2020, 14:39

Elektronische Teilapparate werden bei der Herstellung von Zahnrädern von Uhren schon länger erfolgreich eingesetzt. Eine bekannte und fertig zu erwerbende Steuerung dafür ist der Division Master. Beim Schneiden von normalen Rädern und Trieben wirken nur axiale Kräfte, so das die Haltekraft eines Schrittmotors mehr als ausreichend ist. Einfache Teilapparate haben meist Umkehrspiel, müssen in eine Richtung gekurbelt und geklemmt werden und sind dadurch nervig in der Handhabung.

Bessere gehen richtig ins Geld und sind nur selten zu finden. Das Fräsen eines Zahnrads für eine Sekundenpendeluhr auf einer Schaublin 102 mit dem indirektem Teilapparat zeigen wir hier im Video. Wir würden gerne eine zweite Schaublin mit Teilapparat und Frässupport ausrüsten, aber die Teile sind schwer (in der Schweiz eher als in Deutschland) zu bekommen und werden mit Gold aufgewogen.

Der Riesenvorteil eines elektronischen Teilapparats besteht darin, dass man sich nicht aus Versehen verkurbeln, verzählen oder verrechnen kann, was bei einem Zahnrad mit vielen Zähnen schnell die Arbeit von vielen Stunden zunichte machen kann. Deshalb möchte ich auch gerne einen elektronischen Teilapparat nachbauen oder erwerben.

Gerd, wie machst Du die Ansteuerung? Hast Du selbst was entwickelt oder greifst Du zu einer fertigen Lösung?

Viele Grüße
Norbert

gebuwa
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von gebuwa » 30.07.2020, 15:12

Hallo Norbert
Danke für deine Antwort. Wir sind erst ganz am Anfang und suchen die Komponenten zusammen. Möglichkeiten gibt es sicher mehrere, es kommt halt immer auf den Preis an. :D Passen soll das ganze auf eine "STAR" Drehbank. Leider ging der Hersteller insolvent und wurde von Bergeon aufgekauft, damit steigen auch die Preise :(
Die Ansteuerung könnte mit einem Arduino Nano oder gar Mega gemacht werden. Der Mega ist wahrscheinlich aber auch schon wieder überdimmensioniert. Vorrangig wäre zuerst mal der richtige Motor mit Treiber.
Sobald ich mehr weiß oder gefunden habe, berichte ich hier.

Gruß Gerd

@Django13 - Hallo Reinhard. Einen Teilapparat habe ich sogar vorrätig, ist aber für die vorhandene Maschine einfach zu groß. Gruß Gerd

django013
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von django013 » 31.07.2020, 05:04

Moin moin,

also wenn keine Fräse zur Verfügung steht ...

Normalerweise werden Zahnräder ja mit Scheibenfräsern erstellt. Die könnte man auch in die Drehspindel einspannen und den Rundtisch auf den Support packen.

... aber ohne Fräse geht auch kein Selbstbau, bzw. CNC-Umbau - sonst hätte ich gesagt, schau mal die Episonden von InTurn Ultra an. Dort kann man sehr viel lernen. Evtl. gedanklich verkleinern ...
So ne InTurn kann ne komplette Drehbank ersetzen ;)

Ein zu CNC umgebauter Teilapparat kann praktisch mit jeder einfachen Steuerung betrieben werden. Selbst einfache DROs aus fernen Landen packen das (incl. Winkelberechnung und so)

Gruß Reinhard

nobrett
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von nobrett » 31.07.2020, 21:35

Wenn das so einfach ist und ein DRO das kann, dann würde ich mich über eine für Dummies wie mich verständliche Anleitung oder einen Link freuen. DROs die Schrittmotoren ansteuern können sind mir bisher nicht bekannt.

Grüße
Norbert

django013
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von django013 » 01.08.2020, 05:59

Vielleicht nennt man das nimmer DRO ...

Ist schon über ein Jahr her, dass ich das mal verfolgte. Quasi als Alternative zu mach3/4 ...
Binnich drüber gestolpert bei der DRO-Recherche. Hatte es schon fast wieder vergessen, aber doch wiedergefunden.

Musst bei den Alibrüdern nur mal nach 'ddcs' suchen.

Wenn ich mich recht erinnere, habe ich es nicht weiter verfolgt, weil das keine Radiuskorrektur kann. Ansonsten fand ich es sehr interessant für den Preis.
Gut, inzwischen hat sich Funktionalität, Preis und Vielfalt weiter entwickelt ...


Gruß Reinhard

nobrett
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von nobrett » 03.08.2020, 07:22

Habe ich mir angeschaut. Nach meinem Verständnis sind das Maschinensteuerungen in Hardware. Man kippt G-Code rein und sie steuern die Schrittmotoren an.

Das ist nicht was ich suche: Ich will ein Benutzerinterface dem ich direkt sage, ich will ein Zahnrad mit soundsoviel Zähnen machen, was dann dafür sorgt, dass sich jedesmal der Schrittmotor um ein entsprechendes Winkelinkrement weiter dreht wenn ich auf den Knopf drücke. Ich will nur diese eine Drehachse steuern.

Grüße
Norbert

KarlG
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von KarlG » 03.08.2020, 08:20

nobrett hat geschrieben:
03.08.2020, 07:22
Das ist nicht was ich suche: Ich will ein Benutzerinterface dem ich direkt sage, ich will ein Zahnrad mit soundsoviel Zähnen machen, was dann dafür sorgt, dass sich jedesmal der Schrittmotor um ein entsprechendes Winkelinkrement weiter dreht wenn ich auf den Knopf drücke. Ich will nur diese eine Drehachse steuern.
Sehr speziell und falls es sowas gibt, vermutlich teuer. Ich würde über 3 "Optionen" nachdenken:

1. "Manuell" rechnen und ein simples Steuergerät auf die Schrittweite einstellen. So ein Projekt gab es mal in der Ecke, wobei ich nicht sicher bin, dass es auch das Gewünschte leistet
2. Eine stinknormale PC-gebundene Steuerung nehmen (bzw. um 4. Achse erweitern) und dazu den gcode von Hand schreiben, oder über einen Automaten erzeugen. So ein "Automat" ist nicht sehr schwer zu programmieren - das geht vermutlich auch in CMD oder sogar in Excel.
3. Eine offline-Steuerung nehmen, wie oben verlinkt und dann weiter wie in 2.

Problematisch wird evtl., wenn man X und Z manuell fährt, auf Tastendruck immer genau einen "Winkelschritt" zu erzeugen. Da zicken viele Steuerungen rum - in Mach3 geht das jedenfalls nicht ordentlich....

...der beste Ansatz wäre wohl (falls 1. nicht geht) einen Arduino dafür zu programmieren und für die Ausgabe dann die Standardroutinen zu nehmen.

Gruss
Karl

Noch eine Idee: Einen alten PC mit DOS, den Kram in BAT/CMD implementieren und dann die Schritte nach LPT1 "drucken". Müsste man mal untersuchen, ob man so eine Ausgabe von einzelnen Zeichen mit CMD hinkriegt....
Zuletzt geändert von KarlG am 03.08.2020, 08:50, insgesamt 1-mal geändert.

django013
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Re: Schrittmotor für Uhrmacherdrehbank

Beitrag von django013 » 04.08.2020, 04:46

Moin Norbert,

was nutzt Du denn bislang als Steuerung?

Wenn Du mach3/4 benutzt, dann könnte man dort ein Makro hinterlegen, welche genau das macht, was Du willst. Also ein Eingabefeld in den Screen packen, wo Du eingibst, wieviel Zähne Dein Zahnrad bekommen soll. Dann noch ein Knopf, der das Weiterdrehen aktiviert.
Im Makro könntest Du dann ausrechnen, wie viele Schritte für den eingegebenen Winkel verfahren werden müssen.

Falls das mit dem Screen erweitern zu weit geht, könnte man auch einen Dialog starten. Das wäre vielleicht überschaubarer.

Wenn Du sowas machst, würde ich aber gleich noch zwei weitere Eingabefelder mit einem zweiten Knopf dazu packen. In die zusätzlichen Felder gibst Du die Geschwindigkeit ein und den Verfahrweg (für Z). Der Knopf verfährt dann genau die Strecke mit der Geschwindigkeit.

Das Spiel könnte man weiter auf die Spitze treiben, bis auf einen Knopfdruck ein ganzes Zahnrad gefräst wird :)

Gruß Reinhard

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