Haltemoment->Haltekraft eines Schrittmotors

Hallo.

Für eine vertikale Achse, an der ein Schlitten über einen Zahnriemen bewegt werden kann, benötige ich einen Schrittmotor.

Wie kann man das angegebene Haltemoment eines Motors umrechnen in die Haltekraft, damit ich die maximale Masse des Schlittens ermitteln kann?

Vielen Dank schonmal im Voraus,

Gruß, Denis

Hallo Denis.

Für eine vertikale Achse, an der ein Schlitten über einen
Zahnriemen bewegt werden kann, benötige ich einen
Schrittmotor.

Wie kann man das angegebene Haltemoment eines Motors umrechnen
in die Haltekraft, damit ich die maximale Masse des Schlittens
ermitteln kann?

Über das Hebelgesetz.
1 Nm (Newtonmeter) bedeutet, dass bei einem 1 Meter langen Hebel an der Motorachse 1N Kraft einwirkt.

Also wenn die Antriebscheibe 1m Radius hat, darf dein Schlitten maximal 1N erzeugen. Bei 0.5m darf er schon 2N erzeugen. Bei 0.25m sind es dann 4N.

MfG Peter(TOO)

Hallo.

Für eine vertikale Achse, an der ein Schlitten über einen
Zahnriemen bewegt werden kann, benötige ich einen
Schrittmotor.

Bis Du sicher, daß es ein Schrittmotor sein muß?

Oft wird das kritiklos so angenommen aber ein viel einfacherer
DC-Getriebemotor (mit optinalem Impulsgeber oder Tachogenerator)
wäre viel besser geeignet.
Gruß Uwi

Es soll eine Positionierungsaufgabe gelöst werden.
Bei einem Gleichstrommotor müsste dann doch noch eine Wegerkennung realisiert werden, oder?

Hallo,

Es soll eine Positionierungsaufgabe gelöst werden.
Bei einem Gleichstrommotor müsste dann doch noch eine
Wegerkennung realisiert werden, oder?

In Verbindung mit einem Impulsgeber kannst Du die Wegeerkennung
direkt von der Umdrehungszahl des Motors ableiten.
DC-Getriebemotor hat natürlich auch Nachteile. Es kommt dann eben
auf die Randbedingungen an.
Kann sein, daß der Schrittmotor die Bedingungen deutlich besser
erfült, weil z.B. die Sollposition schneller anzusteuern ist ?

Das Geamtkonzept ist mit DC-Motor natürlich ein ganz anderes.
Du must die Impulse zählen, was bei Verwendung eines Mikrokontrollers
natürlich meist kein großes Problem darstellt.

Vorteile sind aber :

  • sehr einfache Ansteuerung des DC-Motors z.B. mit Vollbrücke
  • Sehr gutes Drehmoment über das Getriebe
  • kohe Haltekraft, auch wegen Selbsthemmung des Getriebes
  • Leichte Anpassung der Drehzahl über das Übersetzungsverhältnis
  • eher geringe Kosten , leichtere Ausführung
  • deutlich kleinere Stromversorgung nötig (z.B. ca.0,5A bei 12…24V)

Ich nutze z.B. kleine Getriebemotoren mit Impulsgeber zu ca.
25€ je Stück.
http://www.dunkermotoren.de
-> Motor G30.2 + Getriebe PLG30 + Impulsgeber

Ansteuerung erfollt z.B. mit IC A3966 und A3953 von Allegro.
http://www.allegromicro.com/ic/bridge.asp

Gruß Uwi

Es soll eine Positionierungsaufgabe gelöst werden.
Bei einem Gleichstrommotor müsste dann doch noch eine
Wegerkennung realisiert werden, oder?

Hallo,

ja, und ausserdem brauchst du je nach Übersetzung noch eine Bremse, oder die Lageregelung muss die Position aktiv halten. Heutige Antriebe, z.B. mit gehärteten Präzisionsspindeln, haben fast ideale Wirkungsgrade und entsprechend nicht genug Selbsthemmung, um den Tisch festzuhalten. Meistens kann man den Tisch einer Werkzeugmaschine recht leicht mit der Hand wegschieben, wenn der Antrieb ausgeschaltet ist. Bei einem luftgelagerten Linearantrieb (heute Standard) ist die Reibung sogar praktisch Null.

Gruss Reinhard

  • kohe Haltekraft, auch wegen Selbsthemmung des Getriebes

Hallo Uwi,

das stimmt, wenn ein Getriebe mit ausreichender Übersetzung vorhanden ist, aber bei heutigen Maschinen ist das nicht mehr der Fall.

Die von uns in letzter Zeit angeschafften Bohrmaschinen haben in einer Achse einen direkt an die Spindel angeflanschten hochdynamischen Scheibenläufer, also kein Getriebe ausser der Spindelsteigung, die Hemmung der Spindel ist aber viel zu gering um etwas festzuhalten.

In der/den anderen Achsen (wenn nicht an allen) erfolgt der Antrieb der luftgelagerten Achsen mit einem berührungslosen Linearantrieb. Eine Hemmung ist praktisch nicht messbar.

Gruss Reinhard

Hallo,

An den Diskussionsbeiträgen unten erkennst Du ein Problem.
Es wird ins Nirwana diskutiert.

Schreibe doch mal genauer, um was es geht.
Kleine private Bastelei oder große Maschine als Studienaufgabe?

Keiner kann vernüftig Rat geben, ohne genauere Randbedingungen
zu kennen.
Gruß Uwi

Für eine vertikale Achse, an der ein Schlitten über einen
Zahnriemen bewegt werden kann, benötige ich einen
Schrittmotor.
Wie kann man das angegebene Haltemoment eines Motors umrechnen
in die Haltekraft, damit ich die maximale Masse des Schlittens
ermitteln kann?

Vielen Dank schonmal im Voraus,

Gruß, Denis

Hallo,

Tja, ich weiß ja auch nicht, um was es eigentlich geht :-?)

Gruß Uwi

das stimmt, wenn ein Getriebe mit ausreichender Übersetzung
vorhanden ist, aber bei heutigen Maschinen ist das nicht mehr
der Fall.

Die von uns in letzter Zeit angeschafften Bohrmaschinen haben
in einer Achse einen direkt an die Spindel angeflanschten
hochdynamischen Scheibenläufer, also kein Getriebe ausser der
Spindelsteigung, die Hemmung der Spindel ist aber viel zu
gering um etwas festzuhalten.

In der/den anderen Achsen (wenn nicht an allen) erfolgt der
Antrieb der luftgelagerten Achsen mit einem berührungslosen
Linearantrieb. Eine Hemmung ist praktisch nicht messbar.

Gruss Reinhard

Projektbeschreibung: Bedienroboter
Das ganze Projekt bearbeite ich in meinem Praxissemester. Ich soll für die Firma, in der ich Praktikum mache, dieses erarbeiten und werde wohl auch eine Studienarbeit darüber schreiben.

Nun aber ein paar Details…
Es soll ein Bedienroboter aufgebaut werden, der an einem Navigationssystem, Autoradio, elektr. Sitzverstellung, o.ä. Tasten betätigt.
Der Aufbau wird also ein 3-Achsen System. Eine Genauigkeit von ±1mm beim Anfahren von Koordinaten würde genügen.
Zum Betätigen von verschiedenen Tasten reicht eine Vorschubkraft von max. 10 N.

Ich denke, durch die einfache Ansteuerung und die Möglichkeit den Motor um definierte Winkel zu bewegen, eignen sich Schrittmotoren hierfür gut.

Entweder der Motor, der an der vertikalen Achse befestigt ist, hat so ein hohes Haltemoment, dass er im Stillstand den restlichen Aufbau halten kann, oder ich brauche noch eine Bremse. Was gibt es da für Möglichkeiten, dies zu realisieren?

Als E-Technik Student habe ich bisher nur Erfahrungen mit der anschließenden Programmierung eines Microcontrollers und einer Bediensoftware für den PC gesammelt, der mechanische Aufbau inkl. Wahl der Motoren, evtl Getriebe, Antrieb über Zahnriemen oder Kugelgewindetrieb usw, habe ich leider (noch) keine Ahnung.

Gruß, Denis

Hallo Reinhard,

ich habe eine genauere Projektbeschreibung als Antwort auf meine Frage gepostet.
Hast du eine Idee, wie man am besten eine Bremse realisieren kann?

MfG, Denis