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MÁQUINAS EM GERAL => Maquinas em Geral => Tópico iniciado por: fcanesin em 16 de Janeiro de 2007, 10:29
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Pessoal,
Gostaria de saber se alguém do grupo pode me ajudar
numa questão referente a escolha do motor de passo
mais adequado.
Começando pelo eixo Z, que na realidade vai influenciar
em todo o resto da máquina, sei que o conjunto que irei
movimentar vai pesar cerca de 2kg.
Tenho motores de 5,5kgf/cm e gostaria de saber se este
torque é suficiente, se vou ter uma folga e se não estarei
trabalhando no limite do motor.
Aproveitando, gostaria de saber se existe alguma regra
que eu possa usar quando tiver as outras massas dos
demais eixos.
Um abraço a todos.
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Olá Fcanesin,
Seja bem vindo ao forum...
Se você for usar um fuso roscado como elemento de transmissão de movimento, acredito que este motor seja capaz de levantar esta massa sim...
Os parafusos são por natureza "reduções", e a isto chamamos de "vantagem Mecânica"...
O passo da rosca tem influência direta tanto na velocidade final do movimento, como na força desenvolvina neste movimento.
Há também outros fatores que influenciam, como a gravidade, coeficientes de atrito, inércias, etc...
Apenas como ilustração, simulei um caso muito parecido com o que tenho em minha máquina que usa um motor de 6 kgfxcm no eixo "Z" e o peso do conjunto gira em torno de 3 Kgf que é movimentado com um fuso de passo 1,25mm...
A força estática "teorica" na porca é de 54 Kgf (532 N)
A força dinamica gira entre 13 e 18 Kgf...
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ola Fabio
Poderia me explicar melhor, ou mesmo me enviar as formulas utilizadas para estes calculos. E quem sabe abrir um topico sobre isso pois eh de suma importancia quando se quer fazer alguma coisa mais profissional.
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Aferreira,
A muito tempo atrás eu fiz um programa que roda no Excell para calcular essas coisas, mas está perdido em algum lugar entre 4 HDs que tenho por aqui...
Se encontrar eu mando - O duro é encontrar :)
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Fabio,
Te agradeco d+ acho que quando ficar um pouco mais seguro das informacoes que estou adquirindo com o tempo os foruns e experiencia pratica vou compilar um tutorial para quem estiver entrando nesse mundo naum sofrer tanto. Pois pra mim que gosto de fazer sempre o mais perfeito que conseguir essas maquinas sao um desafio impressionante, eh mecanica, eletrica, eletronica, pneumatica, fornecimento, administracao ..... eita tem de tudo. Tem hora que tem de parar pq a cabeça fica igual a fet com sobre corrente rsrsrsr.
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Aferreira,
Anexo está a planilha de cálculo...
Espero que sirva.
Esta tabela NÃO leva em consideração atritos, inércias, etc...
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Fabio
Muito obrigado pela ajuda, como estou usando guias lineares o atrito e a inercia eh vencida de forma muito eficiente.
Adilson
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Fabio,
Obrigado pelas informações. Ajudou bastante.
Estava dando uma olhada na sua planilha e fiquei em dúvida sobre
algumas coisas:
a) o que é a velocidade de JOG ?
b) o que representa o valor da eficiência da rosca ? É o aproveitamento da força transmitida ?
Um abraço,
Fernando.
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Fernando,
O "JOG" é um termo que acredito não já tradução no Português, mas se refere à movimentação da máquina através de teclado ou joystick.
É uma velocidade relativamente baixa (mas pode ser variável) que é usada por exemplo na aproximação da ferramenta no trabalho...
Na verdade esta tabela está incompleta, pois eu estava fazendo um gráfico que mostraria a variação do torque conforme a velocidade iria variando - da velocidade de JOG até a velocidade máxima...
Já o valor de eficiência das roscas é baseado em tabelas e testes feitos por entidades ou fabricantes de fusos, e se referem ao "rendimento" ou aproveitamento que elas oferecem.
Este rendimento leva em consideração o atrito (ou coeficiente de atrito) dos materiais envolvidos na montagem, mais precisamente entre fuso e castanha...
Em mecanica normalmente se usam materiais diferentes para este tipo de acionamento, e estes cateriais tem caracteristicas próprias de atrito...
Note que no lado direito da planilha há uma tabelinha simples, onde há uma relação de materiais de fusos e porcas, lubricicadas ou não, e ao lado o respectivo coeficiente...esta tabela é de fusos de rosca trapezoidal diametro 10mm em aço 1045...
Quanto melhor o conjunto, o valor mais se aproxima de "1" (100%)
Por exemplo, um fuso (rosca ISO) desses de construção comum e uma porca de ferro comum tem um coeficiente de 0,18 = apenas 18% de eficiência!
Este valor entra na fórmula do cálculo da força disponível, mas é o único valor (como coeficiente de atrito) que é levado em conta.
A técnica de aproximação dos valores é simplesmente calcular a capacidade de "Carga Estática" e daí aproveitar apenas um valor entre 25 e 30% disso (Carga Prática) e este método é real e muito usado...
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Fabio,
Deixa eu ver se entendi. Se por exemplo eu aplicar 100N de força
numa fuso/rosca ISO, terei apenas 18N de aproveitamento ?
O resto é perdido ?
É isso ou estou simplificando demais ?
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Fernando,
Mais ou menos isso...
Isso não é a tabela quem me dá - é o que está naquela listinha do lado da direita em cima...
Mas a aproximação do pensamento é mais ou menos esta mesmo...
Se estou usando um fuso de rosca comum com porca comum, ele só aproveita 18% da força nele aplicada...o resto é perdido
Faça uma experiência:
Na tabela principal, altere o valor onde está escrito:
"Eficiência da Rosca (ver tabela)" (deve ser a célula D11)
e veja o resultado em "Carga Estática" e na "Carga Prática"...
Note que se colocar um valor maior que 0,18, as cargas podem aumentar!
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Fabio,
Entendi. Só fiquei impressionado com o baixa eficiência
da rosca ISO. Eu ia fazer uma rosca em nylon mas achei
que não valia a pena, mas agora vou reconsiderar.
Obrigado por enquanto.
Fernando.
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Fernando,
Se usar uma rosca ISO com uma porca em latão já é melhor...
Se a porca for em nylon ou mesmo teflon, melhor ainda...
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Fabio,
Onde entra o peso do conjunto nesses calculos?
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Esse negócio do atrito é o pior de todos.... vou te falar que o peso é o que menos preucupa, minha máquina se colocar 3 kgs no z, e vc tentar girar o conjunto todo, nem dá pra sentir a diferença, isso girando com dois dedos na ponta do fuso. Mas se a porca encosta um poukinho a mais na lateral do fuso meio q descentralizada, ai so girando com a mão fechada q ela movimenta.
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Gustavo,
Bom o problema eh que isso eh valido para fusos mas de vc der uma olhada na minha maquina (Dream 145) vai ver que usei correias e nao sei pq mas tou tendo problemas sim com o peso do eixo o z e verdade q naum importa o peso mas no X e Y nao tou conseguindo desempenho.
Adilson
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Adilson,
Explica melhor esse lance do "desempenho" que não está conseguindo...
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Fabio,
O problema eh que quando aumento a velocidade o motor nao tem forca suficiente para puxar o conjunto do carro no eixo Y, tou trocando os motores mas queria ter uma ideia melhor de quanto de torque preciso realmente e nao empiricamente.
Adilson
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Adilson,
Faz um favor pra gente, e descreve que motores está usando, que tipo de acionamento mecanico (fusos, cremalheira, correias, etc) bem detalhadamente, e tanmbém a parte eletronica que está usando...
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Bom a eletronica ja falei eh uma C4 phase drive estou usando nesses eixos correias dentadas HTD funcionando como cremalheiras (correia aberta) o motor por enquanto sao de 5,5Kgf tem mais detalhes nas fotos que enviei Dream 145 inclusive da forma que coloquei o motor e a correia com os guia e esticador.
Adilson
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aferreira,
pelo que vi na foto vc nao colocou reduçao no eixo com correia, com um motor pequeno como esse acho que ajudaria uma reduçao....
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A ferreira,
Então vamos lá:
Acionamento mecanico:
Acho que foi para você que eu disse que um parafuso é uma redução por natureza - usar um fuso é como colocar uma redução na saída do eixo - você multiplica o esforço que este motor pode fazer - a prova está naquela tabela em Excell que eu postei.
No caso específico de um acionamento com correia dentada, se estiver acionando a correia de forma "direta" isto é, através de uma polia dentada que puxa ou enpurra a correia, estamos em uma condição desfavorável para o torque disponivel do motor, e igualmente desfavorável para a velocidade, que teoricamente é absurdamente alta...
O jogo está em determinar uma velocidade máxima de traslado, e em cima disso determinar a faixa de rpm que o motor deverá rodar, para só então se determinar a redução necessária...
A única coisa conhecida é o torque disponível do motor, e a velocicdade máxima desejada (ou compatível)
Então vamos para um exemplo teórico:
Dados:
motor de 5,5 kgfxcm
velocidade maxima de traslado desejada = 3 metros/minuto
tipo de acionamento = meio passo (400p/giro)
frequencia de acionamento = 5000 Hz = rpm = 750rpm
diametro da polia no motor = 15mm
teremos:
"SEM redução"
velocidade máxima de traslado = 47,10 metros/minuto (absurdo)
força no movimento = á princípio, 4,5 kgfxcm "se" não houvesse atritos e perdas - força aproveitavel = entre 1,2 kgf e 2,2 kfg aproximadamente...
resolução por passo = 0,16 mm
"COM redução" de 15:1
velocidade máxima de traslado = 3,14 metros/minuto
força de movimento = efetiva en torno de 68 kgf = útil entre 15 e 20 kgf
resolução por passo = 0,008 mm (teorico)
Como vê, com uma redução de 15:1 terá algo que se assemelha a um acionamento identico feito com fuso...
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Adilson,
Continuando, só que agora com a parte eletronica:
"SE" sua placa for capaz de acionar estes motores em meio passo e sem perda de passos nas frequencias sujeridas, os resultados acima serão realistas sim,
Se não, a solução seria encontrar uma eletronica que comporte este tipo de acionamento...
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Fabio...
Como estou projetando na mente uma criatura surgem as dúvidas e aproveito este tópico pra perguntar......
Pretendo usinar alumínio (peças de até 10 Kg no máximo)
Vou usar guias redondas retificadas e temperadas de 25 mm diâmetro com rolamentos lineares e raspadores;
Fusos trapezoidais de 16mm com passo de 4mm;
Mas pretendo fazer a máquina em outra configuração, sem ser o de pórtico móvel, vou partir pro modelo tipo uma fresadora Kone KFF-30 (não sei o nome que se dá a esta montagem de máquina);
Daí minha dúvida é quanto aos motores... Qual o tipo de motor que dê conta do recado sem perder passos para a máquina para usinar o alumínio em passadas de 1 mm com uma freza de 4 mm ??
Me diga se estou sonhando alto demais, hehehe
Ahhh a respeito da eletrônica, não sei qual vou usar, pois a concorrência tá grande aí , né??? hehehe...brincadeir a.....seo q o pessoal não tem disso aqui...
Em breve estarei postando as fotos da minha "peregrinação" ao encontro do fim da montagem de uma CNC.. Esta vai ter estrutura com peças fundidas em alumínio feitas aqui mesmo na firma
Obrigado por qualquer ajuda que vier.....
Abraços...
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Fabio,
Valeu pela ajuda, vou so ver agora como resolvo o problema da reducao, mas so pra esclarecer a duvida de um asno mecanico que sou eu, existe uma reducao entre o diametro do eixo do motor e o diametro da polia eu devo ou nao considera-lo, pq se entendi bem este teu calculo seria 100% aplicado em um acionamento motor fuso mas no meu caso temos uma cremalheira ???????
Adilson
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estevamalex,
Nao foi necessario a redução neste eixo o Z nao tivo problemas com o torque, so estou com problemas no eixo Y que tem uma correia funciondo como cremalheira.
Adilson
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aferreira,
nao me referi ao eixo z, eu vi na foto q vc postou e dá pra ver perfeitamente que no eixo y vc usa a correia, mais na minha opiniao é necessario uma reducao, pois o motor direto na correia fica pesado mesmo! ou vc parte p/ um fuso ao inves de correia!
ate mais!
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estevamalex,
Existe sim uma redução entre o diametro do motor e o diamentro da polia so naum sei se devo considerar, ate ja pedi ajuda ao fabio pra ver se ele que eh o guru das duvidas crueis tem alguma informacao pra esse humilde servo.
Adilson
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aferreira,
veja nesse exemplo que estou enviando, note que o motor passa por uma reduçao, do jeito que vc fez a engrenagem do motor tá indo direto p/ correia isso nao reduz, pois se o motor der uma volta a engrenagem nele tbem ira dar uma volta!
da uma olhada nessa foto e ve se da pra ter uma ideia de como fazer a reduçao!
inté mais!
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aferreira,
um exemplo bom, essa maquina eu fiz para um processo de solda mig onde trabalho, note que na mesa o motor tem engrenagem pequena e no eixo da mesa engrenagem grande, pois tive problemas com torque tbem, depois que fiz a reduçao o problema acabou!
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estevamalex,
Agradeço d+ vou ver agora como faço, vou tentar antes trocando os motores por um de 10Kgf que consegui, se der errado vou fazer a redução.
Adilson
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adilson,
ok se precisar de qualquer coisa que esteja no meu alcançe estou as ordens!
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Fabio,
Te agradeco por responder a meu e-mail, mas a explicacao do estvamalex, ja sanou a minha duvida.
Nao se preocupe ainda naum se livrou de mim rsrsr.
Adilson
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Rafaturbonh,
Acho que pode usar este motor (10 kgfxcm) com os fusos de passo 4mm.
Eu faria ainda uma redução 2:1 entre motor e fuso, o que melhorará bastante na resolução por passo, e igualmente melhorará na força aplicada...
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Fabio....
Obrigado pela dica...
Tenho uma outra dúvida: onde encontro as polias e correias sincronizadoras para esta criatura?
Abraços!!!
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Rafa,
Correias Schneider Ltda
www.correias.com.br
(11) 3315-0777
Aferreira,
Pelo que entendí está usando a correia dentada como se fosse uma cremalheira, mas não é de fato!
Para calcular as coisas direito precisamos conhecer melhor mais detalhes do conjunto, principalmente as medidas da polia que está montada no motor, e todo o resto do conjunto...
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pessoal eu to querendo chegar em uma reduçao dessa
"COM redução" de 15:1
velocidade máxima de traslado = 3,14 metros/minuto
força de movimento = efetiva en torno de 68 kgf = útil entre 15 e 20 kgf
resolução por passo = 0,008 mm (teorico)
Como vê, com uma redução de 15:1 terá algo que se assemelha a um acionamento identico feito com fuso...
Eu pretendo ultilizar acionamento por correia para automatizar um pequeno torno de bancada 500mm de are util valeu.