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MECÂNICA => Motores em Geral => Tópico iniciado por: Eng.Germano em 06 de Outubro de 2011, 15:03
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Boa tarde, você poderia me tirar uma dúvida, por favor, Gillii, ou outra pessoa que esteja com a cabeça fora da caixa.
Tipo, na tabela dos motores da Akiyama, observando as curvas, por exemplo, este modelo: http://www.akiyama.com.br/site/mercados-e-solucoes.php?id=6&id2=289&id4=26 (http://www.akiyama.com.br/site/mercados-e-solucoes.php?id=6&id2=289&id4=26)
É um motor de 10Kgf.cm
e curva é de Torque x PPS (Passo Por Segundo)
Você citou motores-de-passo de 600 a 1200 RPM , mas na fórmula de conversão:
RPM = (PPS x 60)/PPR
PPS = Passo Por Segundo
PPR = 200 x (Número de Divisão de passo)
Se empurrarmos o pé e por 4000 de PPS, com 10 divisões de micro-passo teriamos 120 RPM. (Por favor, corrijam-me se estiver errado)
Esses 600 RPM estão inatingíveis (pelo menos nesses modelos da Akiyama), onde estou errando? Ou teria que procurar em outros fabricantes com maior PPS?
É um problema para mim, porque não está me satisfazendo para minha aplicação em questão de velocidade (obdecendo o limite de custo), poderia me dizer os modelos onde encontro essas rotações para motor-de-passo?
Onde encontro os motores de passo com essa rotação, que para situação atual, 600 RPM seria o mínimo que preciso.
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Germano,
É mais ou menos isso mesmo...
Note ainda que, quanto maior a quantidade de subdivisões (micropasso) mais dificl será alcançar grandes velocidades porque não haverá velocidade de chaveamento das fases suficientemente altas para girar o rotor - é por isso que se usam altas tensões de alimentação, para tentar fazer a coorente chegar o mais rápido possível no limiar pré estabelecido sem que o motor queime.
Há limites para tudo...
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Boa noite, senhores,
Antes de tudo, obrigado pelo retorno, Gilii.
É engraçado, porque meus valores iniciais de projeto era de 2000 RPM para o motor de passo, mas dado a situação, 600 RPM seria uma FErrari para mim. ONde posso encontrar esses motores de 600 RPM???, porque vi que vocês citam essas velocidades para motores de passo (600 RPM a 1200 RPM como algo comum), gostaria de encontrar algo mais "decente", que rodasse a pelo menos a 600 RPM a uns 60% do torque de pico, porque as curvas aparentam diminuir com o aumento do torque do motor (pelo menos da Akyama, mas só cheguei a olhar dois motores, estou falando para dois motores diferentes), ou seja, se aumento a potência do motor, não consigo velocidade...
Enfatizando que só olhei dois motores da Akiyama, caso ocorra diferentes para outras marcas, por favor, corrijam-me. Estou realmente procurando alternativas, porque 120 RPM não dá, vai ficar lento demais.
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Germano, se puder descrever sua aplicação, talvez possamos sugerir alternativas ...
Os motores de passo são máquinas de potência constante, portanto o torque é inversamente proporcional à velocidade, isto não é peculiaridade dos motores da Akiyama.
Supondo que a curva esteja correta, o que raramente acontece, seria possível obter 600 rpm, com o motor operando em modo meio passo e então o torque disponível seria de 4 kgf.cm. Sem conhecer os detalhes da aplicação é impossível dizer se isto seria suficiente ou não ...
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Bom dia, obrigado pela ajuda, Senhores,
Bem, antes de tudo, dizer minha aplicação:
*Usinagem de porta de madeira, Cedro, a máquina terá 2400 x 1100 x 250mm (Imagino 50mm de comp. útil no Z)
*Transmissão direta via fuso de passo 10mm (muito provavelmente, estou a pensar ainda) nos 3 eixos.
*Motores: Penso em micropasso de 10 divisões para os motores de passo, mas que atinga 600 RPM pelo menos, porque senão será muito lento.
*Pórtico: Será de compensado de 10 a 15mm de espessura (falta calcular a massa que é o que importa, mas só para dar um feeling, já que vi algumas configurações que usavam aço (maior inércia)
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Vamos lá para a bronca:
RPM = (PPS x 60)/PPR
PPS = Passo Por Segundo
PPR = 200 x (Número de Divisão de passo)
600 RPM não atinge, considerando o micropasso de 10 divisões, pegando aquele exemplo (que tem a ficha em anexo) e deixando em 4Kgf.cm na curva (curva em anexo), teriamos 5000 PPS.
RPM = (5000 x 60)/(200*10) = 150RPM
1)É justamente os dados impíricos que estou precisando, porque gostaria de uma estimativa de Torque para aplicação de usinagem de madeira (cedro) e como essa velocidade não está satisfazendo, preciso "superdimensionar" o motor para obter um PPS mais elevado no ponto da curva do torque satisfatório indicado(qual o torque de operação que vocês indicam?) e ainda tem que ter a margem para não ocorrer os problemas com perda de passo...
2)Mais um ponto é também seria indigar se haveria margem para diminuir o micro-passo, para 5 divisões apenas, isto é absolutamente impírito (como é minha primeira máquina...), o que vocês dizem, nas máquinas que vocês já viram em operação, porque minha prioridade é "precisão", não que um micropasso de 10 garanta isso...
3)Se não for satisfatório a diminuição das divisões do micropasso (passar para 5), o único parâmetro de alteração que vou possuir para aumentar o RPM é aumentar o PPS, fixado o Torque de Operação para usinagem de madeira (cedro) se o micropasso ficar em 10 divisões mesmo.
Ocorrendo tudo isso, e não havendo solução aparente para este caso nesses motores, vocês me indicariam alguma marca com um preço bom que você teria os dados e disponibilidade do produto para compra? Porque a Akiyama não tem de 15Kgf.cm, porque o próximo da Akiyama tem um torque maior, mas é mais lento(PPS), vamos dizer "mesma potência" como o amigo observou, obrigado, nem lembrava. Hummm, lembrando agora e meio que complementando, seria uma indicação de onde encontro motores com maior potência, pois fixando o torque de operação eles teriam uma velocidade de rotação maior, basicamente tenho que encontrar motores mais potentes? Onde e quanto???
Muito obrigado pela ajuda, lembrei de muita coisa, os conceitos estão se organizando na minha cabeça...
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Germano,
Se posso sugerir, evite micropassos muito altos - para uma máquina desse porte tenho certeza que meio passo ou 1/4 de passo estará de ótimo tamanho, e com isso você terá um pouco mais de torque do que se acioná-los em 1/10 avos de passo...
Se os motores estiverem conectados diretamente num fuso passo 10mm e rodarem a 500 rpm, serão 5 metros/minuto de deslocamento, o que é uma velocidade razoável eu creio...
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Germano, façamos um pequeno exercício:
para fuso de passo 10 mm, a resolução do eixo seria, operando a meio passo ( que já é micropasso 1:2, costumo lembrar ): 10 / 400 = 0,025 mm ... ou seja, dois e meio centésimos de milímetro por passo ... mais do que a aplicação exige, portanto se sua intenção de utilizar micropassos for a de obter resolução mais elevada, isto não se justifica ...
Nestas condições a velocidade do eixo chegaria a 6 metros por minuto para deslocamento em vazio, o que não é nada mal e a velocidade de usinagem certamente fica bem abaixo disto e o torque será bem mais elevado ...
Calcule a vantagem mecânica e verifique a força disponível na mesa, acho que vai se surpreender ...
Em suma, me parece que vc partiu de uma premissa, micropasso 1:10, ainda não justificada ...
Uma alternativa comum para máquinas desse porte e aplicação é a utilização de pinhão e cremalheira + redução para a transmissão ... há alguns exemplos aqui no fórum ... a utilização de correias tb não é rara ...
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Bom dia, Muito obrigado pelos retornos, bastante construtivo essa conversa.
Como se chama? CNCNow.
Hummm, realmente, meio-passo setado! Quanto maior as divisões de micro-passo maior a incerteza do posicionamento também, não? Então diminuiria a incerteza de meu posicionamento usando o meio-passo?
Nesse caso, estás considerando 4000 PPS, rodando a 4Kgf.cm (arredondando). Por cima, por alguma configuração similar, quanto a material (cedro) e dimensões, de outros usuários e experimentações, este torque já satisfaz? Operando a essa velocidade de 3m/min e numa operação de desbaste, 4Kgf.cm para madeira conseguiria rodar ou preciso de um motor mais potente?
Quanto a velocidade, concordo, 3m/min na operação já estaria bom..
Iria até fazer essa pergunta depois, que é crítica, por sinal. Tem algum problema com transmissão via Fuso Central para essas dimensões de 2400mm x 1100mm?
Porque quanto menos elementos mecânicos tiver, mais simples fica minha vida em questão de custo e tempo, já que não tenho maquinário, e como são mais elementos mecânicos envolve bastante ajuste e montagem mais delicado, usinagem (caro), mais peças... A não ser se que não tenha para onde correr mesmo.
Esse caso do fuso, passo para outro tópico? ou posso continuar aqui?
Muito obrigado mais uma vez.
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Estou achando muito pouco motores de 15kgf , para uma maquina desse tamanho ... coloca logo um de 100kgf que vc vai conseguir os seus 6000mm/min nela..!!!
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Eu não colocaria também estes motores de 100kgf - já tivemos diversos casos de gente que usou e depois quebrou a cara porque são motores lentos...
Antes de mais nada, eu creio que o melhor caminho é calcular a vantagem mecanica das opções de acionamento para saber o que se tem com uma motorização intermediária.
Montei uma máquina grande com motores de 42 kgf e creio que foi um bom compromisso entre velocidade, resolução e confiabilidade...
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Eu uso motores de 100kgf em um fuso 20 passo 10 com 2000div de micropasso , e a maquina chega a 6000 mm/min o fuso tem 1500 a maquina tem 1000 de curso ... driver e motores akiyama ligado em 110v ... no meu ultimo torno ...
Retrofit Torno Romi id20 (http://www.youtube.com/watch?v=iYHidzr1uMQ#)
Por isso disse pra usa-los...
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Eu usei motores de 35 kgf acionados em meio passo que movimentavam a máquina com cremalheiras e redução de 3.6:1 com velocidades de até uns 15 metros...
http://www.guiacnc.com.br/index.php/topic,2615.0.html (http://www.guiacnc.com.br/index.php/topic,2615.0.html)
Claro - o projetista da máquina usa aquilo que bem entender... sejam motores de 32 kgf ou de 100...
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Nossa!!! 100Kgf.cm???
Quando li, já levei um susto, visualizando as cifras caindo na minha frente...
Vou falar em custos, deve ser melhor, tenho R$ 1.200,00 para gastar nos Drivers +3 Motores + Fonte, e isso já esticando, chorando muito no orçamento. Quando vi falar em 100Kgf.cm pensei na hora em baixar a velocidade, tudo é relativo, realmente, quando sai do seu bolso e é excasso, na hora já achei 6m/min rápido demais!! hehe
Li muito pouco sobre usinagem ainda, favor, me cofirmem. Mas o Torque não é função das dimensões da máquia. Mas sim velocidade de operação, material, volume de usinagem... mais deformações, atrito...
A título de curiosidade, porque essa associação de que se a máquina for grande os torques dos motores também tem que ser grandes? Desconsiderando qualquer aumento de massa do pórtico. A prática é mais importante do que a teoria, começam a haver travamento com máquinas grandes, é isso? (É uma "tendência"?)
Se alguém puder me dar a dica do torque para meu caso, fecha meu acionamento, e quanto a dúvida do Fuso também, a velocidade, algo próximo de 3m/min está ótimo.
Bela máquina, Eneias, mas isso é para usinar aço... Olha a robustez e as inércias envolvidas, é um monstro! A minha vai ser uma Router de Madeira...
Hummm, então é um comportamente geral, de quando vamos subindo, trocando de motores com maior torque, a tendência da curva de PPS é diminuir a escala, ou seja, são mais lentos, para motores de passo.
Sr. Gilii um motor de maior torque na Akiyama, mas ocorre justamente isso, da velocidade tender a diminuir... Exemplo, quando analisei o próximo motor depois do de 10Kgf.cm, a velocidade diminuiu, a escala de PPS era menor.
Muito obrigado por partilharem.
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Gilii, 15m/min!!!
Tens a curva desse motor? Porque ele é forte, e deveria ser mais lento...
E com a redução, que diminui a velocidade, podes me explicar? Valeu.
NOTA: Considerando que seja motor-de-passo, que o gargalo está sendo a rotação (PPS)
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Germano,
No link abaixo encontrará a datasheet desse motor...
Em tempo - em momento algum estou afirmando que este ou aquele motor é melhor que qualquer outro...
Volto a repetir - o que importa é calcular a vantagem mecanica baseando-se ma velocidade que se quer obter e as características do motor.
Como pode ver, o motor de 100 kgf usado pelo Eneias funcionou muito bem para a aplicação dele - o que não quer dizer que será ótimo para a sua aplicação - e nem o motor que eu usei !!!
http://www.actiontechnology.com.br/upload/fichas/SM1.8E8532NMN.pdf (http://www.actiontechnology.com.br/upload/fichas/SM1.8E8532NMN.pdf)
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Como se chama? CNCNow.
Jorge.
Quanto maior as divisões de micro-passo maior a incerteza do posicionamento também, não?
Exato. Há uma noção, bastante comum - e equivocada -, de que a utilização de micropassos melhora a precisão, mas isto não é verdade ... a principal vantagem é a redução ou eliminação das ressonâncias ...
Então diminuiria a incerteza de meu posicionamento usando o meio-passo?
Certamente.
... este torque já satisfaz?
Calcular a vantagem mecânica e verificar a força disponível na mesa é das primeiras considerações de quem projeta uma máquina ...
Operando a essa velocidade de 3m/min e numa operação de desbaste, 4Kgf.cm para madeira conseguiria rodar ou preciso de um motor mais potente?
Verifique vc mesmo ... calcule e se possível tente reproduzir manualmente o que pretende ... se for usar uma tupia não é difícil e vc terá uma noção realística do que precisa e pode alcançar ...
A velocidade de usinagem depende de diversos fatores: velocidade de avanço, velocidade de rotação, tipo e afiação da ferramente, características do material, acabamento e detalhamento desejado ... só pra citar alguns aspectos mais importantes ... A velocidade máxima, que só pode ser alcançada "cortando vento", é apenas marginalmente importante na maioria dos casos ...
Vc pode , por exemplo, cortar rápido camadas finas ou mais lentamente, camadas mais espessas ... isto faz parte do conhecemos como estratégia de usinagem, todo um outro longo e pedregoso capítulo ... não há regras pétreas, isto é mais arte que ciência e só vc pode avaliar o que é mais adequado ... há muito empirismo implicado e só a experimentação pode indicar a melhor opção ... a única alternativa é a cópia de soluções sabidamente adequadas a seu caso.
Tem algum problema com transmissão via Fuso Central para essas dimensões de 2400mm x 1100mm?
Depende da robustez do fuso e de sua instalação ... o fuso terá de resistir aos esforços torcionais ... não é uma solução comum para máquinas desse porte ... cremalheira é a opção mais comum.
Esse caso do fuso, passo para outro tópico? ou posso continuar aqui?
Creio que é preferível continuar aqui para facilitar o acompanhamento da discussão por parte dos interessados .
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Jorge,
Boa tarde, antes de tudo, acho que não me expressei corretamente, utilizei o termo errado. Minha aplicação é, vamos dizer ARTESANATO em madeira, usinar a monaliza numa porta de madeira (em baixo relevo, a priori), fazer um quadro usinado em baixo-relevo, trabalho artístico (tentar!)..
Germano,
Se posso sugerir, evite micropassos muito altos - para uma máquina desse porte tenho certeza que meio passo ou 1/4 de passo estará de ótimo tamanho, e com isso você terá um pouco mais de torque do que se acioná-los em 1/10 avos de passo...
Se os motores estiverem conectados diretamente num fuso passo 10mm e rodarem a 500 rpm, serão 5 metros/minuto de deslocamento, o que é uma velocidade razoável eu creio...
Muito bom, pegando os motores AK23/10F8FN1.8 da Akiyama, e rodando a 2000 PPS, meio-passo e fuso de 10mm rodo a 3m/min e 8Kgf.cm o que está mais do que satisfatório em questão de velocidade, meu único problema é pelo menos uma estimativa de torque para usinar madeira, se esse realmente satisfaz...(8Kgf.cm???)
Calcule a vantagem mecânica e verifique a força disponível na mesa, acho que vai se surpreender ...
O que você quer dizer com isso? Não entendi o termo vantagem mecânica e verifiicação mecânica disponível.. Se for a distribuição das cargas nos 3 eixos durante a operação de usinagem, realmente, não calculei ainda, isso é apenas verificando a condição de operação de maior solicitação durante a usinagem, seria outra coisa?
Uma alternativa comum para máquinas desse porte e aplicação é a utilização de pinhão e cremalheira + redução para a transmissão ... há alguns exemplos aqui no fórum ... a utilização de correias tb não é rara ...
Onde encontro a cremalheira, você tem alguma estimativa de preço por metro e do pinhão, no caso 2400mm, compraria módulos ou duas cremalheiras inteiras. E quanto ao acionamento dos motores, aciono com dois drivers ou um driver compartilhado, é, teria que ver o que sai mais barato...
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Eu usei motores de 35 kgf acionados em meio passo que movimentavam a máquina com cremalheiras e redução de 3.6:1 com velocidades de até uns 15 metros...
http://www.guiacnc.com.br/index.php/topic,2615.0.html (http://www.guiacnc.com.br/index.php/topic,2615.0.html)
Claro - o projetista da máquina usa aquilo que bem entender... sejam motores de 32 kgf ou de 100...
Gilii, a redução não deveria ter uma redução de velocidade? Você poderia me dizer quais parêmtros foram setados no motor, qtd de passos, PPS... Para achar o RPM, muito obrigado.
Verifique vc mesmo ... calcule e se possível tente reproduzir manualmente o que pretende ... se for usar uma tupia não é difícil e vc terá uma noção realística do que precisa e pode alcançar ...
Tem algum problema com transmissão via Fuso Central para essas dimensões de 2400mm x 1100mm?
Depende da robustez do fuso e de sua instalação ... o fuso terá de resistir aos esforços torcionais ... não é uma solução comum para máquinas desse porte ... cremalheira é a opção mais comum.
Você sabe onde poderia encontrar as cremalheiras, noção de preço linear + pinhão...
CONCLUSÃO:
Muito obrigado pela cooperação, já setei os motores, PPS de 2000, meio-passo já rodo a 3m/min que está ótimo, com 8Kgf.cm. (Torque a confirmar) Por favor, poderiam me tirar uma dúvida, porque há uma discrepancia de preço tão grande entre motores de mesmo Torque? Por exemplo, vejo no ML motores de 85Kgf.cm por R$ 85,00 (aqui também tinha(se tiver ainda, creio que vou querer!)) e outros motores-de-passo de mesmo torque por R$ 300,00 a R$ 350,00, uma estimativa.
DÚVIDA
Agora fiquei preocupado quanto a transmissão, estimava que poderia haver problemas com a dimensão, mas dependendo do custo da instalação de um sistema por Cremalheira... poderei mudar... Quanto ao fuso (trapezóidal mesmo ($$$)) onde comprar um fuso DECENTE com os preços da Kalatec, porque nos outros fornecedores é um assalto.
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Germano,
Quando se usa um fuso, dificilmente se acopla uma redução porque a "vantagem mecanica" de um fuso é relativamente alta - claro, há exceções para todas as regras... Fusos de passo muito longo tem baixa vantagem mecanica, e em certos casoa deve-se usar redução
Quando se usa transmissão por cremalheira quase que é obrigatório o uso de uma redução porque a vantagem mecanica é baixa...
Quando falamos em cremalheiras e pinhões, devemos levar em conta o tamanho do pinhão, seu módulo e a motorização, pois é através deles que se calcula de quanto será a redução para que no final tenhamos a velocidade de deslocamento desejada dentro de certos limites de torque e de resolução...
Para aquele caso eu calculei que uma redução em torno de 4:1 e um pinhão de uns 22 dentes daria um bom resultado - como deu :)
Uma dica: - voce deve calcular de forma que o motor tenha algum torque de sobra para vencer os desaforos durante um corte.
Pode calcular forças em torno de 100N ou 200N durante as usinagens...
E sobre cremalheiras, são vendidas a metro (barras de 2 metros) e em módulos comuns como 1, 1.5, 2 e assim por diante
Modulo 1 ou 1.5 tem um bom compromisso entre tamanho fisico e área de contato de dentes...
Fabio Gilii