Autor Tópico: Precisão de um motor de passo com redução  (Lida 6916 vezes)

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Offline JFPG

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Precisão de um motor de passo com redução
« Online: 02 de Dezembro de 2011, 17:21 »
Ola a todos, sou novo por aqui.
Venho pedir ajuda para resolver uma questão. Meu projeto não é relacionado a usinagem de pecas, nem CNC, porem usa motores de passo, bem parecido com os que vcs usam, porem de tamanho bem reduzido e com caixa de redução.
Montei um projeto onde eu tenho uma base que gira 360º na horizontal e na vertical.
Eu uso 2 steppers bem pequenos, justamente pois o projeto tem que ser bem compacto, eu preciso o máximo de passos possíveis por volta, tenho que ter essa precisão, os steppers de 5v são unipolares de 5 fios com caixa de redução de 1/64 oferecendo um passo de 5,625º totalizando 4096 passos por volta em modo half-step. Exatamente o que eu preciso no meu projeto e realmente ele da os 4096 passos com precisão.
Acontece que, por exemplo estou indo bem devagar  para a direita e ele andando normalmente passo a passo. Se eu parar e voltar para a esquerda( passo a passo) ele parece não andar (não gira o eixo) em mais ou menos 10 passos, pelo que eu entendi é por causa de folgas, parece pouco mas no meu caso, gostaria de saber como resolver esse problema, já que não tenho como mexer fisicamente na redução, pois são muito pequenas, acreditei que a solução seria implementar por software algo do tipo, se mudar de direção anda 10 passos na direção inversa antes de começar andar na nova direção, acontece que não funciona como esperado, existe alguma solução que eu possa usar sem ter que substituir meu diminuto motor por outro muitas vezes mais caro e muito maior e mais pesado ?

Agradeço qualquer ajuda teórica ou exemplo para eu implementar no meu projeto.
Abraços,
Jota

Offline F.Gilii

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #1 Online: 02 de Dezembro de 2011, 17:37 »
Jota,

Não sei exatamente a que motor voce se refere, mas se ele tem 200 passos/volta (motor comumente usado pelo pessoal aqui) e se estiver acionando-o em meio passo, terá o equivalente a 25600 passos para o eixo de saída do redutor dar uma volta completa e não 4096...

Se o redutor tem folga, talvez voce consiga diminuir seus efeitos através de uma configuração no programa de controle (por exemplo o Mach3 tem esta compensação) mas não é garantido que funcione bem...

Dependendo do tipo de aplicação, se usam redutores com folgas angulares despresíveis, mas os preços são inversamente proporcionais.

Offline C N C N o w !

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #2 Online: 03 de Dezembro de 2011, 10:13 »

Jota, a solução perfeita é um redutor harmônico, mas é bem caro. Em alguns casos a sugestão do Fábio é perfeitamente viável, em outros é possível utilizar elementos elásticos (molas etc) ou contrapesos.

Fica difícil sugerir alguma coisa sem conhecer a aplicação ... é segredo ? Seria possível enviar algumas fotos ?

Offline JFPG

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #3 Online: 03 de Dezembro de 2011, 18:45 »
Obrigado pelas respostas.
O motor que eu uso é bem pequeno, acredito que diferente do que vcs usam aqui.
Podem ver as descrições dele aqui :
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-203901675-motor-de-passo-unipolar-5v-com-reduco-164-pic-atmel-avr-_JM
Ele tem realmente da 4096 passos por volta.

Eu não uso o Mach3 ou outro qualquer para controle, eu mesmo criei a programação e fiz os circuitos com integrados para fazer os motores funcionarem, o que preciso saber é qual é a logica que tem nesses programas de controle que podem reduzir esse erro para implementar no meu projeto.
A aplicação não é segredo ainda esta sendo desenvolvida, dentre outras funcoes, tem uma base estabilizadora para maquinas fotograficas que gira nos 2 eixos, ou seja, tem que ser o mas portatil possivel com os menores motores e com a maior precisão possivel, não sendo necessario que os motores tenham muita força, apenas precisão.
Se alguem conhece um motor bem pequeno +- nessas dimensões que tenha bastante precisão, por favor me indique.
Qualquer ajuda para reduzir esse erro é bem vinda.
Como disse, não tenho como mudar nem mexer na caixa de redução dos motores, o que posso fazer é trocar por outro que não tenha folga ou implementar alguma rotina para reduzir esse erro dando por exemplo, x passos na direção oposta antes de comecar a andar para que ele "ingrene".
Alguma ideia ?

Abraços,
Jota

Offline minilathe

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #4 Online: 03 de Dezembro de 2011, 20:24 »
O erro que esta ocorrendo é devido a folga mecânica entre as partes responsáveis pela movimentação e/ou pela redução, que está sendo utilizada (fuso, porca, redução, engrenagem, ...?), que eu não sei exatamente qual é. Mas o backlash é inerente de sistemas mecânicos com folgas.

Para corrigir isso, os programas CNC possuem uma compensação de "backlash", que é basicamente um "off-set" de pulsos inseridos sempre que ocorre a reversão no sentido de movimento. Não é estritamente necessário um programa CNC, isso pode ser feito facilmente através de um microcontrolador. Exemplo, eu fiz isso num divisor eletrônico que desenvolvi (DiviPIC):

 
Divi PIC - 13 Divisões
« Última modificação: 03 de Dezembro de 2011, 20:32 por minilathe »

Offline minilathe

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #5 Online: 03 de Dezembro de 2011, 20:30 »
Eu já vi um artigo (projeto de graduação ou dissertação de mestrado) que era um divisor de precisão provido de dois motores de passo para tirar a folga. Acho que seria uma opção também.

Offline C N C N o w !

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #6 Online: 03 de Dezembro de 2011, 20:41 »
... um divisor de precisão provido de dois motores de passo para tirar a folga.

Como funciona, Gil ?

Offline C N C N o w !

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #7 Online: 03 de Dezembro de 2011, 20:53 »
...qual é a logica que tem nesses programas de controle que podem reduzir esse erro

A folga é contabilizada como um determinado número de passos, que são acrescidos quando a direção é invertida.

Citar
... uma base estabilizadora para maquinas fotograficas ...

Jota, estou curioso, se quiser se dar ao trabalho, gostaria de conhecer mais detalhes ...  tenho dificuldade pra imaginar alguma aplicação fotogràfica que exija coisa melhor que 0,25% ... certamente seria um exagero para panoramas, 3D, gigapixel etc ...

Offline F.Gilii

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #8 Online: 03 de Dezembro de 2011, 21:10 »
Eu pensaria em usar servos de modelismo... são fortes, tem uma boa redução que pode ser melhorada comn certa facilidade e o controle para pan e tilt é mais simples...

Offline minilathe

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #9 Online: 03 de Dezembro de 2011, 21:35 »
... um divisor de precisão provido de dois motores de passo para tirar a folga.

Como funciona, Gil ?

Se bem me lembro, era um projeto de mesa divisora. Cada motor de passo acionava um pinhão e ambos os pinhões se engrenavam na coroa. Para girar a mesa um dos motores rotacionava um pouco para liberar a movimentação (aumentar a folga). Ambos os motores se moviam de maneira sincronizada até atingir a posição esperada. Um dos motores fazia retroceder um dos pinhões o necessário para tirar a folga.
 

Offline minilathe

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #10 Online: 03 de Dezembro de 2011, 21:38 »
Acho que uma engrenagem anti-backlash poderia ser uma opção.

http://www.ascentgear.com/prod06.htm
http://www.hpcgears.com/products/anti-backlash_gears.htm
« Última modificação: 03 de Dezembro de 2011, 21:39 por minilathe »

Offline minilathe

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #11 Online: 04 de Dezembro de 2011, 01:07 »

O arranjos mostrados a seguir ilustram o principio que comentei antes, de acionar dois motores de maneira sincronizada e mantendo sempre o sistema de acionamento tensionado e livre de folgas. Assim, ao reverter a rotação, o torque se reverte sem que haja movimento, ou seja, com o sistema mecanicamente tensionado e sem folgas. Para isso, o software de comando dos motores de passo (por exemplo, através de um microcontrolador) deve ser adequadamente escrito.

http://www.freepatentsonline.com/5729100.pdf
http://www.freepatentsonline.com/3833847.pdf

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #12 Online: 04 de Dezembro de 2011, 01:30 »
Citar
... uma base estabilizadora para maquinas fotograficas ...

Jota, estou curioso, se quiser se dar ao trabalho, gostaria de conhecer mais detalhes ...  tenho dificuldade pra imaginar alguma aplicação fotogràfica que exija coisa melhor que 0,25% ... certamente seria um exagero para panoramas, 3D, gigapixel etc ...
[/quote]
É um projeto que estou desenvolvendo, realmente preciso do maior numero de passos, acredito que em um a dois meses esteja tudo pronto, mando depois o link para conhecerem o projeto...

minilathe :
O ideal seria eu poder usar mesmo engrenagem anti-backlash, o melhor seria se os motores ja viessem com elas, mas acho dificil justamente pelo tamanho dos que escolhi. Chegou a dar uma olhada no link e viu o tamanho diminuto deles com as engrenagens dentro ?
Alguem sabe de algum motor de passo de +-5 cm de comprimento que ofereça uma boa quantidade de passos ?
Tentei com servos de aeromodelismo, a maioria deles so anda 180 graus e eles não tem muitos passos, pelo menos os que testei (os menores de 9g), alem de terem menos força desses com redução, ate tem outros com mais torque, porem são bem maiores e restritos a 180 graus, acabei desistindo deles.
Vou tentar implementar a logica de reversão para diminuir a folga na semana que vem e depois posto aqui o resultado.
Mais uma vez, obrigado.
[]´s
Jota



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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #13 Online: 04 de Dezembro de 2011, 07:11 »
O arranjos mostrados a seguir ilustram o principio que comentei ...

Obrigado pelos links Gil  ;D

Offline F.Gilii

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Re:Precisão de um motor de passo com redução
« Resposta #14 Online: 04 de Dezembro de 2011, 08:04 »
Existem motores de passo tamanho nema 17 com cerca de 3 kgfxcm e que se dotados de uma redução simples do tipo coroa-pinhão coroa-semfim poderão oferecer uma movimentação bem reduzida ocupando pouco espaço e praticamente isenta de folgas se bem feita.

o acionamento do motor pode ser feito em micropasso e com isso se aumenta ainda mais a resolução e creio ser uma outra opção de movimentação bastante simples e funcional.
« Última modificação: 04 de Dezembro de 2011, 08:30 por F.Gilii »

 

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