Motori Passo Passo Nel Motion Control - Informazioni varie

[beppeconti]

Stiamo valutando la possibilità di utilizzare motori passo passo senza retroazione in sostituzione di motori brushless retroazionati da resolver.

L'applicazione sarebbe la gestione di più assi in configurazione Master-Salve controllati in posizione. I motori passo passo verrebbero usati solo sugli Slave mentre il master sarebbe un encoder quasi sicuramente di tipo incrementale.

La coppia in gioco è nell'ordine dei 20Nm e la velocità massima è nell'ordine dei 400 giri/min. Per quanto concerne la precisione dovrebbero essere sufficienti 4000 impulsi/giro.

Qualcuno di voi ha mai utilizzato motori passo passo per questo tipo di applicazioni?

Esperienze positive o negative sia sui motori che sulle elettroniche di controllo?

Avete dei produttori di motori o elettroniche che potete consigliarmi?

Grazie e CIAo

Modificato: 29 luglio 2005 da beppeconti

[emanuele.croci]

Ciao,

dal mio punto di vista ti segnalo:

- 20 Nm mi sembrano "un po' tanti".... forse la convenienza economica si riduce (mi spiego meglio: in uno stepper non retroazionato hai l'esigenza di sovradimensionare bene in coppia, per evitare di bloccare il motore o perdere passi. Tale operazione ha un onere più alto se più grosso è il motore)

- 4000 imp/giro significa che ti serve un azionamento micropasso

- hai la possibilità di usare un motore da 400 imp/giro 2 Nm aumentando di 10 volte il rapporto del riduttore? Cioè, la velocità all'albero lento è sufficiente?

- Quando dici "Master / slave" ciò implica qualche forma di albero elettrico?

La mia esperienza nell'uso di stepper è molto positiva (coppie tra 1Nm e 5 Nm) e se possibile li privilegio ai brushless.

Non è male assicurarsi contro la perdita di passi rifacendo periodicamente lo zero o usando un proximity di controllo che verifica nel ciclo macchina che a una certa posizione corrisponda una quota asse costante.

(cosa che può essere migliorativa rispetto al resolver del brushless perché ti permette di individuare anche problemi sulla meccanica della macchina).

Tutte considerazioni in base alla mia esperienza..... magari altri hanno idee diverse...

(come elettroniche ti consiglio RTA-Auxind, come motori Sanyo Denki)

Ciao, Emanuele

Modificato: 29 luglio 2005 da emanuele.croci

[beppeconti]

Grazie per la risposta Emanuele.

Premetto che è la prima volta che ho a che fare con motori passo passo, quindi sono abbastanza ignorante in materia.

L'applicazione è un albero elettrico in posizione con rapporto variabile. Come risoluzione l'ideale sono 4000 impulsi/giro ma basterebbero anche 2000 impulsi/giro. La coppia che ho indicato è già sovradimensionata di un 20%

A proposito di driver con gestione del micropasso, ci sono controindicazioni o limiti nell'utilizzo di questo metodo do comando?

- hai la possibilità di usare un motore da 400 imp/giro 2 Nm aumentando di 10 volte il rapporto del riduttore? Cioè, la velocità all'albero lento è sufficiente?

No, se aumento il rapporto di riduzione dovrei aumentare anche la velocità dell'albero motore proporzionalmente

Ho visto on-line dei drive "intelligenti" della CMZ li hai mai usati?

CIAo

[emanuele.croci]

Ciao Beppe,

ragionando sulla COPPIA devi considerare che:

- quella del passo passo non si mantiene costante (come quella di un brushless che è pressochè costante da 0 a 3000 rpm) ma si riduce in modo considerevole col numero di giri, quindi hai il 100% della coppia solo alle basse velocità (la coppia SI ABBASSA MENO se hai un azionamento a tensione più alta)

- il passo passo a differenza del brushless non può spuntare (il brushless ha una coppia max pari a 3-4 volte la nominale, il passo passo ha Cmax=Cnom)

- per questi motivi secondo me il 20% di margine è poco... anche perché se il master è un brushless che vuole spuntare (ad es. per recuperate un errore di inseguimento) lo slave non può stargli dietro

- comunque regola con cura le rampe di frequenza perché con poco margine di coppia ti mangi la possibilità di accelerare bruscamente (il motore ti va in stallo e ciò è un mezzo disastro perché non lo rilevi...)

- attenzione anche alle rampe di decelerazione, perché se il carico ha inerzia può trascinare il motore, e anche qui perdi la posizione

- come taglie non so se esistono motori/azionamenti in grado di soddisfarti (ad es. sul catalogo RTA io vedo un motore da 20Nm, però dopo i 600 rpm la sua coppia crolla)

- un altro consiglio interessante, se hai paura di mandare in stallo il motore (...se il master va e lo slave si ferma che succede??.. danni importanti..?) è quello di usare un motore con albero bisporgente e applicare al 2° albero una camma di "controllo rotazione".

Per quanto riguarda il micropasso, attenzione che potrebbe avere una velocità max rpm di funzionamento (legata alla velocità del microcontrollore che lo gestisce).

Tutto sommato l'applicazione non mi convince molto..... soprattutto per le coppie in gioco molto alte....

Non ho mai usato i CMZ anche se conosco la marca, ho usato solo i componenti che ti ho detto in abbinamento con schede assi Siemens FM353.

Ciao, Emanuele

[beppeconti]

Grazie Emanuele per le risposte precise e dettagliate, approfondirò il discorso.

Come forse hai già capito l'obbiettivo principale è la riduzione dei costi mantenendo il più possibile le prestazioni attuali dei motori brushless, quindi la soluzione dovrà essere obbligatoriamente semplice.

CIAo

Modificato: 29 luglio 2005 da beppeconti