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Kleine Holzabdeckung per Schrittmotor und Gewindestange bewegen


SvenCarstensen
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Hallo zusammen,

 

folgende kleine Aufgabenstellung muss ich lösen:

 

Es soll eine kleine "Holzabdeckung" in der Größe 30x17cm per (Schritt-)motor ca. 17cm nach links bewegt werden.

Im ersten Ansatz habe ich einen Schrittmotor genommen und per Wellenkupplung eine Gewindestange (M8) damit verbunden. Auf der Holzplatte habe ich nun zwei Muttern befestigt in denen die Gewindestange läuft.

Wenn jetzt der Schrittmotor die Gewindestange dreht, bewegt sich die Platte in ihrer Führung in die entsprechende Richtung.

Soweit so gut.

Das Problem ist nun die Geschwindigkeit.

Ich habe den Schrittmotor aus dem Shop genommen (Schrittmotor mit Getriebe 27:1, 5.94Nm). Die maximale Geschwindigkeit  (Max. Velocity bei Mode Full), die ich im BrickViewer einstellen kann ist 11000. Bei allen höheren Geschwindigkeiten fiept der Motor nur noch.

Bei der Geschwindigkeit dauert das aufziehen der Platte ca. 67 Sekunden. Das ist leider deutlich zu langsam.

Gibt es ein Möglichkeit den Schrittmotor schneller drehen zu lassen? Oder gibt es einen anderen Schrittmotor mit höherer Drehzahl?

 

Bin für jeden Tipp dankbar!

 

Vielen Dank im voraus!

 

Bis dann

 

Sven

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Moin.

 

Ganz so einfach ist dies wohl nicht - stelle Dir folgende Fragen :

-wie ist die Holzabdeckung gelagert (Linearführung, einfache Gleitflächen ...)

-wie hoch ist die Zugkraft, um die Abdeckung zu verstellen ...

-der Reibwiderstand einer "normalen" Gewindestange in einer Mutter sollte auch nicht vernachlässigt werden - es ist schließlich ein Befestigungsgewinde und kein Bewegungsgewinde wie z.B. Trapez- oder Flachgewinde.

-Wählst Du eine andere (oder zusätzliche) Übersetzung verlierst Du Drehmoment,

d.h., Du treibst den Schrittmotor früher in die Auslastung, zu mal Schrittmotoren nicht für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt sind.

-Generell bei Schrittmotoren : das Drehmoment nimmt mit der Drehzahl ab !

-eventuell können Trapezgewindespindeln aus dem Modellbaubereich genommen werden, diese haben eine höhere Steigung, womit sich auch die Geschwindigkeit erhöht.

-ggf. muss ein Schrittmotor mit höherer Leistung herhalten

. . .

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Hallo Markus,

 

danke für Deine Fragen, die hiermit versuche zu beantworten:

 

Die Abdeckung ist auf einer einfache Gleitfläche gelagert.

Die Kraft sie zu bewegen ist recht gering, da die Abdeckung recht dünn ist und nur wenig wiegt. Alternativ könnte auch durchaus eine noch leichtere Kunststoffplatte zum Einsatz kommen.

 

Über Trapezgewindespindeln bin ich auch schon gestolpert, kenne mich aber leider damit nicht recht aus.

Als freiberuflicher Softwareentwickler liegen meine Stärken eher nicht bei der Mechanik :D

Werde mir das aber noch einmal genauer ansehen.

Hast Du eventuell einen Tipp was passen könnte für mich?

 

Vielen Dank,

 

Sven

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Moin.

 

mal kurz gegoogelt :

http://www.ebay.de/itm/like/301721768426?ul_noapp=true&chn=ps&lpid=106

 

diese Spindeln haben eine Steigung von 8mm (im Gegensatz zu 1mm bei einem M8-Gewinde), somit erreichst Du auch eine 8-fache Geschwindigkeit der Linearbewegung bei gleicher Geschwindigkeit des Antriebs - und die Reibkräfte im Gewinde sind geringer.

 

Als Alternative (falls konstruktiv möglich): benutze den Schrittmotor mit einem

Zahnrad als Antrieb auf (bzw. unter) Deiner Abdeckung - die Du über eine Zahnstange laufen lässt, hierzu muss dann die Kabelverbindung zum Schrittmotor flexibel sein - es geht natürlich auch anders herum : Schrittmotor mit Zahnrad statisch unter der Abdeckung --> Zahnstange unter der Abdeckung montiert.

Bei den Zahnstangen entspricht das Modul der Steigung, die Lineargeschwindigkeit ist dann von der Drehzahl und der Anzahl der Zähne des Zahnrades abhängig.

 

Zahnstangen und auch Trapezgewindespindeln bekommt man gut sortiert bei Mädler:

www.maedler.de

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Bei dem gegoogelten Teil würden mir an den Enden der Spindel jeweils ein freier Zapfen fehlen, um die Spindel zw. Festlager bzw. Wellenkupplung am Motor kraftschlüssig zu verbinden. Selbst bei Maedler scheint das nur als optionale Endenbearbeitung zu geben.

 

Bei dem "leichten" Gewicht der Abdeckung sollte es auch möglich sein einen Riemenantrieb zu verwenden, wie z.B. im Kameraschlitten http://www.tinkerforge.com/de/doc/Kits/CameraSlider/CameraSlider.html

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Hallo zusammen,

 

entschuldigt bitte meine späte Antwort, aber die Arbeit hat mich die letzten Tage vom spannenden Teil des Lebens abgehalten  :D 

 

Ich habe das Problem inzwischen auf andere Art (erst einmal) gelöst.

Ich habe nun einen Schrittmotor ohne Getriebe im Einsatz. Das Drehmoment ist zwar nicht so hoch wie bei dem mit Getriebe, aber immer noch locker ausreichend.

Dafür ist die erreichbare Drehzahl deutlich höher.

 

Mit dem neuen Motor konnte ich die Zeit zum öffnen und schliessen der Abdeckung auf ca. 6 Sekunden reduzieren. Das ist für den Prototypen erst einmal ausreichend.

 

Trotzdem werde ich mir noch die Trapezgewindespindeln bestellen und es damit mal versuchen. Ein wenig schneller wäre nämlich doch ganz gut ;)

 

Danke also an alle für die Tipps, sie haben mir sehr weitergeholfen.

 

Bis dann

 

Sven

 

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Moin.

 

Den Posts entnehme ich, das dies erst mal nur ein Prototyp sein soll.

Dazu : es gibt Linearführungen, die auch gleich eine Trapezspindel enthalten -

also mehr oder weniger Plug & Play - ist vielleicht auch noch eine Lösung, allerdings nicht ganz so kostengünstig, dafür aber "fertig" und ohne nennenswerte Reibverluste bei der Linearbewegung.

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