मोटर के साथ बहुत सटीक / ठीक घुमाव कैसे प्राप्त करें


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मैं एक प्रयोग चला रहा हूं जहां मुझे एक हल्के डायल (<5 ग्राम, इसलिए बहुत कम टोक़ आवश्यकता, और काफी धीरे से) को घुमाने की ज़रूरत है, लेकिन 0.03 डिग्री के बहुत सटीक, ठीक चरणों को करने की आवश्यकता है।

कुछ इस तरह (यहाँ प्रत्यक्ष-ड्राइव के रूप में दिखाया गया है, लेकिन मैं अन्य विकल्पों के लिए खुला हूँ जैसा कि नीचे वर्णित है):

यहां छवि विवरण दर्ज करें

निम्नलिखित में से कौन सा मोटर सेटअप / दृष्टिकोण मेरे लक्ष्य के सफल होने की सबसे अधिक संभावना है?

  1. एक ठेठ स्टेपर मोटर (1.8 डिग्री चरणों के साथ) और 128-माइक्रोस्टेपिंग का उपयोग करते हैं? हालाँकि, इस लेख में कहा गया है कि माइक्रोस्टेपिंग केवल रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करेगी लेकिन सटीकता नहीं।

  2. इस उदाहरण की तरह ग्रहों के गियरबॉक्स (51: 1 अनुपात) के साथ एक स्टेपर , या यह बहुत अधिक बैकलैश से पीड़ित होगा?

  3. AS5048 (14-बिट रिज़ॉल्यूशन) जैसे चुंबकीय रोटरी एनकोडर के साथ एक ब्रशलेस डीसी मोटर, और वांछित स्थिति को प्राप्त करने के लिए अपना खुद का पीआईडी ​​लूप लिखें?

  4. सच्ची अभिविन्यास पर नज़र रखने के लिए एक चुंबकीय रोटरी एनकोडर के साथ एक स्टेपर संयुक्त है और इसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया के रूप में गियरड केस (अप्रोच # 2) में बैकलैश के खिलाफ, या माइक्रोस्टेपिंग मामले में मिस्ड चरणों के खिलाफ उपयोग करने के लिए (दृष्टिकोण # 1)?

  5. या कुछ और दृष्टिकोण?

नोट: मैंने पढ़ा है कि वहां औद्योगिक-श्रेणी के सर्व मौजूद हैं, जो आराम से 0.03 डिग्री लक्ष्य प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन ये मेरे बजट से बाहर हैं , इसलिए मैं ट्वीकिंग और सीखने की लागत पर कम महंगे समाधान की उम्मीद कर रहा था।


प्रति प्रश्न 2. आपके द्वारा दिए गए लिंक को पढ़ें। उस विशेष मोटर में 1 डिग्री रेंज में बैकलैश है।
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जैसा कि आपको बहुत कम टोक़ की आवश्यकता होती है, एक साधारण वसंत लोड एंटी-बैकलैश व्यवस्था आपको बैकलैश के बारे में चिंता किए बिना किसी भी कीड़ा या गियरबॉक्स का उपयोग करने की अनुमति देनी चाहिए। इसके अन्य गुणों के लिए मोटर / गियरबॉक्स की व्यवस्था चुनें।
ब्रायन ड्रमंड बाद

यदि आपको डायल के पूर्ण रोटेशन की आवश्यकता नहीं है, तो आप एक
गैल्वो

जवाबों:


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मैं आपको कुछ सलाह दूंगा, लेकिन पहली चीज जो आपको करने की आवश्यकता है वह यह है कि आप कुछ ऐसा प्रयास कर रहे हैं जो आपकी क्षमताओं से परे हो। .03 डिग्री (1/2 मिलीरियन या 2 मिनट की चाप) को बहुत अधिक देखभाल की आवश्यकता होती है, और शायद एक अच्छी मशीन की दुकान तक पहुंच होती है।

क्रम में:

1) आप माइक्रोस्टेपिंग की लेयर होने के लिए सही हैं। यह आपको वह सटीकता नहीं देगा जो आप चाहते हैं। लेख काफी सही है।

2) कुछ प्रकार के गियरबॉक्स के साथ एक स्टेपर अच्छी तरह से काम करेगा। लेकिन आपको एक उच्च-परिशुद्धता गियरबॉक्स की आवश्यकता होगी, और वे सस्ते नहीं आते हैं। गियरबॉक्स ढूंढना मुश्किल होगा जो आपके कम-टोक़, कम-गति, उच्च-परिशुद्धता की जरूरतों को ध्यान में रखकर बनाया गया है। आपने अपने सटीक उपयोग को निर्दिष्ट नहीं किया है, लेकिन ध्यान रखें कि यदि आपको ऑपरेशन के दौरान गति उलट की आवश्यकता नहीं होती है, तो आपके बैकलैश की आवश्यकताएं बहुत गायब हो जाती हैं। जैसा कि wini_i ने उत्तर दिया है, एक कीड़ा गियर अच्छी तरह से काम करेगा, लेकिन ध्यान रखें कि गियर बढ़ते समय काफी सटीकता की आवश्यकता होती है।

3) एक एनकोडर के साथ एक मोटर संभव है, लेकिन कुछ समस्याएं हैं। सबसे बड़ा यह है कि आपको अपने सिस्टम की आवश्यकताओं के समाधान के लिए कम से कम दो बार एनकोडर की आवश्यकता होती है। एक डिजिटल एनकोडर के साथ कठिनाई यह है कि यदि शाफ्ट मोटर टोक़ के कारण बहाव करना शुरू कर देता है तो आपको यह पता नहीं चलेगा जब तक कि एनकोडर एक कदम नहीं बनाता है। यह तब तक दूसरे तरीके से बहाव कर सकता है जब तक कि यह एक उल्टा कदम नहीं बनाता है, आदि, परिणामस्वरूप, इस तरह के एनकोडर के साथ एक स्थिर स्थिति बनाना बेहद चुनौतीपूर्ण है, और एक साधारण पीआईडी ​​नियंत्रक पर्याप्त नहीं होगा। इसके अलावा, AS5048 जैसे डिवाइस से अपने स्वयं के एनकोडर को रोल करने की कोशिश करना मुद्दों का एक गुच्छा है जो वेब साइट का उल्लेख नहीं करता है। इनमें से मुख्य शाफ्ट के केंद्र के संबंध में संवेदन क्षेत्र के केंद्र को सटीक रूप से स्थिति देने की आवश्यकता है। उच्च संकल्प,

4) एक एनकोडर के साथ एक स्टेपर अच्छा लगता है, लेकिन यह कुछ यांत्रिक त्रुटियों के लिए क्षतिपूर्ति नहीं कर सकता है। विशेष रूप से, यह बैकलैश समस्याओं के साथ मदद नहीं कर सकता। ऐसी प्रणाली का सबसे संभावित परिणाम यह है कि यह लगातार दो यांत्रिक शाफ्ट पदों के बीच शिकार करता है। माइक्रोस्टैपिंग त्रुटियों के लिए मुआवजा देना (संभवत: (जैसे, संभव है) संभव है, लेकिन घर्षण और रुख का असर गियर बैकलैश जैसे परिणाम दे सकता है।

5) अन्य? शायद हो सकता है। शायद आपके सिस्टम को वास्तव में कदम रखने की आवश्यकता नहीं है। कैसे के बारे में अगर यह बहुत धीरे और ठीक हो जाता है? इस स्थिति में आपको एक पोज़िशन लूप की ज़रूरत नहीं है, बल्कि एक वृद्धिशील एनकोडर (एक समानांतर एनकोडर की तुलना में दूर तक सस्ता) से प्राप्त वेग के साथ एक वेग लूप है। सिद्धांत रूप में आप सीधे मोटर शाफ्ट पर लगाए गए एक डायल का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन एक काफी बड़े पैमाने पर डायल बना सकते हैं जिसकी जड़ता अनियमितताओं या मोटर glitches असर जैसे गड़बड़ी के लिए क्षतिपूर्ति करेगी।

लेकिन एक गियर वाले स्टीपर के साथ छड़ी करते हैं। मैं डैनियल के साथ सहमत होने के लिए इच्छुक हूं कि आपका सबसे अच्छा शर्त एक टाइमिंग बेल्ट / टाइमिंग गियर सेटअप है। कुछ सावधानी के साथ। आप एक समय बेल्ट बेल्ट पिच के रूप में ठीक चाहते हैं, अधिमानतः एक MXL श्रृंखला। आपका .03 डिग्री रिज़ॉल्यूशन प्रति क्रांति 12,000 कदम देता है, जो कहता है कि आपको 1.8 डिग्री स्टेपर के साथ 60: 1 कमी की आवश्यकता है। यह एक समस्या है। यदि मोटर चरखी में 10 दांत हैं, तो डायल को 600 दांतों की चरखी की जरूरत है, और आप उनमें से एक को खोजने नहीं जा रहे हैं। आपको दो तरीकों में से एक का प्रयास करना होगा। या तो दो-चरण की कमी का उपयोग करें, या x8 माइक्रोस्टेप की तरह कुछ प्रयास करें: 7.5: 1 कमी। एक x8 माइक्रोस्टेप सामान्य के 12.5% ​​(नाममात्र) के मोटर चरण देता है, और यदि मोटर में 5% सटीकता है तो आपको सब ठीक होना चाहिए। आप' सिस्टम में खेलने को कम करने के लिए बेल्ट के तनाव को स्थिर रखने के लिए भी दर्द होना ज़रूरी है। आपको मोटर और डायल के लिए एक अच्छी कड़ी बनाने की आवश्यकता होगी, जहां एक अच्छी मशीन की दुकान आती है। डायल के साथ क्या जुड़ा हुआ है इसके आधार पर, शाफ्ट पर पूरी तरह से केंद्रित डायल प्राप्त करना भी महत्वपूर्ण होगा। यह तथ्य कि आपका लोड टॉर्क बहुत कम है, बहुत हद तक मदद करेगा।


क्या शानदार विश्लेषण है - निश्चित रूप से एसई के भीतर मेरे द्वारा किए गए सबसे उपयोगी उत्तरों में से एक!
बोर्डबीट

# 2 के बारे में: हाँ, मान लें कि मेरा प्रयोग अपने अस्तित्व के दौरान केवल एक तरह से डायल कताई के साथ ठीक है - यानी, मैं इसके साथ एक घड़ी की तरह चलकर अपने लक्ष्य अभिविन्यास तक पहुंच रहा हूं (उदाहरण के लिए, केवल दक्षिणावर्त दिशा)। क्या मैं उस मामले में बैकलैश चिंताओं को पूरी तरह से नजरअंदाज कर सकता हूं, चाहे जो भी हो मैं एकतरफा रोटेशन के दौरान तेज और घट रहा हूं?
बोर्डबाइट

@ बोर्डबाइट - यदि आप डायल को एक दिशा में चलाते हैं तो आपको अधिकांश बैकलैश समस्याओं से छुटकारा मिल जाता है। हालाँकि, जब तक आप निरंतर गति और भार (घर्षण सहित) पर चलते हैं, तब भी आपके पास कुछ प्रभाव होंगे। यदि आप कदम बढ़ाते हैं, तो जब डायल बंद हो जाता है तो यह थोड़ा पलटाव कर सकता है (जैसे कार जब रुकती है) और यह आपकी सटीकता को फेंक देगा। वास्तव में आपको कितना प्रभाव मिलेगा, ऐसा कुछ है जिसे आपको प्रयोग द्वारा खोजना होगा। एक जानबूझकर घर्षण लोड जोड़ने से मदद मिलेगी, और बड़ी कमी अनुपात के साथ आपको बहुत सारे टोक़ मिलेंगे, इसलिए यह जरूरी नहीं कि एक समस्या हो। लेकिन उच्च परिशुद्धता कठिन है।
व्हाट्सएप

आपने # 2 और अंत में गियर किए गए स्टेपर्स का उल्लेख किया है ... इस गियर-कमी-संलग्न मोटर जैसी किसी चीज़ का उपयोग करने के बारे में आपकी क्या राय है , जो 0.0072 डिग्री / स्टेप का दावा करती है - क्या यह यथार्थवादी है?
बोर्डबीट

@ बोर्डबाइट मुझे संदेह है कि यूनिट वह करेगी जो आपको चाहिए। बेशक, आपको 5-चरण का स्टेपर चालक प्राप्त करना होगा। हालाँकि, मैं जल्दी से मोटर पर डेटा शीट नहीं पा सकता हूं, इसलिए वास्तविक प्रदर्शन चश्मा के बिना मैं कोई गारंटी नहीं देता हूं।
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एक कीड़ा गियर ड्राइव आप क्या देख रहे हैं की देखभाल कर सकते हैं। गियर के आकार का चयन करके आप रिज़ॉल्यूशन को नियंत्रित कर सकते हैं और गियर के मेष को नियंत्रित करके सटीकता की गारंटी दी जा सकती है। डायरेक्ट वर्म को सर्वोत्तम परिणामों के लिए ड्राइव करें और एक एनकोडर जोड़ें जो आवश्यक रिज़ॉल्यूशन प्रदान करेगा। यहां छवि विवरण दर्ज करें


अगर मैं इस कॉन्फ़िगरेशन (यानी, वर्म व्हील से जुड़ा हुआ मेरा डायल) के साथ जाता हूं और कीड़ा कॉम्बो के उपयुक्त चश्मे का चयन करके सटीकता की गारंटी दी जा सकती है, तो एनकोडर की भूमिका क्या होगी?
बोर्डबाइट

मोटर कृमि-गियर से जुड़ी होगी। आप इसे दूसरे तरीके से नहीं चला सकते। यदि आप एक स्टेपर का उपयोग करते हैं, तो एनकोडर शायद आवश्यक नहीं होगा।
डैनियल

@vini_i: मुझे इस प्रकार के पहिया / कृमि / शाफ्ट संयोजन कहां मिल सकते हैं? थिंगिवर्स के पास कृमि + पहिया संयोजनों के 3 डी-प्रिंट करने योग्य डिज़ाइनों का एक गुच्छा है, जो मुझे लगता है कि काम कर सकता है?
बोर्डबाइट

इस तरह के अनुप्रयोग के लिए आप एक उचित मशीनी कीड़ा गियर चाहते हैं - शायद पीतल। बहुत सारे मशीनरी घटक आपूर्तिकर्ता हैं, एक जो मन में आता है (एक अंतरराष्ट्रीय उपस्थिति के साथ) मिसुमी है। बैकलैश से बचने के लिए आपको सगाई पर कुछ समायोजन करने की आवश्यकता हो सकती है।
क्रिस एच

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याद रखें कि वास्तव में अच्छी तरह से चिकनाई करें! कीड़ा गियर में बहुत अधिक घर्षण शामिल होता है।
यो '

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हार्मोनिक ड्राइव को अक्सर कहा जाता है कि इसमें शून्य बैकलैश है।

https://en.wikipedia.org/wiki/Harmonic_drive


यह ओपी की समस्या के लिए एक अविश्वसनीय रूप से अच्छा समाधान है। एकमात्र मुद्दा बजट हो सकता है, ऐसे रिड्यूसर महंगे हो सकते हैं। आप इंटीग्रेटेड मोटर्स और एनकोडर जैसे harmonicdrive.net/products/actuators/sha के साथ खरीद सकते हैं जो उच्च परिशुद्धता निरीक्षण अनुप्रयोगों और पसंद के लिए बहुत बढ़िया हैं।
डग मैकलीन

@DougMcClean: आह, पुराना "इतना महंगा है कि उनकी साइट कीमतों को सूचीबद्ध नहीं करती है"! क्या आपको लगता है कि इस तरह एक 3 डी-मुद्रित समाधान या फिर यह यथोचित काम कर सकता है, या हार्मोनिक-ड्राइव प्रदर्शन गंभीर रूप से आंशिक गुणवत्ता पर निर्भर है?
बोर्डबाइट

@DougMcClean: मुझे कुछ मिला, मुझे लगता है! क्या इस मोटर को कुछ अच्छा लगेगा ? यह एक हार्मोनिक गियर रिड्यूसर इनबिल्ट होने का दावा करता है और इमेज में 0.0072 डिग्री / स्टेप बताया गया है।
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@ बोर्डबाइट इसमें 5 चरण का स्टेपर है, जो एक उपयुक्त चालक को खोजने में कठिन है। ebay.com/itm/… ebay.com/itm/…
Marko Buršič

@ बोर्डबाइट हाँ, वे बहुत अच्छी मोटरें हैं और मैंने उन्हें इसी तरह के अनुप्रयोगों में इस्तेमाल करते देखा है। मार्को सही है कि ड्राइवर ढूंढना कठिन है, लेकिन ओरिएंटल एक बनाता है कि वे उन मोटर्स के साथ बेचते हैं।
डग मैकक्लेन

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बेल्ट ड्राइव के साथ तैयार किए गए स्टेपलर का उपयोग करने के लिए सबसे सरल बात होगी। बेल्ट में कुछ वसंत होगा, लेकिन बहुत कम (नहीं?) बैकलैश।

इस तरह संपादित करें: बेल्ट ड्राइव


क्या आप इसका मतलब बता सकते हैं? क्या आप का मतलब है कि स्टेपर शाफ्ट पर एक छोटी सी चरखी के साथ एक टाइमिंग बेल्ट का उपयोग करें, और एक बड़ी चरखी / डिस्क कहीं और, डायल पकड़े?
बोर्डबाइट

मोटर पर एक छोटा गियर, डायल पर एक बड़ा गियर और उनके बीच एक दांतेदार बेल्ट रखो। उत्तर संपादित किया गया।
डैनियल

समझ गया; धन्यवाद - यह कम से कम महंगा तरीका है और इसे लागू करने के लिए सबसे तेज़ लगता है। यहाँ दूसरी मोटर अप्रासंगिक है, है ना? मेरे आवेदन के बाहर भी, मुझे समझ में नहीं आता है कि दो मोटरों को बेल्ट सिस्टम के माध्यम से क्यों जोड़ा जाना चाहिए।
बोर्डबीट

यह सिर्फ मुझे मिली एक तस्वीर है। यह एक 'स्पिंडल कन्वर्ज़न किट' है, जिसमें एक रेट्रोफाइटर स्टेपर मोटर के साथ स्पिंडल ड्राइविंग है। मुझे नहीं पता कि इसका उपयोग क्या है।
डैनियल
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