Como calculo los motores adecuados para un router cnc?

[gale9010]

Buenas tardes! despues de unos años en los que os leia de vez en cuando, (que pasó con borondes??? ) pero sin tiempo para cacharrear, por fin he vuelto, espero para quedarme unos años mas.
Mi sueño de infancia, una fresa CNC, que intenté construir con motores nema23 y madera, fue un fracaso, ahora, siendo ya un hombre hecho y derecho (estudie para tornero y ando con uno de 3 metros entre puntos 1200mm de volteo, torneando siempre el mismo tipo de piezas para siderurgia) , conseguí una workbee, (una cnc inglesa tipo router en kit)  y se me quedó pequeña. Ahora ando con una un poco mayor, y busco ayuda.


Ahora por razones que os informaré pertinentemente un poco mas adelante, necesito saber dimensionar los motores para un router, donde el puente pesa unos 75 kilos. Unos nema23 serian pequeños verdad? unos nema 34 mejor? pero... de cuantos NM?

encontre en el foro ingles una calculadora pero no debo saber usarla o es para otra cosa, porque no logro que me de algo con sentido. Encontre otra por aquí pero creo que es para prensas porque de eso iba el post.


Dejo los datos a ver si alguno sabe decirme algo.
75kilos
1.5metros de ancho el puente (dos motores)
transmision por cremallera, 3.14mm de paso
Velocidad maxima deseada 5 metros minuto ( mejor si puede ser mas pero con eso vale)

[Tr Precision Machining]

2 de estos y a tirar millas..con 12nm ay fuerza de sobra

https://www.ebay.es/itm/1712oz-in-NEMA34-Closed-Loop-Stepper-Motor-12NM-Hybrid-Servo-Driver-Kits/293574196869?hash=item445a62be85:g:SzkAAOSwd~FetlAn

y una fuente de alimentacion de estas por cada driver

https://www.ebay.es/itm/500W-60V-8-3A-220V-INPUT-Single-Output-Switching-power-supply/222241238393?hash=item33be9c2d79:g:b9IAAOSwknJXzlmE

[gale9010]

Gracias por la rapidez paisano!!

Si, esos motores he visto y pensado, pero por algunas razones, necesito ademas el cálculo que demuestre porque esos y no unos nema23.

[Tr Precision Machining]

En asuntos de calculos no te puedo ayudar...lo que es seguro es que esos de 12nm mueven los 75kg sin problema..

[fagoreto]

Me ha gustado la hoja de cálculo MotorCalcs.xls, aunque solo sea para transmisiones por husillo.
Si aguantas lo que tarde en hacerlo, la subo traducida a español y, aprovechando, puede que ponga como calcular algunos números que pide (como la fuerza de corte, por ejemplo). Y si ya me vuelvo loco, algunas tablas de coeficientes de fricción, eficiencia de husillos, velocidades recomendadas, etc.

Puede ser un hilo chulo, pero ya digo; me tiene que dar un calentón   

[FIJO]

Por que transmisión por cremalleras? llevaras división del motor a la rueda dentada?

Porque o te metes en motores nema34 de 12Nm como te ponen arriba o tiras directamente a servo motores de 750W

Podrías dar mas información?
saludos

[gale9010]

Me ha gustado la hoja de cálculo MotorCalcs.xls, aunque solo sea para transmisiones por husillo.
Si aguantas lo que tarde en hacerlo, la subo traducida a español y, aprovechando, puede que ponga como calcular algunos números que pide (como la fuerza de corte, por ejemplo). Y si ya me vuelvo loco, algunas tablas de coeficientes de fricción, eficiencia de husillos, velocidades recomendadas, etc.

Puede ser un hilo chulo, pero ya digo; me tiene que dar un calentón 

Si pudieras darme la fórmula al menos para lo que te pido, tienes cachopo pagado aquí en Asturias.

[fagoreto]

Si pudieras darme la fórmula al menos para lo que te pido, tienes cachopo pagado aquí en Asturias.

Es que no es una formula; ojala fuese tan facil. Es todo un procedimiento de calculo (con muchas formulas. Unas mecanicas. Otras, electricas) que hay que seguir paso a paso.
Por eso ves tantos datos a rellenar en la hoja. Paciencia.

Pero voy a empezar a abrir boca, que lo de transmision por cremallera puede ser problematico segun lo que quieras conseguir. Como dice (y muy bien dicho) FIJO, ¿vas a meter alguna desmultiplicacion entre motor y cremallera?. Veras por donde va el problema.....
Imagina que montas piñon directo, de 15 dientes y modulo 1 (lo pongo pequeñito a proposito; contra mas grandes, mas empeora la cosa). Ahora tienes un motor que da 200 pasos cada vuelta. Y tienes que el diametro primitivo del piñon (modulo x dientes) es 15 mm, con lo que su circunferencia primitiva es 2.pi.15= 94,2 mm. que es lo que avanzara la cremallera cada vuelta.
Pues bien, 94,2 entre 200 pasos (no me meto en micropasos para no liar) da casi 0,5 mm por paso. Esa seria tu precision. Mala de narices ¿no?
En cambio, un husillo DIRECTO de paso 5 mm da  5/200= 0,025 mm. por paso. Eso esta mejor ¿verdad?.
Pero ya digo. Depende de para que quieras el cacharro. Para un plasma, por ejemplo, quizas no importe mucho medio milimetro. Seguro que la propia boquilla del plasma va a meter la pata algo mas.

Y claro (ahora viene la segunda parte). Si metes desmultiplicacion, multiplicas par, con lo que lo mismo mueves los 75 kilos, mas la carga que meta el trabajo, con un motorcillo de la señorita pepis. Ah..... otra cosa....... Cuidado con los numeros. Esos motores (los que has visto y pensado) tienen 12 NM , ojito al detalle, DE PAR DE RETENCION, no de par de trabajo. Eso significa que alimentando el motor a toda caña (maximo voltaje que admita, maxima corriente que admita) pero sin ninguna orden de movimiento, es decir, PARADO, se deben aplicar 12 NM para moverlos a mano. Ni mas, ni menos. Truco de chinos eso de meter el numero mas gordo para que algo parezca lo que no es.

Oye. ¿medio procedimiento me da derecho a medio cachopo? 

[BBMNet]

Hola:

Si me permites un pequeño comentario. Los motores que instalo siempre están sobrados. Esto es que los actualmente montados siempre son de mayor capacidad que los obtenidos de los cálculos. Para mí esto hace una gran diferencia dado que en las máquinas que acondicionamos los movimientos y cambios de dirección son bruscos y esa potencia "extra" es precísamente la que permite hacerlo. Mi norma es de al menos 50% más. El que el costo extra de esos motores prácticamente no afecte el costo total de los proyectos me permite tener esa facilidad de elección.

En la fotografía se aprecia el detalle de la costura de un diseño en zigzag realizado en una máquina capitonadora. En esa máquina se utilizan motores a pasos NEMA 34 de 1600 oz-in. Se eligen esos motores sobre los servos dado que la estructura de esas máquinas no permite trabajar a alta velocidad. Debo mencionar que los motores no trabajan "solos". Me refiero a que utilizo, para el movimiento del carro un tornillo embalado relación 10/1 y para el movimiento de los rodillos de arrastre un juego corona/sin fin relación también 10/1 aunque de hecho en las máquinas que haga de ahora en adelante será de relación 20/1. El problema no es por falta de potencia sino que haciendo algunos ajustes la electrónica de cada eje será más parecida y por tanto más fácil de calibrar. La velocidad máxima funcional no llega al 80% de la que pueden desarrollar los motores. A partir de ese rango la máquina queda bajo esfuerzos que pueden llegar a dañarla estructuralmente. Para máquinas pesadas sí utilzo servos. El enlace es del video de la máquina en cuestión.

  [ You are not allowed to view attachments ]  

https://www.youtube.com/watch?v=ErNjNtC60As

Algo interesante es que en algún momento la fuente de alimentación que se aprecia en el video se daño y por rapidez se cambio por dos transformadores de 24V/5A trabajando en doblador de tensión con una fuente para cada amplificador. Esas fuentes están funcionando sin problemas para ya casi dos años y el cliente no ha querido volver a instalar la fuente original.

Otro comentario que me permito sugerir es que si los drives que utilices tienen opción de conectarles resistencias de disipación las utilices. Explico. Cuando se realizan cambios bruscos de dirección o a veces solo cambios de velocidad sobre todo de mayor a menor, se crean corrientes regenerativas que si no tienen donde disiparse lo harán en la propia electrónica de potencia. Esa es una de las causas mayores para que fallen los drives. Si tienes un drive que contínuamente se alarme es muy probable que esta sea la causa.

Un resumen de todo lo anterior, si puedo mover una máquina con un peso cercano a los 700 kgms con un motor de 1600 oz-in me atrevería a decir que a tu proceso seguramente le servirán. En cualquier caso observa el video y nota la velocidad. Esto tal vez te ayude a decidirte. Como referencia haciendo ese patrón zig-zag la máquina produce aproximadamente 90 cms/min a unas 7 puntadas por pulgada. Lo importante son esos 90 cms/min que convertidos a movimiento lineal te darían alrededor de 20 mm/seg.

Espero que estos comentarios te ayuden o que por lo menos no te confundan.

Salud y Bienestar.

[gale9010]

Claro joder, estaba metiendo el paso de un diente 3.14, no de una vuelta, 94.2.

Voy a recalcular a ver si ahora me cuadran más los números.

Por aquí en público no puedo dar información aún, por privado puedo contar realmente a dónde quiero llegar. Aquí lo pondré un poco más adelante. Ya se que soy don misterios, pero lo comprenderéis.

Si pudieras darme la fórmula al menos para lo que te pido, tienes cachopo pagado aquí en Asturias.

Es que no es una formula; ojala fuese tan facil. Es todo un procedimiento de calculo (con muchas formulas. Unas mecanicas. Otras, electricas) que hay que seguir paso a paso.
Por eso ves tantos datos a rellenar en la hoja. Paciencia.

Pero voy a empezar a abrir boca, que lo de transmision por cremallera puede ser problematico segun lo que quieras conseguir. Como dice (y muy bien dicho) FIJO, ¿vas a meter alguna desmultiplicacion entre motor y cremallera?. Veras por donde va el problema.....
Imagina que montas piñon directo, de 15 dientes y modulo 1 (lo pongo pequeñito a proposito; contra mas grandes, mas empeora la cosa). Ahora tienes un motor que da 200 pasos cada vuelta. Y tienes que el diametro primitivo del piñon (modulo x dientes) es 15 mm, con lo que su circunferencia primitiva es 2.pi.15= 94,2 mm. que es lo que avanzara la cremallera cada vuelta.
Pues bien, 94,2 entre 200 pasos (no me meto en micropasos para no liar) da casi 0,5 mm por paso. Esa seria tu precision. Mala de narices ¿no?
En cambio, un husillo DIRECTO de paso 5 mm da  5/200= 0,025 mm. por paso. Eso esta mejor ¿verdad?.
Pero ya digo. Depende de para que quieras el cacharro. Para un plasma, por ejemplo, quizas no importe mucho medio milimetro. Seguro que la propia boquilla del plasma va a meter la pata algo mas.

Y claro (ahora viene la segunda parte). Si metes desmultiplicacion, multiplicas par, con lo que lo mismo mueves los 75 kilos, mas la carga que meta el trabajo, con un motorcillo de la señorita pepis. Ah..... otra cosa....... Cuidado con los numeros. Esos motores (los que has visto y pensado) tienen 12 NM , ojito al detalle, DE PAR DE RETENCION, no de par de trabajo. Eso significa que alimentando el motor a toda caña (maximo voltaje que admita, maxima corriente que admita) pero sin ninguna orden de movimiento, es decir, PARADO, se deben aplicar 12 NM para moverlos a mano. Ni mas, ni menos. Truco de chinos eso de meter el numero mas gordo para que algo parezca lo que no es.

Oye. ¿medio procedimiento me da derecho a medio cachopo? 

[gale9010]

Vaaaaaaaaaaale ahora si !!

 Ya he corregido la excel, y ya me dan cosas coherentes. Gracias por vuestra ayuda 


Me pide 10/12 nM según el peso que meta si es el mas bajo que he calculado o el mas alto. A esto le habrá que sumar un porcentaje o un algo de seguridad no? Dos nemas34 8.5nM parecen ir ya sobrados pero ya veis que ando muy teorico... cuanta fuerza mas meteriais? obviamente el 12nM pero me gustaría un porqué.

Os mando un privado con la información  a los que me habeis ayudado para que me comprendais con la información secreta.
 

[fagoreto]

jejejejeje.........ya veo por donde te aprieta el zapato. Y si; necesitas estar seguro de lo que dices 
He visto lo de tus cremalleras con piñon directo, Z=30, m1. El diametro es efectivamente 94,2 mm. Meti la pata en el ejemplo anterior al calcular con el diametro completo.
Pero ojo, tienes 2 MOTORES. Las cargas tendras que repartirlas, mitad para cada uno. ¿Lo has hecho?

[gale9010]

Creí que se dividia entre dos y arreando. Calculé con la mitad de peso, para aplicar individualmente, y me dan datos parecidos, en computo global.

jejejejeje.........ya veo por donde te aprieta el zapato. Y si; necesitas estar seguro de lo que dices 
He visto lo de tus cremalleras con piñon directo, Z=30, m1. El diametro es efectivamente 94,2 mm. Meti la pata en el ejemplo anterior al calcular con el diametro completo.
Pero ojo, tienes 2 MOTORES. Las cargas tendras que repartirlas, mitad para cada uno. ¿Lo has hecho?

[gale9010]

jejejejeje.........ya veo por donde te aprieta el zapato. Y si; necesitas estar seguro de lo que dices 
He visto lo de tus cremalleras con piñon directo, Z=30, m1. El diametro es efectivamente 94,2 mm. Meti la pata en el ejemplo anterior al calcular con el diametro completo.
Pero ojo, tienes 2 MOTORES. Las cargas tendras que repartirlas, mitad para cada uno. ¿Lo has hecho?

Estoy dando vuelta a este asunto. Si meto micropasos, esa precisión se supone que se divide no?  O esa resolución de mierda no tiene arreglo?

[Tr Precision Machining]

Quizas debas replantearte una reforma seria a la maquina y colocar husillos a bolas y soportes tipo bk·bf...