Motion Control Kran

[i_make_it]

Zahnstange geht schon was das Spiel angeht.
Grade bei einer Schiene für einen Kamera Dolly die je nach Bedarf mal länger mal kürzer aufgebaut wird, ist es die einzige Methode ohne bei jedem Aufbau zu viel Zeit zu verlieren.

Es ist halt wie so oft eine Frage des Geldes.
Präzissionsgeschliffene Zahnstangen sind halt eine andere Preisklasse als Azetatharz Zahnstangen.
Und Servomotoren mit Planetengetrieben eine andere Preisklasse als DC-Motoren mit gradverzahnten Stirnradgetrieben.
Ein geschliffenes evolventenverzahntes Ritzel halt was anderes wie ein Modellbauritzel von Conrad.
Mit zwei Motoren lässt sich so eine Achse auch spielfrei aufbauen.
Meine längste CNC Achse hatte 22 Meter.
Und als Gantry das auch noch mal mal zwei.
Umkehrspiel mit Laserinterferomter gemessen waren 0,003mm.
Wie gesagt: alles eine Frage des Geldes das man Reinsteckt.
Vorraussetzung ist halt das man auch noch weis wie es geht und es kann.

Was Peter (TOO) zu Zahnriemen schreibt, habe ich meinem letzten Post ja auch schon angedeuted.
Kann man machen, aber wenn man die Erfahrung einmal gemacht hat, lässt man es sein.
Bei einer gewissen Länge, einer gewissen Masse und einer gewissen Dynamik beim Beschleunigen und Bremsen bekommt man da Eigenschaften eines Bungee Seils die man nicht unbedingt auf Film sehen möchte.

[rame]

Also dann versuche ich es nochmal:

Wir haben einen Wagen auf einer Schiene. Gewicht des Wagens 250kg.

Soll-Geschwindigkeit irgendwo zwischen 2-3 m/s

Was braucht es da für einen (closed loop Servo) Motor? Also welche Dimensionierung?

Was braucht es an Zahnrädern/Übersetzung? Ob das Ganze dann an ner Zahnstange oder Zahnriemen langeimert ist erstmal zweitrangig.

[i_make_it]

Die Beschleunigung die das System können soll fehlt.
Ein kleiner Motor mit entsprechedem Getriebe kann auch auf die Geschwindigkeit kommen.
Bei der Masse ist er halt nicht so dynamisch wie ein entsprechend "dick" dimensionierter Motor.
Beim Auto würde man sagen "Hubraum".
Der Fiat Panda schafft genauso 100km/h wie der Porsche 911.
Auch wenn man beide aufs Gramm genau gleich schwer macht.
Allerdings bei den von 0 auf 100 gibt es "geringe" Unterschiede.
Es gilt Newtons Kraft gleich Masse mal Beschleunigung.

Ob Zahnriemen oder Zahnstange ist leider nicht so ganz zweitrangig.
Siehe:
http://www.schrittmotoren.de/fachwis...itr_00_700.htm

[rame]

Dann mal zwei Varianten:

nach 0,5m ist die Geschwindigkeit erreicht
nach 1m ist die Geschwindigkeit erreicht

[i_make_it]

Soll-Geschwindigkeit irgendwo zwischen 2-3 m/s

Dann mal zwei Varianten:
nach 0,5m ist die Geschwindigkeit erreicht
nach 1m ist die Geschwindigkeit erreicht

Das wären dann 4 Fälle.

1) 2m/s;0,5m
2) 3m/s;0,5m
3) 2m/s;1,0m
4) 3m/s;1,0m

a = (ve²-v0²)/(2*s)

Fall 3) wären dann 2m/s² und Fall 2) 9m/s²

Gewicht des Wagens 250kg.

F=m*a

Für Fall 2) sind das dann 2,25kN.

Um von der Kraft auf das Drehmoment zu kommen, braucht man dann den Radius des Teilkreises bei einem Zahnrad oder einer Zahnriemenscheibe.
Aber die Kraft ist nur hypothetisch, da keine Reibung berücksichtigt wurde. Dafür braucht man die Reibwerte der Räder und Lager.
Also das was man bei der mechanischen Konstruktion genauso erhält wie die 250Kg Masse.
Also entweder Die Konstruktion tatsächlich korrekt durchführen, einen schlechten Reibwert nehmen und draufschlagen oder sich damit abfinden das man die 9m/s² nicht erreichen wird.

[rame]

Das wären dann 4 Fälle.

1) 2m/s;0,5m
2) 3m/s;0,5m
3) 2m/s;1,0m
4) 3m/s;1,0m

a = (ve²-v0²)/(2*s)

Fall 3) wären dann 2m/s² und Fall 2) 9m/s²



F=m*a

Für Fall 2) sind das dann 2,25kN.

Um von der Kraft auf das Drehmoment zu kommen, braucht man dann den Radius des Teilkreises bei einem Zahnrad oder einer Zahnriemenscheibe.
Aber die Kraft ist nur hypothetisch, da keine Reibung berücksichtigt wurde. Dafür braucht man die Reibwerte der Räder und Lager.
Also das was man bei der mechanischen Konstruktion genauso erhält wie die 250Kg Masse.
Also entweder Die Konstruktion tatsächlich korrekt durchführen, einen schlechten Reibwert nehmen und draufschlagen oder sich damit abfinden das man die 9m/s² nicht erreichen wird.

Danke für die Ausführungen.
Ich sehe die umfassende Theorie hinter den Dingen - das ist auch richtig und korrekt.

Gibt es eine Möglichkeit das mal in konkrete Vorschläge zu gießen?

Bspw.: der Motor XY von der Firma YZ kommt an die Leistung ran, etwas stärker wäre auch ABC und etwas schwächer wäre 08/15. Ihnen gemein ist, aber dies und der eine hat den Vorteil, der andere einen anderen. Und wenn ein Zahnrad dieser Größe dazu kommt passiert dieses, wenn es kleiner oder größer ist, dann jenes...

[i_make_it]

Ja, aber es ist Dein Projekt.
Google ist dein Freund.
Mann nimmt sich Katalogen von Zahnradherstellern und sucht sich eine Paarung Ritzel/Zahnstange die die 2,25kN übertragen kann.
Bsp.: http://atlantagmbh.de/wp-content/upl...zahnstange.pdf

Ermittelt das Drehmoment und sucht sich damit Kataloge von Motorenherstellern und wählt aus.
Prüft dann ob mit dem Ritzel auf dem Motor mit der Lastdrehzahl die 3m/s möglich sind und macht das Spiel solange bis man den Motor hat.
Mit den Kenndaten des Motors kann man dann noch nach Vergleichstypen suchen um was günstigeres zu bekommen.

Mein Vorschlag ist also nutze dein Gehirn und Google.

[Peter(TOO)]

Gibt es eine Möglichkeit das mal in konkrete Vorschläge zu gießen?

Bspw.: der Motor XY von der Firma YZ kommt an die Leistung ran, etwas stärker wäre auch ABC und etwas schwächer wäre 08/15. Ihnen gemein ist, aber dies und der eine hat den Vorteil, der andere einen anderen. Und wenn ein Zahnrad dieser Größe dazu kommt passiert dieses, wenn es kleiner oder größer ist, dann jenes...

Tja, da gibt es gegen unendlich viele Lösungen!

Schon die Kombination aus Motor, Getriebe, Ritzel und Zahnstange gibt viele Lösungen.
Wenn du ein Getriebe nimmst, welches stärker untersetzt, kannst/musst du ein grösseres Ritzel verwenden.

Wenn 10 verschiedene Getriebe, 10 Ritzel und 10 Zahnstangen zur Auswahl stehen, ergibt dies schon 1'000 Kombinationen für nur einen Motor!

Hinzu kommt noch, dass die Beschleunigung nur ein Parameter von vielen ist!
Da sind auch noch Preiss, Grösse und Gewicht eine Frage.
Hinzu kommt noch, dass ein teures Getriebe weniger Verluste hat und bei einer solchen Lösung ein kleinerer Motor ausreicht.

Der Antrieb muss dann auch noch in deinen Waagen passen. Wenn dadurch der Waagen etwas höher gebaut werden muss hat er keine 250kg mehr und man muss alles nochmals nachrechnen.

Und wie verschiebt man das Ganze von Hand?
Bei einem selbst hemmenden Getriebe braucht es noch eine Kupplung, die kostet dann auch etwas und muss irgendwie zugänglich sein.

Und was nutzt die eine Lösung, bei der du als Privater nicht an die Bauteile kommst?

Kataloge wälzen und rechnen darfst du schon selber, ist ja dein Projekt!
Und mit der Thematik musst du sich schon selber auseinandersetzen oder du überträgst die ganze Konstruktion jemand anderem.

MfG Peter(TOO)