драйвер для nema 23 какой выбрать
ВОПРОС Шаговые двигатели Nema23. На какие параметры стоит ориентироваться?
CryptFS
CryptFS
СКАЗАЛ ТУТ НЕМНОГО
Сразу скажу что не на 3018 а уже на свое более серьезное создание.
После покупки 52мм шпинделя (ну как мне сказали это еще не шпиндель а просто очень качественный движок на 400В) Сразу посоветовали мне перейти с 17х на 23е шаговики. В принципе я к этому готовился и соответствующее железо у меня есть (3х BL-TB6560 v2.0 на Mach3 +350В БП на 24v)
Относительно поверхностно представляю принципы работы шаговиков как делается микрошаг и чтото еще (Надо освежить память). Требования будующего станка будет в диапазоне от гравировки печатных плат/гравировки до работы с алюминием и может быть другими металлами. Размер машинки примерно такой же как 3018, возможно немного больше.
Тут я как понимаю очень важно не проколоться именно с шаговыми двигателями если хочу сохранить параметры точности аналогичны моим Nema17 (иле даже выше если такое возможно с 23ми) и при этом значительно повысить мощность для передвижения осей со шпинделем и столом (Как понимаю для работы с металлами мне придется еще и зажим к столу приворачивать).
С понедельника все сидим на принудительном карантине так что есть время как следует изучить вопрос тк как всегда, думал что все будет легко а как начал копать тему, выясняется что там все гораздо сложнее и обилие движков с разными параметрами под разные задачи от разных производителей просто зашкаливает.
Сегодня решил начать изучать эту тему поближе. Вот и хочу узнать мнение/опыт людей по вопросу шаговиков пока готовлюсь к покупке (если еще получится купить). Это конечно выглядит сумашедшо но может быть тут кто нибудь свой 3018 на 23е переделывал? 
Строю станок, поэтому и вопросов куча
Снизу надевается. Еще раз повторяю. Нисколько не нужно для башмака аспирации оставлять сбоку. Вот если площадка шпинделя будет слишком тонкая, то могут быть неудобства в зависимости от конкретной конструкции башмака.
Например, нашел такой:
А это по 22мм по сторонам шпинделя.
Получается, что хватит 25мм? Все варианты приспособлений не знаю, поэтому и спрашиваю.
Хороший башмак. Сколько есть ширина столько и есть. Зачем дополнительное пространство? Может я неправильно понимаю Ваш вопрос.
я сделал так, что у меня шпиндель подъезжает к каркасу на 5мм примерно. Пластины Z не мешают, они высоко. Потом вспомнил про башмак. А он, как я уже писал выше, на 44 мм шире шпинделя, Т.к. по 22 мм нужно делать отступ от каркаса. Вот и думаю, хватит ли 25мм на будущее, так сказать. Вдруг не будет такого башмака, а будут только еще большего размера. Ассортимент же не знаю, что на рынке с этим делом происходит.
Мой 122 мм. А вообще лучше всего сделать самостоятельно, первым изделием на станке. Либо согнуть из жести.
Пора смотреть на электронику. Прицениться, заложить в бюджет.
Планирую поставить Nema23 самый мощный из этой линейки, чего-нибудь на 4А примерно и 3,6Н/м. Либо из Nema 34, из начальных в таких же диапазонах или чуть больше.
У меня получилось, что при прямой передаче (без редуктора) нужно удержание порядка 21кг. Хотя я не спец в этих расчетах.
1. На что смотреть, как посчитать?
2. Что если поставить Nema34, так сказать с запасом, что будет? Скорости снижаются или что? Хуже будет в чем то, когда ставится более сильные ШД, чем расчетные?
. Что если поставить Nema34, так сказать с запасом, что будет.
А как узнать что с запасом? Ведь зависит от станка, от комплектующих, от задач, от режимов. Что-бы реализовать преимущества мощных движков, нужна соответствующая жесткость станка, соответствующий шпиндель.
По-минимуму достаточно исходя из обсуждения в теме, одного самого маломощного nema 23 на Y. Думаю, что с двумя nema 23 по 18кг, будет очень хороший запас. Главное питайте достаточным напряжением.
Что будет плохого от мощных Nema 34 на станке который не сможет реализовать их преимущества? Наверно возможность в случае ошибок/аварий быстрее угробить шпиндель, ломать фрезы как спички, разбивать станок. Если работать четко и безошибочно и не давать чрезмерной нагрузки станку, то вреда от них не будет, как и пользы.
Кому как: если 3D-картинки на потоке морковкой гнать, то усилий на фрезе нет, но нужна скорость и динамика, но станок в этом случае должен не из палочек от мороженного быть сделанным, а то вибрация фрезу убъет махом, а если МДФ 12мм или более алмазной фрезой хотя бы на подаче 10-12 м/мин, то ускорения хотя бы 1000мм/с*с иметь, дабы фреза на поворотах НЕ горела, то и мощи шпинделя мало не будет, и жесткости надо хорошо. Ну это я из расчета деревообработки.
А по Y и Z насколько большие нагрузки действуют? И какие вообще скорости и ускорения нужны в ЧПУ?
зависит в большой степени от механики конкретного станка
cnc-club.ru
Статьи, обзоры, цены на станки и комплектующие.
Подбор блока питания
Подбор блока питания
Сообщение MEVUR » 12 май 2017, 22:05
Re: Подбор блока питания
Сообщение michael-yurov » 12 май 2017, 22:26
Re: Подбор блока питания
Сообщение шпиндель » 12 май 2017, 22:58
Re: Подбор блока питания
Сообщение MEVUR » 12 май 2017, 23:10
Re: Подбор блока питания
Сообщение шпиндель » 12 май 2017, 23:17
Re: Подбор блока питания
Сообщение michael-yurov » 12 май 2017, 23:17
Т.е. 1680 Вт?
Не многовато ли?
И я бы рекомендовал использовать драйвер между блоком питания и мотором, а не подключать обмотки моторов непосредственно к блоку питания.
Re: Подбор блока питания
Сообщение шпиндель » 12 май 2017, 23:20
Re: Подбор блока питания
Сообщение шпиндель » 12 май 2017, 23:22
Re: Подбор блока питания
Сообщение MEVUR » 13 май 2017, 07:31
Re: Подбор блока питания
Сообщение michael-yurov » 13 май 2017, 09:34
Да, если подключить 4 обмотки из 8 имеющихся непосредственно к блоку питания без драйверов.
И напряжение нужно будет намного меньше.
Работать, конечно, не будет. Но этот расчет именно для описанного способа подключения.
Re: Подбор блока питания
Сообщение MEVUR » 13 май 2017, 10:22
Да, если подключить 4 обмотки из 8 имеющихся непосредственно к блоку питания без драйверов.
И напряжение нужно будет намного меньше.
Работать, конечно, не будет. Но этот расчет именно для описанного способа подключения.
Re: Подбор блока питания
Сообщение michael-yurov » 13 май 2017, 10:38
Я ответил именно на твой вопрос.
Re: Подбор блока питания
Сообщение шпиндель » 13 май 2017, 10:56
Подключение униполярного шагового двигателя NEMA 23 57HM56-2006 к RAMPS 1.4
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Добрый день 3д печатники и ‘колхозники’.
Подключение униполярного шагового двигателя NEMA 23 57HM56-2006 к RAMPS 1.4.
Шаговый униполярный двигатель NEMA 23 57HM56-2006 имеет шесть проводов, и что бы подключить его к Ramp 1.4 или любой другой плате нам потребуется переделать его из униполярного в биполярный.
Шаговый униполярный двигатель NEMA 23 57HM56-2006 имеет ток 2 А, поэтому обычный драйвер шагового двигателя A4998 нам не подойдёт. Я буду использовать драйвер ШД TB6600 и плату MKS CD 57/86, что бы подключить его к ramps.
Биполярный двигатель имеет одну обмотку в каждой фазе, которая для изменения направления магнитного поля должна переполюсовываться драйвером. Для такого типа двигателя требуется мостовой драйвер, или полумостовой с двухполярным питанием. Всего биполярный двигатель имеет две обмотки и, соответственно, четыре вывода.
Униполярный двигатель также имеет одну обмотку в каждой фазе, но от середины обмотки сделан отвод. Это позволяет изменять направление магнитного поля, создаваемого обмоткой, простым переключением половинок обмотки. При этом существенно упрощается схема драйвера. Драйвер должен иметь только 4 простых ключа. Таким образом, в униполярном двигателе используется другой способ изменения направления магнитного поля. Средние выводы обмоток могут быть объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь 5 или 6 выводов. Иногда униполярные двигатели имеют раздельные 4 обмотки, по этой причине их ошибочно называют 4-х фазными двигателями. Каждая обмотка имеет отдельные выводы, поэтому всего выводов 8. При соответствующем соединении обмоток такой двигатель можно использовать как униполярный или как биполярный. Униполярный двигатель с двумя обмотками и отводами тоже можно использовать в биполярном режиме, если отводы оставить неподключенными.
Если сравнивать между собой биполярный и униполярный двигатели, то биполярный имеет более высокую удельную мощность. При одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент.
На схеме ниже показаны два двигателя. Слева униполярный, 6 выводов. Справа биполярный, 4 вывода.
Аналогичная схема ниже, но у же с буквенным обозначением выводов.
Слева биполярный, справа униполярный двигатель.
Исходя из схем выше, возможно два варианта переделки униполярного двигателя в биполярный двигатель.
Я соберу тестовый стенд для наглядности, который включает в себя: ramps 1.4, arduino mega 2560, драйвер шагового двигателя TB6600, плата MKS CD 57/86 для внешнего драйвера ШД TB6600, LCD Display 2004, шаговый двигатель NEMA 23 57HM56-2006.
1) Первый вариант. Подключаем двигатель к драйверу не используя центральные выводы в обмотках, то есть желтый и белый. Таким способом подключения мы получим высокий момент.
Пошаговая инструкция для чайников :).
1) Устанавливаем плату MKS CD 57/86 в штатный разъем ramps 1.4 для шагового драйвера, соблюдая полярность.
Пошаговая инструкция уже для опытных мейкеров 8).
1) Устанавливаем плату MKS CD 57/86 в штатный разъем ramps 1.4 для шагового драйвера, соблюдая полярность.
2) Подключаем драйвер шагового двигателя TB6600 к плате MKS CD 57/86 кабелем с разъемом PH-4 и PH-4.
3) Подключаем шаговый двигатель NEMA 23 57HM56-2006 к драйверу ШД TB6600. Зеленый провод в разъём 1A, желтый в разъём 1B, белый в разъём 2A, красный в разъём 2B. Черный и синий провода лучше заизолировать, не ну если Вам нравится прыгать с бубном то не делайте этого.
Таким образом, подключить униполярный шаговый двигатель к ramps 1.4 не так уж и сложно, достаточно немного знать теории и быть внимательным. Надеюсь, что теперь Вам помощь бубна в этой теме не потребуется ;).
Быстрые движения под высоким напряжением, или почти вся правда об управлении шаговым мотором
Доброго вам времени суток, уважаемые гики и сочувствующие!
В этой публикации я хочу поделиться своим опытом управления. Точнее – управления шагами. А уж если быть совсем точным, речь пойдёт об управлении замечательным устройством – шаговым электродвигателем.
Что же такое этот самый шаговый электродвигатель? В принципе, в плане функциональности этот мотор можно представить как обычный электромотор, каждый оборот вала которого разбит на множество одинаковых, точно фиксированных шагов. Перемещением на определённое количество шагов мы можем позиционировать вал шагового мотора с высокой точностью и хорошей повторяемостью. Каждый шаг можно разбить на множество ступенек (так называемый микростеппинг), что увеличивает плавность хода мотора, способствует подавлению резонансов, а также увеличивает угловое разрешение. Различия между полношаговым режимом (слева), 1/2 микростеппингом (в центре) и 1/16 микростеппингом (справа) видны невооружённым глазом: 
К сожалению, все вышеупомянутые преимущества достигаются ценой значительной сложности системы управления шаговым мотором (для простоты будем называть эту систему драйвером).
Теперь рассмотрим схему работы типичного шагового мотора:
Из этой картинки видно, что шаговый мотор в электрическом плане представляет собой два или более электромагнита, которые необходимо переключать в определённой последовательности для приведения ротора в движение.
Лирическое отступление: На настоящий момент существуют два основных типа шаговых моторов: униполярный и биполярный. Поскольку униполярные моторы имеют меньший крутящий момент и худшие скоростные характеристики, в данной публикации они рассматриваться не будут.
Итак, вернёмся к управлению биполярным мотором. Как это ни парадоксально звучит, но зачастую проще обсуждать общие принципы на конкретных примерах. В качестве примера мы возьмём шаговый мотор ST4118L1804-A производителя Nanotec. Почему именно этот мотор и производитель? Причина проста: по основным характеристикам это типичный представитель моторов типоразмера NEMA 17, широко применяющихся в радиолюбительской практике, и имеет к тому же довольно подробную техдокументацию (которая начисто отсутствует у китайских noname-моторов).
Основные характеристики данного мотора:
Рабочее напряжение 3,15 В
Рабочий ток 1,8 А
Активное сопротивление обмотки 1,75 Ом
Индуктивность обмотки 3,3 мГн
Момент удержания 0,5 Нм
Угловой размер шага 1,8° (200 шагов на один оборот ротора)
В данном случае самое главное — это правильная интерпретация данных. Применив закон Ома, выясняем, что производитель указал рабочий ток и напряжение для постоянного тока, протекающего через обмотки двигателя, без учёта индуктивности.
Проверка: I = U/R, или 1,8 А = 3,15 В/1,75 Ом. Всё сходится.
Какой же будет мощность рассеяния при питании обмоток постоянным током?
Всё просто: P=I x U, или 1,8 А х 3,15 В = 5,67 Вт. В полушаговом режиме возможна ситуация, когда ток течёт через обе обмотки мотора, соответственно рассеиваемую мощность нужно удвоить: 5,67 Вт х 2 = 11,34 Вт. Это достаточно много, и может привести к перегреву мотора. Эта же величина является минимальной мощностью блока питания для этого мотора. Обыкновенный 3D принтер имеет пять подобных моторов, соответственно для питания драйверов необходим источник питания с минимальной мощностью 11,34 Вт х 5 = 56,7 Вт. К этой цифре необходимо добавить электрическую мощность, превращённую мотором в кинетическую или потенциальную энергию при работе принтера. Точный расчёт этой мощности — дело достаточно сложное, на практике проще всего добавить 75% к рассчитанной тепловой мощности и на том завершить расчёты. Почему именно 75%? Дело в том, что обычный шаговый мотор способен совершить полезную работу на величину примерно 2/3 от максимальной тепловой мощности. В данном случае для создания какого-либо узла или устройства сначала подбирается подходящий мотор (например, по крутящему моменту), а после этого рассчитывается мощность блока питания.
Итоговая мощность блока питания для пяти шаговых моторов: 56,7 Вт х 1,75 = 99,225 Вт.
Конечно, на практике ни в одном любительском устройстве не используются моторы под максимальной нагрузкой, и реальная мощность потребления будет, скорее всего, намного ниже расчётной. Я же, как человек ленивый и скаредный, крайне не люблю делать одно и то же два раза, поэтому беру блок питания всегда с некоторым запасом (то есть, согласно вышеприведённым расчётам).
Теперь пришла пора приступить к определению минимально необходимого напряжения блока питания. К сожалению, этому параметру уделяется незаслуженно маленькое внимание в тематических публикациях. Почему этот параметр так важен? Дело в том, что при вращении ротора шагового мотора через катушки течёт переменный ток, ограниченный не только активным, но также и индуктивным сопротивлением обмоток.
Рассмотрим предоставленный производителем график зависимости крутящего момента нашего мотора от частоты вращения:
На графике присутствуют две линии, показывающие зависимость крутящего момента от частоты вращения для напряжения питания 24 В (красная линия) и 48 В (зелёная линия). Нетрудно заметить, что спад крутящего момента начинается примерно с 300 об/мин для 24 В и примерно с 600-700 об/мин для напряжения 48 В. При этом необходимо упомянуть, что производитель использует недоступные любителям дорогостоящие промышленные драйверы. Почему же так важно напряжение питания драйвера, если оно даже в случае питания от 12 В заведомо выше паспортной величины напряжения питания шагового мотора (3,15 В)? Дело в том, что шаговый мотор управляется током, а не напряжением, и именно источниками тока являются все современные драйверы. В идеальном случае драйвер обеспечивает заданный ток в обмотках двигателя вне зависимости от частоты вращения ротора, нагрузки, изменения температуры и других параметров. Это организовано за счёт работы ШИМ-регулятора, управляемого зачастую довольно сложными алгоритмами. Из технической документации нашего мотора видно, что для полного оборота ротору необходимо совершить 200 шагов, при 300 об/мин это составит 60 000 шагов в минуту, или 1000 шагов в секунду. Это, проще говоря, соответствует переменному току частотой 1 кГц. На этой частоте индуктивное сопротивление обмотки составит (R(L)=2π×F×L): 2π х 1 кГц х 3,3 мГн = 20,73 Ом. Какое же напряжение необходимо для обеспеченияя тока в 1,8 А при этом сопротивлении? Закон Ома не дремлет (U=IR): 1,8 А х 20,73 Ом = 37,31 В. Неудивительно, что выше частоты вращения 300 об/мин наблюдается спад крутящего момента: драйверу банально не хватает напряжения питания. Почему же при таком вопиющем недостатке питания (37 — 24 =13 В) спад не наступает при более низкой частоте вращения? Дело в том, что в современных драйверах используется мостовая схема выходных каскадов, что позволяет «удваивать» напряжение, прикладываемое к обмоткам мотора. То есть, теоретически драйвер способен приложить «виртуальные» 48 В к обмоткам при напряжении питания 24 В, что создаёт теоретический запас по напряжению 48 — 37 = 11 В. На практике же этот запас будет нивелирован потерями в драйвере, сопутствующих цепях и активным сопротивлением обмоток мотора (активное сопротивление обмоток присутствует постоянно, и даже несколько возрастает при нагреве мотора). При увеличении частоты вращения ротора свыше 300 об/мин пропорционально растёт частота импульсов и, соответственно, увеличивается индуктивное сопротивление обмотки. При питании от 24 В драйверу перестаёт хватать напряжения питания для поддержания тока в обмотках, и крутящий момент неуклонно снижается. То же самое происходит при питании драйвера от 48 В, но уже гораздо значительно позже, при частоте вращения 600-700 об/мин.
Итак, с мощностью и величиной напряжения блока питания всё ясно, теперь необходимо переходить к практической реализации универсального драйвера, способного как к филигранной работе при помощи крохотных NEMA 11, так и к сотрясению основ мира в паре с могучими NEMA 23. Какими же основными качествами должен иметь драйвер моей мечты?
1. Высокое напряжение питания. Поскольку в техдокументации к моторам крайне редко указано максимальное напряжение питания, лучше будет ограничиться напряжением 48 В.
2. Важнейший параметр: высокий выходной ток. NEMA 23 имеют рабочие токи вплоть до 3,5 А, драйвер должен обеспечивать этот ток с запасом 30%. Путём нехитрых расчётов получаем максимальный рабочий ток около 4,5 А.
3. Простая и оперативная подстройка силы выходного тока.
4. Наличие микростеппинга, как минимум 1/8 шага
5. Наличие защиты от КЗ, перегрева, и т.д.
6. Небольшой размер, возможность крепления произвольного радиатора.
7. Исполнeние в виде интегральной схемы. XXI век на дворе!
8. Простая схема включения с минимальным количеством дискретных компонентов.
9. Низкая цена.
После множества бессонных ночей пятиминутного копания в Google выяснилось, что единственной доступной микросхемой драйвера с подходящими параметрами является TB6600HG. Покупка готового китайского драйвера на eBay показала, что не всё ладно в датском королевстве, далеко не всё. В частности, китайский драйвер отказался напрямую работать с выходами Arduino Due, и «завёлся» только через буферный преобразователь уровней. При работе с трёхамперной нагрузкой драйвер грелся и терял шаги десятками. Вскрытие пациента показало, что в нём не только была установлена микросхема предыдущего поколения (TB6560), а даже и термопаста не смогла найти себе места в списке компонентов. К тому же размерами и весом китайский драйвер наводил меня на мысли о моей молодости… о прошлом веке, если быть совсем точным. Ну нафиг, сказал во мне интеллигент в третьем поколении, мы сделаем свой драйвер, с преферансом и поэтессами. Если бы разработчики KiCAD видели, как я обращаюсь с их детищем, я разорился бы на одних только адвокатах:
С целью минимизации размеров была спроектирована четырёхслойная печатная плата. Этот факт, к сожалению, исключает её изготовление в домашних условиях. Посему на берлинской фирме LeitOn были заказаны 36 таких плат, каждая из которых обошлась в итоге около пяти евро. Часть этих плат были впоследствии выкуплены у меня собратьями по увлечению, и в итоге изготовление плат вышло не слишком накладным предприятием. Микросхемы TBB6600HG были заказаны на Aliexpress по 4 евро за штуку, остальные компоненты были заказаны на eBay, в пересчёте на один драйвер цена дискретных компонентов составила 2 евро. В качестве радиаторов были взяты пятисантиметровые отрезки П-образного алюминиевого профиля, пластиковые каркасы были отпечатаны на 3D принтере. Итого цена одного драйвера составила около 12 евро. Это справедливая цена за драйвер со следующими характеристиками:
Напряжение питания от 8 до 42 Вольт
Максимальный долговременный рабочий ток 4,5 Ампер, устанавливается потенциометром
Микростеппинг вплоть до 1/16 шага
Защита: КЗ, перегрев, низкое напряжение питания
Компактные размеры и низкий вес
Работа с уровнями входных сигналов от 3,3 до 5,5 вольт
Простая установка микростеппинга с помошью микропереключателей — к чёрту перемычки!
Готовые печатные платы: 
Собранные и недособранные драйверы. 
Видео работы драйвера в моём старом 3D принтере. Здесь трёхамперный NEMA 17 бодро гоняет подогреваемую рабочую площадку принтера размером 45 х 25 см через шестнадцатимиллиметровый шпиндель длиной 60 см:
Финальное фото: самодельные драйвера на своём рабочем месте в моём новом 3D принтере. 
Публикуется под лицензией WTFPL