Ayuda motores a paso y mecanismo de posicionamiento en dos ejes

[Geo]

Qué tal amigos, estoy intentando construir un mecanismo que me permita posicionar en dos ejes en un plano vertical (movimiento horizontal y vertical). Me han dado un prototipo hecho con partes de plástico (nylamite), las cuales tienen muchísimo rozamiento y se atoran bastante, las he intentado mover con PaP pero sin éxito por el momento :s. Por el momento se sigue intentando mover dicho mecanismo, pero al mismo tiempo estoy replantenado el diseño del mismo pues no le veo mucho futuro .

El mecanismo no soportará mucho peso, lo único que se va a montar es un láser, la intención es poder proyectarlo recorriendo un movimiento matricial (o como una grilla), así que creo que el peso a soportar no es mucho problema. Por ahora tengo dos ideas en mente, ambas utilizando tornillos sin fin (husillos, me parece) de acero con bujes de bronce (lo primero es eliminar ese plástico del sistema ). Para ello le he dado un vistazo a los diversos proyectos en este foro y a proyectos enlazados aquí mismo .

• Un mecanismo sejemante a este: http://heli.xbot.es/cnc/cnc.htm, en este caso yo sólo necesitaría los ejes llamados allí x y z (por favor díganme si así se nombran en general en este tipo de mecanismos). Me agradó pues se ve bastante sencillo de armar (je, veo que lo podría hacer yo mismo siendo que no soy demasiado hábil ). Estoy pensando utilizar
• La segunda es usando un par de guías cilíndricas de acero (inoxidable, probablemente), a las cuales va montado un carro de aluminio, la forma de sujeción a las guías podría ser con una simple perforación y atravesar las guías por ellas, o quizá utilizando también baleros como en los rieles de algunos trenes (montañas rusas, por ejemplo). En este carro iría montado el sistema de movimiento vertical, hecho también de acero utilizando un mecanismo que por aquí encontramos, con el motor montado en la parte superior.

Bien, ahora mi petición de ayuda, me gustaría me proporcionaran información sobre el manejo de motores PaP para este tipo de aplicaciones, ya que  que hasta ahora sólo los he controlado utilizando un ULN2003 sin preocuparme mucho por los niveles de alimentación (normalmente utilizo 12v) ya que los he usado para cosas muy sencillas.

Por ahora cuento con tres motores, copio lo que tienen en la etiqueta:

• Astrosyn
  Miniangle Stepper
  Type 23LM-C309
  6.0 V/phase
  0.85 A/phase
  1.8 deg/phase
  6 cables
  
• Stepping motor
  Step-Syn
  DC 3.25 A
  1.8 DEG
  Type 103H7124-1041
  FH6-1177 01
  SANYO DENKI
  6 cables
• Superior Electric
  Synchronous/Stepping motor
  Type
  M062-BD-8501
  HOLD 100 oz.in.
  Steps 180 per rev.
  3.37 V 2.57 A. DC HZ
  Spec. BM101029 Cont. duty
  65°C rise class B insul.
  8 cables
  

El primer motor creo que lo dañé en las pruebas, pues con mi circuito de prueba (un ULN2803 alimentado con 9 V con pulsos generados con un PIC) trabaja correctamente en cunto es conectado, pero tras unos cuantos giros empieza a "amarrarse" y a tener un comportamiento errático :S.

Bien, mencioné que hasta ahora sólo he manejado motores PaP unipolares (5 cables) con un ULN2803 en un circuito como el que se puede ver en esta imagen:

Lo que entiendo es que los de 6 cables son unipolares con dos comunes, pero pueden usarse como bipolares también en cierto arreglo, mientras que el de 8 cables está creado así para seleccionar el modo que más convenga de operación (unipolar o bipolar).

Lo que he leído en los temas sobre las máquinas CNC que están construyendo varios amigos del foro, es la necesidad de una fuente de alto voltaje (superior a 24V), además de utilizar control de corriente para los motores, me gustaría si alguien pudiera comentarme más al respecto sobre este tema (veo que esteca utiliza una fuente de 45 V en su primer máquina CNC), por ahora espero que con el cambio a partes de metal el mecanismo funcione de la manera en que siempre he manejado estos motores PaP, ya que el peso a mover es mucho menor que el que se maneja en los equipos CNC que he visto por aquí .

Otra duda, además de usar motores PaP, ¿sería factible utilizar servomotores? ¿cómo puedo modificarlos para que en lugar de un recorrido de 180° den recorridos de una vuelta completa? Luego de esto, ¿es posible utilizarlos para estos mecanismos haciendo que den más de una vuelta?

Muchas gracias por su ayuda y/o cualquier comentario .

[Geo]

Mmm, en fin, leyendo los temas del foro tengo mucha mejor idea .

Aún tengo una duda en cuanto a los motores, los que listé antes, el primero indica 6 V por fase y 0.85 A, el segundo no dice el voltaje (o no se lo ví) y 3.25 A, mientras que el tercero es de 3.37 V y 2.57 A. Si tomara el camino de controlarlos con un L297 necesitaría mosfets que soporten unos 4 A (para el segundo), sin embargo, si tomara el camino de controlarlos por voltaje, ¿tendría que utilizar diferentes voltajes para cada uno? ¿No podría utilizar el mismo voltaje para todos?

Otra pregunta, ¿dónde puedo encontrar el circuito de control de motores unipolares que mencionan mostró Chaly29?

Gracias.

[ESTECA55]

Hola Geo, te recomiendo que te des una pasada por mi Web, ahí encontraras un driver unipolar de 4A con control de corriente.

Te recomiendo que para esos motores un driver con control de corriente y alimentes a todos con una tensión de al menos 30Vdc. Si queres entender bien como funciona el control de corriente y porque se usan esas tensiones mirate este video:

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=20470.0

Saludos

[Geo]

Esteca, muchas gracias por la información, tu página ya está en favoritos y marcada con asterisco de muy útil . Ya voy entendiendo que el control por corriente es mejor, pero uno siempre se empecina en evitarse la construcción de más circuitos (en este caso, una fuente > 30 V que no es cosa tan común ). ¿Cómo ves una de 24?

Nuevamente, gracias .

[ESTECA55]

De nada!

Te va a funcionar con una fuente de 24V, obviamente vas a obtener menos rendimiento que con una de 30 o 35 como la que use en el video, o incluso uso de 40 Con mis drivers bipolares ya que soportan un poco mas de tension.

Igual de lo que depende es de la tensión nominal de las bobinas de los motores, lo ideal es usar unas 10 veces la tensión nominal de los motores, aunque tambien hay quienes usan 20 veces.

Saludos

[Geo]

Ahora me ha surgido otra duda pero con respecto a los proyectos de máquinas ruteadoras CNC en el foro, ¿cuáles son las características que recomendarían para una máquina como las que se han armado aquí? ¿Torque, unipolares/bipolares, etc.?

Esteca, el fresado de la placa del que colocaste video en tu web, ¿lo hiciste con la primera o la segunda versión de tu máquina?
Gracias de nuevo .

[ESTECA55]

Hola, el fresado de la PCB lo hice con la segunda versión, hice algunas pruebas con la primera versión con motores de impresoras, pero tenia perdida de pasos, para solo perforado de placas funcionaba bien.

¿cuáles son las características que recomendarían para una máquina como las que se han armado aquí? ¿Torque, unipolares/bipolares, etc.?

Se a armado una gran diversidad de maquinas, mejor especifica un poco mas que queres, de que tamaño, forma de construcción, material a trabajar, velocidad, y con eso ya es mas fácil recomendarte el torque de un motor.

Respecto a lo e unipolar o bipolar, no es que sea mejor uno u otro, sino que un mimo motor que sea de 8 cables por ende admite ambas configuraciones es mas conveniente usarlo en bipolar porque tiene mas torque, los motores comerciales comúnmente son de 8 cables.

Pero no quita que puedas conseguir un motor unipolar mas potente que uno bipolar, entonces ahí te combine usar el unipolar, otra cosa es que la curva de torque en función de las RPM en los unipolares es mas plana, entonces si bien arranca de un valor mas bajo en algunos motores y obviamente con el driver adecuado se mantiene mas el torque a altas rpm, con lo cual podemos hallar un valor de RPM donde el mismo motor en configuración unipolar tiene mas torque.


Aca tenes un ejemplo de un motor que estoy usando en este momento:



Como veras hay una Gran Diferencia de Torque entre usarlo en unipolar y Bipolar, prácticamente tenes 1 N/m de diferencia, que respecto a los 3.1 en bipolar es mas del 30%.

Después la diferencia entre usarlo en Bipolar Serie o Bipolar Paralelo, radica en la conexión de los pares de bobinas del motor, y ahí se puede jugar con el consumo  del motor, ya que en bipolar serie consume menos corriente, pero el motor queda con una inductancia y una tensión nominal mas grande con lo cual el crecimiento de la corriente  a igual tensión de motor que en bipolar Paralelo va a ser mas lento, necesitarías mas sobredimensión de la fuente para obtener un crecimiento de la corriente igual que en bipolar paralelo y por ende poder alcanzar las mismas PRM.
En cambio en Bipolar Paralelo a consta de un consumo mator tenemos una tensión nominal mejor, al igual que una menor inductancia, con lo cual con una fuente de tensión mas chica ya realcanza la sobredimensión adecuada para obtener un buen rendimiento.

En mi caso esos motores los Uso en Bipolar Paralelo con una fuente de 38VDC.

Saludos

PD: Valla, cuanto que escribí, creo que lo voy a subir a la web también, puede ser muy hutil!

[Geo]

Muchas gracias por la información .

Por ahora estoy trabajando en un mecanismo liviano para posicionamiento en dos ejes, por lo que con motores pequeños espero me baste. Sin embargo, tras ver los otros temas de este foro, me ha entrado la curiosidad y las ganas de armar algo parecido . En un principio tengo pensados un par de aplicaciones: fresado y perforado de placas de circuito impreso, para esto lo que requiero es velocidad, potencia y precisión, pero poco espacio . Dibujado de planos (casas, edificios, etc.), en este caso necesito un área de trabajo mayor, aprox. 1m x 60cm, pero con un requerimiento menor de potencia .

[Geo]

Curiosidad: ¿de dónde sacaste esa fuente?

[ESTECA55]

Curiosidad: ¿de dónde sacaste esa fuente?

Hola, la construyo yo a medida, mando a bobinar un transformador de 27Vac y e unos 11A para tres drivers bipolares de 5A o de 14A para 4 drivers, lo rectifico, coloco un par de capacitores, unos fusibles y listo, ya esta la fuente, al rectificar la alterna de 27Vac queda una tensión en continua de unos 37.8 Vdc.

Para lo los motores no hace falta que sea una fuente regulable, no varia en anda entre usar 36 A 38V por ejemplo que es lo que puede variar una fuente no regulada como esta con el consumo.

Saludos

[ESTECA55]

Aca dejo unas imágenes:





Pronto va a estar disponible el proyecto de la fuente para los drivers en la web.

A modo de adelanto, No van siempre todos los cap electrolíticos, sino que depende de la tensión y corriente de la misma, para este tipo de drivers con control e corriente se recomienda usar una trasnformadar que pueda ser capas de entregar un 70 o 80 % de la suma total de corriente de los motores, y se debe usar un buen banco de capacitores, justamente para proporciona ra los drivers la corrientes instantáneas que demanda el driver al momento de energizar las bobinas.

Saludos

[Geo]

mando a bobinar un transformador de 27Vac y e unos 11A para tres drivers bipolares de 5A o de 14A para 4 drivers

Con eso has resuelto mi duda . A ver si encuentro quién haga eso por aquí, ¿en cuánto te sale un trasnformador de esos?

[ESTECA55]

Hola, unos 50 dolares con dos secundarios, uno de 27Vdc 11A y otro de 12V2A, si lo bobino yo me sale mas o menos 30 dolares o menos, pero ya no tengo tiempo para hacerlos jejeje.

Saludos

[la_res]

• Superior Electric
  Synchronous/Stepping motor
  Type
  M062-BD-8501
  HOLD 100 oz.in.
  Steps 180 per rev.
  3.37 V 2.57 A. DC HZ
  Spec. BM101029 Cont. duty
  65°C rise class B insul.
  8 cables
  

Que tal Geo:
Yo tengo un par de motores como el que mencionas arriba, el Superior Electric.
Me pregunto si ya los echaste a andar... si es así, espero y puedas ayudarme. 
¿Ya identificaste los cables?, ¿Qué circuito usaste?, ¿Cómo lo conecto?
Espero y tangas algo que me sirva, ya que yo no le he encontrado como hacerlos andar... 

[Geo]

Qué tal la_res, pues si, ya eché a andar todos . El que mencionas, lo puedes manejar tanto con driver bipolar como con uno unipolar. Como bipolar sería la forma más adecuada para aprovechar al máximo el motor, aunque unipolar es más sencilla.

Yo hice pruebas con esos motores con un driver unipolar. Los cables los identificas utilizando un multímetro, revisando continuidad encuentras los bobinados comunes.