Genaue Ansteuerung einer Schlauchpumpe

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Hallo

wir sind eine Gruppe Maschinenbaustudenten in Norwegen. Fuer einen Auftraggeber entwickeln wir einen Automaten. In diesem Automat benutzen wir Schlauchpumpen die wir mit Schrittmotoren antreiben wollen.
Es handelt sich dabei um mengen von 0,1ml bis 250ml, mit einer toleranz +/- 5 mikroliter die von der pumpe gefoerdert werden muessen. Zeit spielt keine grosse Rolle.

Abgesehen vom Drehmoment, welche Angaben benoetigen Sie um den Schrittmotor zu dimensionieren?

Besonders interessiert sind wir an der dimensionierung der Steuerung des Motor`s da wir die gefoerdete Menge eben nur ueber die ansteuerung des Motor`s kontrolieren koennen. Welche Schrittaufloesung koennen wir mit Ihren Motoren erreichen? (Fuelltoleranz +/- 5 mikroliter!!).

[TRINAMIC_BD]

Hallo,
für die Auslegung des Antriebs ist vorerst der Schlauchdurchmesser entscheidend, sowie das benötigte Drehmoment. Bei der hohen Präzisionsanforderung empfiehlt sich die Verwendung eines Feedback (Sensor). Ein sensoStep-PANdrive wie das PD-1161 wäre eine recht kompakte Variante - die Positionsauflösung der Ansteuerung beträgt 1/51200 Umdrehung. Bei entsprechender Last (Reibung und Losreißmoment) reduziert sich die tatsächlich erzielbare Genauigkeit auf vielleicht 1000 bis 5000 Schritten je Umdrehung. Die Positionsmessung hat eine Auflösung von 1/1000 Umdrehung, ist aber normalerweise nur als Kontrolle gegen mech. Blockieren erforderlich. Bei einem Schlauchinnendurchmesser von bspw. 2mm bei einem Radius von 2cm wäre das Volumen je Umdrehung V=2*PI*0,02m*PI*0,001²m²=126mm*3mm²=378mm³.
Mit 5000 Schritten je Umdrehung wäre die Genauigkeit also etwa 0,1mm³.

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Hallo,
vielen Dank für Ihre Prompte Antwort.Wir haben jetzt die notwendige Motorleistung für unsere Pumpe berechnet, o,5 Nm. Für unseren Automaten brauchen wir 6 Motoren für die Pumpen (eventuell soll die Maschine später mit 6 weiteren Pumpen aufgerüstet werden) und zwei weitere für den Antrieb der Linearachsen, da liegen wir bei rund 1Nm
Wir haben uns für 6*QSH4218-10-049 und jeweils 1 QSH18-51-28-101 und QSH 18-56-28-126 entschieden.
Für 8 Motoren könnten wir 2 Ihrer IKS-45S Stepper Motor Controller, verwenden . Was wir in diesem zusammenhang brauchen könnten,wäre eine Argumentationshilfe für unseren Rapport, warum sich diese Steuerung sich von anderen abhebt, das gleiche wäre wünschenswert für die Motoren.
Mit welcher Firmware können wir diese Module ansteuern. Sie schreiben: „Wenn mehr als zwei Achsen angesteuert werden sollen, muss eine spezielle Controller-Firmware für das TMCM-301 verwendet werden (z.B. V4.16 von Mocontronic).“ Leider finden dies nicht auf Ihrer Webside.Welche Alternativen gibt es Ihrer meinung nach für die Ansteuerung?
Dringend brauchen wir Info über die Positionsauflösung der Ansteuerung. Wie schon in der ersten Post gesagt benötigen wir bei den Pumpen eine Toleranz von +/- 5mikroliter, und in den Achsen eine Positioniergenauigkeit von 0,1mm. Ist das mit der IKS-45S zu schaffen? Wie berechnen wir die theoretische und tatsächlich erzielbare Genauigkeit-Schrittauflösung bei der IKS-45S?
Gibt es für Motor und Steuerung Montageanweisungen-Elektroseitig und Schaltpläne? Idealerweise in Autocad. Gibt es I/O Listen? Unser Problem ist das wir alles in einer Reihenklemmung anbringen müssen und uns ist noch nicht richtig klar wie das aussehen kann.
Darüber hinaus haben wir in den Linearführungen je 2 Endschalter und einen Referanseschalter. Für 2 der Pumpen soll eine mechanische Klemmung der Schläuche angebracht werden, möglichst mit E-Hubmagnet. Eine Signallampe bei Fertig. Was würden Sie vorschlagen um dieses Steuerungstechnisch in den Griff zu bekommen.
Wir hoffen das wir Ihre Zeit nicht überbeanspruchen und sagen im voraus vielen Dank für Ihre Hilfe.
mit freundlichen Gruessen
Wiesner

[Olav Kahlbaum (TRINAMIC)]

Die IKS-45 ist eine Steuerung der Firma Mocontronic (http://www.mocontronic.de), die aus unseren Modulen und einem speziellen Baseboard von Mocontronic aufgebaut ist. Es ist jedoch keine alternative Firmware notwendig, um mehrere Achsen ansteuern zu können. Nur für das Fahren von Bahnkurven (wie für CNC oder HPGL-Interpreter notwendig) wird eine alternative Firmware von Mocontronic angeboten.
Die IKS-45 ist jedoch schon etwas veraltet. Es gibt von uns eine ganze Reihe neuer Steuerungen, welche für Ihre Anwendung sehr viel besser geeignet sind.

Für die sech QSH4218-Motoren wäre das neue TMCM-6110 zu empfehlen. Für die beiden QSH5718-Motoren ist das neue TMCM-1161 zu empfehlen. Dieses gibt es als PD57-2-1161 auch bereits fertig auf einen QSH5718-51-28-101-Motor montiert bzw. kann als TMCM-1161 auch auf den QSH5718-56-28-126 montiert werden.
Beide Module zeichnen sich durch folgende Dinge aus:
-coolStep (der Motor kann immer mit nur so viel Strom betrieben werden, wie gerade notwendig - er erwärmt sich also weniger)
-stallGuard2 (sehr fein abgestufte Erkennung von Blockierungen)
-256 Mikroschritte pro Vollschritt (also deutlich höhere Genauigkeit)

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vielen dank für ihre hilfe,
und wir bräuchten gerne auch weiterhin ünterstützung von ihnen.
für eine prompte antwort wären wir sehr dankbar weil der abgabetermin für unsere abschlussarbeit gefährlich nahe ist.

wir haben entgegen ihrem rat versucht unsere maschine mit 2 IKS-45S zu dimensjonieren

hat nicht geklappt weil
1) das Cad-model mit der zeichnung/foto auf der pdf nicht übereinstimmt
2) weder das eine oder andere mit der produktbeschreibung übereinstimmt
das können wir so nicht abliefern.

wir versuchen jetzt 1x TMCM-6110 für die 6 QSH4218-Motoren und 1x IKS-35S für den QSH5718-51-28-101 und QSH5718-56-28-126 motor.

Allerdings kann es knapp werden mit I/O möglichkeiten, wir sind noch nicht ganz durch sind mit unserer liste
deshalb ein paar fragen dazu:
die 2 analogen I/O auf der TMCM-6110 können die auch digital genutzt werden?

wir haben ausserdem das problem das beide steuerungskarten miteinander kommunisieren sollen und dachten das wir das vielleicht am besten mit einem USB-Hub machen der an am PC angeschlossen wird. Ist das ihrer meinung nach möglich? Haben wir richtig verstanden (unter kap. 4.5.3 USB_TMCM-6110) das die karte bei USB-schnitt nicht vom PC gefahren wird, sondern das wir das programm auf die karte laden müssen?
wie schaffen wir es trotzdem das TMCM-6110 und IKS-35S miteinander reden können?
was können sie da empfehlen?

die TMCM-6110 liefert 24V, der QSH4218-10-049 ist jedoch für 48V ausgelegt. haben wir da einen leitungsverlust was die 0,49 Nm betrifft. wir haben versucht uns durch die verschiedenen tabellen durchzukämpfen, sind aber unsicher ob wir am ende wirklich 0,49 Nm geliefert bekommen.
könnten sie uns da weiterhelfen?

weiterhin bräuchten wir dringend info über die maksimale geschwindigkeit der motoren
v maks [m/min] für
QSH4218-10-049
QSH5718-51-28-101
QSH5718-56-28-126
wie können wir das berechnen?

im voraus vielen dank für ihre bemühungen
mit freundlichen grüssen aus norwegen
hive
ps: wir haben jetzt auch eine kundennummer von der firma in berlin welche den automaten bauen wird und können diese auch gerne angeben falls erforderlich.

[Olav Kahlbaum (TRINAMIC)]

1) Die zwei analogen Eingänge können Sie auch digital nutzen, indem Sie z.B. mit einem Schwellwert vergleichen und dann ein Überschreiten des Schwellwertes als '1' und ein Unterschreiten als '0' interpretieren.

2) Sie haben bei allen Schnittstellen (also auch bei USB) sowohl die Möglichkeit, das Modul über Befehle im Direktmodus zu steuern als auch ein TMCL-Programm auf die Karte zu laden. Auch ein Mischbetrieb aus Direktmodus und TMCL-Programm auf dem Modul ist über alle Schnittstellen möglich (bei allen unseren Modulen).

3) Direkte Kommunikation zwischen den Modulen über die Schnittstellen ist mit TMCL nicht möglich. Höchstens über die digitalen Ein- und Ausgänge.

4) Bei einem Schrittmotor kommt es hauptsächlich auf den Strom und nicht auf die Spannung an, damit der Motor das gewünchte Drehmoment liefert. Die max. 24V beim TMCM-6110 sind also kein Problem.

Wenn das Gerät in Berlin gebaut werden soll: die Firma Mocontronic sitzt auch in Berlin, diese sollte Ihnen auch mit den neuen Modulen helfen können.

[TRINAMIC_BD]

Zum Drehmoment: Dieses sinkt mit steigender Drehzahl leicht ab, bzw. oberhalb einer gewissen Grenze (typisch bei 5-10RPS, die Grenzdrehzahl ist proportional abhängig von der Versorgungsspannung) ist der Abfall des Drehmoments größer. Sie finden beispielhafte Drehmomentkurven für die jeweiligen Motoren beispielsweise in den PD-140 Unterlagen.