Pleiten, Pech und Pannen oder wie testet man einen Schrittmotor

  • Moin,


    heute mal etwas ganz anderes von mir und zwar zu Thema Pleiten, Pech und Pannen. Oder, wie testet man einen Schrittmotor.


    Auch für die jenigen, welche mal testen wollen, was die Fräse wirklich bringt oder ob sie sauber läuft, könnte es interessant werden.


    Aber zuerst ein Video:


    Das Schlimme an diesen Fehler ist, daß er nur in einem ganz schmalen Geschwindigkeitsband nachweisbar ist. Zwischen 75 und 78mm/s auf meiner Fräse.

    Das entspricht 7,5 bis 7,8 Umdrehungen pro Sekunde oder 450 bis 468 Umdrehungen pro Minute.


    Unterhalb und oberhalb dieses Bereiches läuft der Motor ganz normal. Na ja, nicht so ganz, denn bei 900 Umdrehungen pro Minute stoppt er auch nochmal.

    Da, wie man sieht. der Motor eine Wellenkupplung besitz, die die Lager des Motors vor axialer Belastung schützen sollen, aber sowohl Motorlager als auch das Festlager der Kugelumlaufspindel defekt sind, muss die ganze Mechanik raus. :cursing:


    Damit ich diesen Fehler nachweisen konnte, hab ich ein kleines G-Code-Programm geschrieben, was ich hiermit allen Geschwindigkeitstestern zur Verfügung stelle.


    Geschwindigkeitstest.zip


    Das Programm macht bei mir und meinen Einstellungen in meinem Steuerprogramm 40 Umdrehungen. Je nach Einstellung im Steuerprogramm kann das mehr oder weniger sein. Gefahren wird laut den Vorgaben im G-Code 400mm auf der X-Achse mit steigenden Geschwindigkeiten von 1mm/s bis 250mm/s.


    Achtung! Auf Steuerprogrammen, die die Geschwindigkeitsangaben im G-Code nicht mit mm/s interprerieren müssen die Geschwindigkeitsangaben geändert werden.



    Viel Spass mit dem Testprogramm.

    sswjs, aka Jens

    PS: Und ich zerleg erstmal meine Fräse.

  • Hi sswjs,


    hast du das Problem eigentlich in den Griff bekommen? Würde mich interessieren, woran es genau gelegen hat; an Schrittmotoren kann ja bis auf die Lager nicht viel kapputt gehen...

    Und weswegen war dein Festlager defekt?


    Hoffentlich haben dir die Teile lange und gute Dienste geleistet, bevor der Fehler auftrat.


    Gruß

    Schallbert


    PS: Schicke Vakuumanlage :) Wenn ich irgendwann mal nicht mehr ganz so grün hinter den Ohren bin, werde ich auch mal über sowas nachdenken...

  • Moin,

    hast du das Problem eigentlich in den Griff bekommen?

    ja. Mit einem neuen Schrittmotor.

    Würde mich interessieren, woran es genau gelegen hat; an Schrittmotoren kann ja bis auf die Lager nicht viel kapputt gehen...

    Woran es wirklich liegt, weiß ich immer noch nicht. Ich vermute immer noch, daß das vordere Lager defekt ist. Ich würd ihn ja gerne reparieren aber ich hab dazu im Moment leider keine Zeit.

    Und weswegen war dein Festlager defekt?

    Da ist die Flüssigkeit von der Minimalmengenschmierung und Aluspäne eingedrungen. Der Vorbesitzer muss die Maschine regelrecht darin gebadet haben... :cursing:


    Ich hab nun alles(!) was sich an meiner Y-Achse bewegen kann getauscht. Also Laufwagen, Kugelumlaufmutter, Kugelumlaufspindel, Festlager, Wellenkupplung und Schrittmotor. Ich hab überall Aluspäne drin gefunden.


    Schicke Vakuumanlage

    Danke, der Vakuumtisch ist sogar meine eigene Erfindung. ;)



    sswjs, aka Jens

  • Ich vermute immer noch, daß das vordere Lager defekt ist. Ich würd ihn ja gerne reparieren aber ich hab dazu im Moment leider keine Zeit.

    Bestimmt findest du dort Schmiermittel und Aluspäne ;)


    Danke für die ausführliche Antwort!

  • :/ Aber warum nur bei einer bestimmten Drehzahl des Motors? Hochlaufen tut er ja, aber dann bleibt er plötzlich hängen obwohl die Endstufe die Pulse weiter rausgibt. Beim Bremsen dann dreht er ja auch wieder. Kann man die Achse noch von Hand bewegen, wenn man ihm den Saft nimmt, sobald der festklemmt?


    Ein Mysterium.


    Gruß Schallbert

  • Moin,

    :/ Aber warum nur bei einer bestimmten Drehzahl des Motors?

    tja, das ist DIE Frage. Es gibt zwei Möglichkeiten: Lager klemmt tatsächlich oder kalte Lötstelle.


    Das Lager wäre die einfachste Möglichkeit, aber...


    Ich tipp sogar auf beides, einmal das Lager und eine kalte Lötstelle, bzw. eine unzureichende elektrische Verbindung.


    Ich hab erst mal meine Drehmaschine umgerüstet und den Motor draufgespannt. Mal sehen wie ich jetzt die Schrauben aufbekomme.

    Wann das wird, da hab ich keine Ahnung, meine Frau ist Ukrainerin und da steht jetzt alles Kopf...:cursing:



    sswjs, aka Jens

  • einmal das Lager und eine kalte Lötstelle, bzw. eine unzureichende elektrische Verbindung.

    Ich halte ersteres für deutlich wahrscheinlicher. Welche Drehzahl fährst du? Die Motoren verlieren bei höherer Drehzahl zunehmend an Drehmoment, sodass sie, wenn sie schnell laufen, eher mal Schritte verlieren. Da der Motor noch brummt, wenn er steht (und nicht wie bei einer kalten Lötstelle üblich gar nix mehr macht - wobei das genau der Fall wäre, wenn ein Kanal flöten geht), sieht es für mich so aus, als würde sich das "Drehfeld" was über die Endstufen und die abwechselnde Ansteuerung A und B der beiden Kanäle des Motors erzeugt wird, einfach über die Pole wegbewegen, sodass kaum Wiederanlaufmoment erzeugt wird und er folglich hängen bleibt. Beim Drehstrom-Asynchronmotor würde man sagen "der Kippunkt ist überschritten", "der Schlupf geht gegen unendlich". Folglich müsste jetzt auch die Stromaufnahme des Motors zurück gehen. Sobald jetzt schließlich die Drehzahl verringert wird, ist es für die Pole wieder leichter, dem Drehfeld zu folgen, das Moment steigt an und irgendwann "fängt" er sich wieder.


    Lange Rede, kurzer Sinn: Ich tippe auf einen Lagerproblem, sodass die Motorachse schwergängig zu drehen sein sollte.


    Zumindest für mich klingt das logisch, ist aber nur eine Spekulation ins Blaue ;)


    Schöne Grüße

    Schallbert

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    Einmal editiert, zuletzt von Schallbert ()

  • Moin,

    Lange Rede, kurzer Sinn: Ich tippe auf einen Lagerproblem, sodass die Motorachse schwergängig zu drehen sein sollte.

    ja, ich habe einen Punkt, da hängt der Motor tatsächlich.


    Was noch zu erwähnen wäre:


    Der Hersteller gibt 130mm/s als Maximalvorschub an. Kurz umgerechnet 8,1m/min. Produktbeschreibung 10m/min...


    Umgrechnet auf die Motorendrehzahl sind das 13 Umdrehungen/s. Der Stopper taucht sich aber bei 7 bis 8 Umdrehungen/s auf.

    Doofsinniger weise trifft das noch die Fräsgeschwindigkeit...


    Ach ja, zu Kontaktproblemen, die hatte ich auch schon bei High-Z nach der Reparatur beim Hersteller. 30min konnte ich super Fräsen, dannach hatten die Motoren Aussetzer...

    Ursache: Die hatten die Litze(!) mit Telefonquetschverbindern verbunden und nach 30 Minuten waren die so heiß, daß die Chips verückt spielten. Das kostete mich 3 Monate Fehlersuche und CNC-Step eine neu Steuerung, mir war ich Chip der X-Achse abgeraucht...


    Die von mir eingesetzen Wago-Klemmen dann haben das Problem restlos beseitigt. ;)


    Die kaputte Steuerung ist, wie ich schon mehrfach erwähnt hatte, jetzt an meiner Sorotec dran. Die hat halt nur einen X-Achsen-Motor.

    Mal sehen, ob ich die Videos noch finde, welche ich CNC-Step damal geschickt hatte.



    sswjs, aka Jens

  • Moin,


    Und damit bist zufrieden?

    Ja. Die Motoren haben mehr Durchzug als bei Zero2 und sind leiser. Einzig das ich jetzt 2000 statt 1600 Impuls pro Umdrehung hab, hat mich näher an die Grenzfrequenz gebacht. Aber da die Mechanik nur max. 50mm/s zuläßt, ist das egal.



    sswjs, aka Jens

  • Moin,


    so, falls es noch jemand interessiert, was mit dem Schrittmotor ist: Er hat einen Windungsschluß.


    Ich habe ihn mal vorsichtig geöffnet und dabei Beschädigungen an der Isolation der Kupferlackdrahtes gefunden. Da die 4 Schrauben sehr leicht herauszudrehen waren, ist meine Vermutung, daß der Motor schon mal geöffnet worden ist.


    Die Beschädigungen am Kupferlackdraht sind aber sehr alt, so daß ich vermute, daß sie schon bei der Produktion passiert sind. Zumal sie sogar spiegelbildlich an 2 gegenüber liegenden Spulen zu sehen sind.


    Damit ist der Motor Schrott.



    sswjs, aka Jens

  • Falls noch wer mal einen Stepper öffnen will:
    Nach Herausziehen des Rotos ist dieser irreparabel defekt.

    Um einen Stepper korrekt demontieren zu können, muss man einen Eisenring benutzen, in den man den Rotor hineinschiebt/zieht, damit der Magnetfluß nicht unterbrochen wird. Macht man das nicht, hat der Motor keine Leistung mehr und "rutscht" dann bei höheren Drehzahlen durch. Er läuft auch nicht mehr sauber.


    Also, wenn man nicht das passende Werkzeug/Hilfsmittel hat, niemals öffnen...


    LG,
    Ingolf

  • Moin,


    Nach Herausziehen des Rotors ist dieser irreparabel defekt.

    genau so ist es. Deshalb habe ich das auch auf meiner Drehmaschine gemacht und den Rotor mit seinem Blechpaket fixiert, so das ich nur die Lagerschalen abziehen konnte.


    Aber wie ich schon schrieb, war eh alles zu spät...:rolleyes:


    sswjs, aka Jens

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