Sollevatore con martinetto a vite trapezia e motore asincrono: Valutazione su posizionamento preciso

[birkof]

Buongiorno a tutti,

sto valutando la possibilità di creare un sollevatore preciso che utilizza una movimentazione con vite trapezia (UNIMEC TP-407, 1.4mm/giro motore, rendimento 20%) comandata da un motore asincrono (1450rpm, 7.5kW). La corsa del sollevatore sarà di 170mm e potrà sollevare un peso variabile da 400kg da 1400kg. La ripetibilità nel posizionamento alto dovrà essere di max 1mm.

 

Per il controllo, pensavo di utilizzare teleinvertitore e micro alto basso, senza encoder e inverter.

Ho molta paura nella variabilità nella fermata del motore che potrebbe non permettere il rispetto delle ripetibilità nel posizionamento.

 

Cosa ne pensate? Qualcuno ha mai realizzato sistemi simili con precisioni analoghe?

 

Grazie dell'aiuto che mi potrete dare.

Saluti.

Fabri

[Ctec]

Senza riduttore? A 1450rpm fa 24.167 giri al secondo, quindi attaccato diretto il sollevatore fa 33.833 mm/s. Per ottenere arresti precisi 1mm devi quindi avere un arresto in meno di 30ms, te lo sogni con un asincrono senza freno.

Poi, la velocità varierà tra quando sali e quando scendi (gravità), per cui anche in caso di cambio carico, avrai punti di arresto differenti.

Quando ho fatto posizionamenti verticali con castelli di riempimento, si facevano con vite passo 5-6mm e riduttore sul motore, inverter, carico praticamente costante e freno di stazionamento. Mettevo poi un encoder e la precisione era anche sotto il mm, lavorando bene con rampe e frenatura in DC.

[luigi69]

Ciao Fabri

 

4 ore fa, birkof ha scritto:

un sollevatore preciso

 

4 ore fa, birkof ha scritto:

senza encoder e inverter.

 vuoi la botte piena e la moglie ubriaca....

 

Fatto salvo le parole di @Ctec riguardo al discorso riduttore

[batta]

Ti hanno già risposto in due, e mi aggiungo anch'io: come poi pensare di fare un posizionamento preciso senza un feedback di posizione? E senza inverter? E senza riduttore?
Hai fatto i calcoli tenendo conto della velocità del sollevamento? Come si arrivato ad un motore da 7,5 kW?
Se si parla di sollevare un peso di max 1400 kg per una corsa di 170 mm, non credo che questo sollevamento debba essere fatto in mezzo secondo.
Probabilmente puoi usare un motore molto più piccolo con un riduttore.
E, se le posizioni sono solo quelle su micro alto e micro basso, potresti restare nella tolleranza di 1 mm anche senza inverter e senza encoder. Dipende dalla velocità.
Di sicuro, il motore deve avere un freno.
Senza sapere in quanto tempo devi effettuare il movimento, impossibile dare altre risposte. Di sicuro, come l'hai pensato non può funzionare.

[birkof]

Scusate la latitanza ma sono stati rivisti alcuni aspetti e vi vado ad aggiungere alcuni dettagli.

Il riduttore c'è e ha rapporto 1 a 10.

La corsa è di 180mm e si dovrebbe coprire in circa 11s.

La vite è trapezia con un rendimento bassissimo, tipo 20%, ed è irreversibile: il motore si ferma di colpo una volta tolta potenza.

La ripetibilità ammessa è di 1-2mm e solo nel punto superiore (in basso non è importante).

Il micro balluff con ripetibilità 0.1mm, teleruttore con tempo di scambio < 30ms.

 

Grazie per i commenti che potrete aggiungere.

Saluti. 

 

[Livio Orsini]

Vista la precisione richiesta è possibile il posizionamento ad anello aperto con comando a contattore elettromeccanico.

[batta]

Con riduttore 1/10 e passo vite 1,4 mm, la velocità sarà di circa 3.5 mm/s.
Soprattutto in salita, l'arresto sarà quasi istantaneo, e direi che dovresti rimanere abbondantemente nella tolleranza richiesta, anche perché quello che conta è la ripetibilità.

Lo spostamento di 180 mm verrà fatto in circa 6 secondi.

Rimango sempre perplesso sulla taglia del motore. 1400 kg ad una velocità di 3,5 mm/s significa una potenza di circa 50W.
La vite ha un rendimento molto basso, d'accordo, e magari sarà basso anche il rendimento del riduttore. Con rendimento 0.2 della vite ed un ipotetico 0.3 del riduttore, arriviamo ad un rendimento globale di 0.06. Significa che i 50 W finali dovranno essere circa 800 a monte del riduttore. Poi si deve tener conto di coppia di spunto ed accelerazioni ma, a mio avviso, con un 2,2 kW ce la dovresti fare alla grande. I 7,5 kW (se sono rimasti invariati) mi sembrano davvero troppi.

[luigi69]

scusate , non ho capito una cosa , oppure mi sfugge :

 

Il 25/1/2024 alle 14:21 , birkof ha scritto:

La corsa del sollevatore sarà di 170mm e potrà sollevare un peso variabile da 400kg da 1400kg. La ripetibilità nel posizionamento alto dovrà essere di max 1mm.

 

Per il controllo, pensavo di utilizzare teleinvertitore e micro alto basso, senza encoder e inverter.

Ho molta paura nella variabilità nella fermata del motore che potrebbe non permettere il rispetto delle ripetibilità nel posizionamento.

ma la cora sarà SEMPRE di 170 mm , oppure la corsa massima ?

quindi intendevi la ripetibilità di 1 mm nel caso venga richiesta la corsa, esempio , solo di 100 mm ?

 

 

[roberto8303]

impossibile stare nel millimetro non funzionera

 

[Livio Orsini]

13 ore fa, roberto8303 ha scritto:

impossibile stare nel millimetro non funzionera

 

 

Con quei rapporti e quel tipo di trasmissione ilmotore si ferma istantaneamente, specialmente in salita.

Se regola bene il sensore la tolleranzadi +/- 0,1mm del sensore è garantita. Poi è solo questione della catena di comando sensore motore: un relè ed un contattore. Il tempo di ritardo è <=100ms, tempo che con quella velocità permette sicuramente di stare entro 1mm di tolleranza.

Non è il massimo della precisione ma, se i dati sono uelli comunicati, riesce a rispettarla.

[birkof]

Ciao a tutti,

grazie delle risposte dettagliate e precise. 

Alcune precisazioni:

- Potenza di 7.5kW eccessiva: Verifico nel datasheet ma mi pare di ricordare che questo motore avesse la coppia di spunto sufficiente per muovere il carico. Potenze più basse avevano una coppia troppo al limite.

- La corsa sarà sempre di 180mm. Non sono previste "tappe intermedie".

- Rettifico: 0.7mm/giro motore (vite passo 7mm). Scusate ma non avevo aggiornato il valore nell'ultima risposta.

 

Il sistema sta per arrivare. Vi aggiornerò su prestazioni e problematiche appena possibile.

 

Grazie ancora.

Saluti

[batta]

21 minuti fa, birkof ha scritto:

- Rettifico: 0.7mm/giro motore (vite passo 7mm). Scusate ma non avevo aggiornato il valore nell'ultima risposta.

Rettifica non da poco!
Le considerazioni precedenti sono state fatte con rapporto riduzione 1/10 e passo vite 1,4 mm, ovvero 0,14 mm per giro motore. Ora tu passi a 0,7 mm per giro motore, esattamente 5 volte tanto!
Significa che la velocità non sarà di 3,5 mm/s, ma di 17,5 mm/s! Significa che i 180 mm non li farai in circa 6 secondi, ma in circa 1 secondo!
Significa che un ipotetico ritardo di 100 ms si traduce in uno spostamento di quasi 2 mm!
Significa che avrai un carico che si muove ad una velocità inutilmente elevata! Significa che non riuscirai più ad avere la precisione richiesta!
E significa che tutto il sistema non è stato dimensionato correttamente, ma è solo un accrocchio ottenuto buttando lì cose a caso.

[Livio Orsini]

Altre ai rilievi espressi da Batta, che condivido in toto, aggiungo: sei sicuro che il sistema riesca ad accelerare senza andare in limite di corrente?