大家讨论一下普通丝杆如何消除螺母轴向运动的间隙吧

gestapo · 发表于 2006-8-8 20:41

楼上的好好看看资料吧，材料的延展性等这些国标的材料手册里都查得到，没有别的意思啊，纯属讨论

刚来的 · 发表于 2006-8-9 04:07

搞不好钢丝绳和轮之间会有滑动啊。用在绘图仪上或许可以，受力小啊，用在雕刻机上就不一定行啊。

刚来的 · 发表于 2006-8-9 04:14

涡轮、蜗杆可以参考双齿轮错齿减隙原理，考虑用双片涡轮加弹簧，使其产生剪切力减隙。

[ 本帖最后由刚来的于 2006-8-9 04:19 编辑 ]

刚来的 · 发表于 2006-8-9 04:35

柔性调整法
概念：是指调整之后齿侧间隙可以自动补偿的调整方法。
种类：双齿轮错齿式、压力弹簧式、碟形弹簧式
双齿轮错齿式
套装结构拉簧式双薄片直齿轮相对回转调整齿槽间隙
压力弹簧式
套装结构压簧式内外圈式锥齿轮相对回转调整齿槽间隙
碟形弹簧式
碟形弹簧式双薄片斜齿轮轴向移动调整齿槽间隙

fang · 发表于 2006-8-9 11:20

用弹簧消除间隙，难点是怎样确定弹簧力度，小了进刀时，受力会有位移，达不到消除间隙的目的，大了摩擦力磨损影响零件寿命，而且也要加大驱动电机．

夜鹰 · 发表于 2006-8-9 23:48

原帖由 gestapo 于 2006-8-8 20:41 发表
楼上的好好看看资料吧，材料的延展性等这些国标的材料手册里都查得到，没有别的意思啊，纯属讨论

是啊，就是在讨论啊，但要灵活运用一点。任何材料都有延展性，我们能做的只是尽量的取舍，自制雕刻机的步进马达输出的扭力不会让“延展性”表现出来的，也就是说“延展性”所导致的误差是可以忽略的。相比之下，刀具或运动部件之间的误差不见得就比延展性导致的误差小。再退一步说，钢丝绳不是就那么一种规格的，有粗有细，可以选择嘛，但它的低成本和自制简易成度是有目共睹的。

[ 本帖最后由夜鹰于 2006-8-9 23:51 编辑 ]

刚来的 · 发表于 2006-8-10 09:37

感觉这种钢丝绳结构更好些。

rainyss · 发表于 2006-8-10 12:47

我见过老式硬盘/软驱里的磁头电机用的是钢带,虽然宽度比钢丝直径大多了,但也很溥很溥,说明用钢丝也是可行的.

不过仍有一个问题要解决,钢丝如果固定在轮上,行程受到转轮直径的限制,不固定,会打滑.所以钢丝方案也不是理想方案.

夜鹰 · 发表于 2006-8-12 00:07

“行程受到转轮直径的限制,不固定,会打滑.所以钢丝方案也不是理想方案.”

钢丝绳可以用到X、Y、Z轴，“行程”与转轮直径大小的关系相对于螺杆的螺距概念是相似的，最终可以在软件中整和成适合实际雕刻机X、Y、Z轴尺寸的“行程”。

钢丝绳的固定很简单：两端固定在机架上，对折的中心可用一螺钉固定在转轮边缘上，（在转轮上左右对称绕几圈），绝对不会打滑！除非步进电机带不动。类同于自行车、电动自行车、摩托车的刹车线足已！

夜鹰 · 发表于 2006-8-12 00:10

原帖由 fang 于 2006-8-9 11:20 发表
用弹簧消除间隙，难点是怎样确定弹簧力度，小了进刀时，受力会有位移，达不到消除间隙的目的，大了摩擦力磨损影响零件寿命，而且也要加大驱动电机．

与其选择特定弹簧，不如改用钢丝绳，节约螺杆的成本。

刚来的 · 发表于 2006-8-12 19:09

两端固定在机架上，对折的中心可用一螺钉固定在转轮边缘上

三点固定还能动吗？搞不懂了。
:em22:

刚来的 · 发表于 2006-8-12 19:30

明白你意思了，但是中间转轮就不是绕几圈了，要绕一个行程的长度啊。

夜鹰 · 发表于 2006-8-12 23:59

对，根据行程计算，行程500mm：绕四圈的话，主动轮直径40mm左右，与步进电机的直径相仿，如果绕6圈，主动轮直径不到30mm，500mm行程的雕刻机体积很大了！

刚来的 · 发表于 2006-8-13 12:22

原帖由夜鹰于 2006-8-12 23:59 发表
对，根据行程计算，行程500mm：绕四圈的话，主动轮直径40mm左右，与步进电机的直径相仿，如果绕6圈，主动轮直径不到30mm，500mm行程的雕刻机体积很大了！

你还要考虑导程啊，一般常用滚珠丝杠的导程在4-5MM，也就是说步进电机转一圈丝杠螺母移动4-5MM。这种结构是电机转一圈，视轮的大小，要完成94.2或125.6MM的位移啊。这种情况下要选多大扭力的步进电机才能胜任啊。再有就是驱动的细分问题，必须有高细分数的步进驱动器才行啊。

[ 本帖最后由刚来的于 2006-8-13 12:24 编辑 ]

gestapo · 发表于 2006-8-13 22:12

原帖由 刚来的 于 2006-8-10 09:37 发表
感觉这种钢丝绳结构更好些。

感觉还是丝杆的好！这种虽然可行，但成本也不低啊，一根1000X20X4的碳钢丝杆才多少钱？制作安装会比丝杆方便？我怀疑啊，如果丝杆的消隙低成本可行的话我还是选丝杆

刚来的 · 发表于 2006-8-13 22:29

新的1XXX啊。
做个参考啊
http://www.free-trade.com.cn/comtop_price.asp

[ 本帖最后由刚来的于 2006-8-13 22:31 编辑 ]

夜鹰 · 发表于 2006-8-14 00:04

呵呵，好用的钱贵，便宜的麻烦，所以想自制设备取舍是不可避免的。钢丝绳代替丝杆，是个可行方案，但我并不认为钢丝绳是最好的方案，讨论嘛。

“你还要考虑导程啊，一般常用滚珠丝杠的导程在4-5MM，也就是说步进电机转一圈丝杠螺母移动4-5MM。这种结构是电机转一圈，视轮的大小，要完成94.2或125.6MM的位移啊。这种情况下要选多大扭力的步进电机才能胜任啊。再有就是驱动的细分问题，必须有高细分数的步进驱动器才行啊。”

你说的情况实际上是丝杆的弱点，需要细分是因为导程大，导致精度下降。而使用钢丝绳，经过减速齿轮增大扭力，本身就是个细分过程，甚至可不用细分驱动器。

刚来的 · 发表于 2006-8-14 03:12

你说的情况实际上是丝杆的弱点，需要细分是因为导程大，导致精度下降。而使用钢丝绳，经过减速齿轮增大扭力，本身就是个细分过程，甚至可不用细分驱动器。

概念没搞清楚啊。
细分并不能改变精度，也不能改变丝杠的导程，并不是细分越高导程越小，精度越高啊。丝杠的导程是固定不变的，导程和精度也是没有任何联系的。精度是由步进电机和滚珠丝杠的生产工艺决定的。导程的大小和细分并不影响精度。那么为什么要细分呢？实际上细分和小导程的丝杠是提高了系统的分辨率，就好比我们用的尺子的刻度。假设我们用两把尺子量一个2厘米长的物体，一把尺子的最小刻度是厘米，另一把尺子的刻度是毫米，两把尺子都可以量出是2厘米，精度都是很高的。但是用这两把尺子量一个2.3厘米长度的物体，只有厘米刻度的尺子就要约等于。这是分辨率决定的，并不是他的精度不高。我们一般用两相的步进电机的步距角是1.8度。换到丝杠位移上就是电机每旋转1周是360/1.8=200步，（假设用导程4mm的丝杠）就是4÷200=0.02mm，也就是步进电机每步带动丝杠螺母移动0.02mm，也就是说分辨率是0.02mm，这叫整步驱动；如果采用半步驱动，步距角就是0.9度。分辨率就是0.01mm。
那我为什么说你的设想要用高细分呢？因为如果按照你预计轮的大小为30mm的话，周长是94.2mm，也就是步进电机转1圈的位移是94.2mm，分辨率=94.2/每圈的步数，用整步驱动的分辨率是0.471mm，用半步驱动分辨率是0.2355mm。和滚珠丝杠比较，这么低的分辨率不用高细分怎么行呢。
齿轮减速最好不用，由于齿轮齿隙造成误差不说大家也明白的，而且它是累积误差，一个行程下来的误差会很大。如果有高细分驱动器的玩家倒可以试试这种方法。把细分数设置到25以上，每圈电机步数达到5000以上或许可行啊。

[ 本帖最后由刚来的于 2006-8-14 03:27 编辑 ]

夜鹰 · 发表于 2006-8-14 21:38

您对丝杆与步进电机的驱动原理分析的很正确，概念交代的很清楚。但对用钢丝绳的驱动没有更细一些的分析，您讲的是用步进电机直接驱动直径为30mm的轮子，您又建议不使用齿轮，至于齿轮的精度问题我们先不讲，就说分辨率。（而且也不象您讲的误差那么大，机械手表用的就是齿轮，那可是日积月累），即使有象您讲的工艺上的误差，我们还可以使用同步皮带进行减速，变比8：1，这个不难实现吧，电机1圈200步，轮子转一圈需要5000步，94.2÷5000=0.018mm，这是使用整步驱动，那半步驱动就是0.009mm，分辨率不比丝杆的差。

fang · 发表于 2006-8-14 22:32

钢丝受力后的延伸就可能达到０．１mm，即保证精度，又价格便宜的方案，应当是特富龙塑料做的双螺母结构配普通丝杠．
相对便宜的轧制滚珠丝杠，精度也是０．１mm．

[ 本帖最后由 fang 于 2006-8-14 22:34 编辑 ]

大家讨论一下普通丝杆如何消除螺母轴向运动的间隙吧

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