Spindel sucht Umrichter

Die Hochfrequenz-Spindel in meinem CNC-Fräser benötigt zum Betrieb einen Hochfrequenz-Umrichter. Ein neues Gerät kommt nicht in Frage, denn der Preis für ein solches FU 07-00T 08A60 liegt bei 1529,80€, für mich derzeit nicht bezahlbar. Zu diesem Preis denke ich außerdem, lohnt es sich ein Open Hardware-Gerät zu entwickeln. Hier wurde auch bereits alles Wesentliche dafür entwickelt:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation

Mal sehen, in meiner Spindel, einer Alfred Jäger 33-1 W02, sind drei Spulen in Sternschaltung verbaut. Zwischen den drei Kontakten der Spindel lässt sich ein Widerstand von 0,6 Ohm und eine Induktivität von 0,42 mH messen. Die anzulegende Spannung kann laut Umrichter-Datenblatt zwischen 0-36V variiert werden. Die Höhe der Spannung bestimmt die mit der Spindel auf das Werkstück ausübbare Kraft. 24V sind bestimmt ein guter Ausgangspunkt. Die Frequenz der Schritte bestimmt die Umdrehungszahl der Spindel, da bei jedem Schritt der Rotor in die von den Spulen begünstigte Position dreht. Die Frequenz kann mit dem obigen Umrichter zwischen 0-1 kHz variiert werden, liegt jedoch nicht selten höher (12 kHz). Je höher die Frequenz, desto weniger Verlustströme sind zu erwarten, da die Spulen jeweils nur kurz angeschaltet werden.

Wie diese Abhandlung auf S.63 (PDF S.79; Kapitel 2: Frequenzumrichter) erklärt, lautet die Sequenz der Ansteuerung UV, VW, WU, UV, …, d.h. dass bei jedem Schritt eine Leitung +, eine – und eine isoliert ist.

Alle drei Spulen müssen in zwei Richtungen ansteuerbar sein, es sind also drei halbe H-Brücken zum Betrieb erforderlich. Diese müssen dem Maximalstrom durch die Spulen standhalten, denn der entsteht spätestens, wenn der Bohrkopf stecken bleibt und sicherlich schon vorher (versehentlich) bei der Entwicklung des Umrichters. Es gibt verschiedene ICs, die in Frage kommen:

  • L293 (1A continuous, 2A peak)
  • L298 (2A continuous, 2,5A repetetive, 3A peak)
  • L6203 (4A continuous, 5A repetetive)
  • LMD18200 (3A continous, 6A peak)
  • TA7291 (P-type: 1A average, 2A peak)
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3 Antworten auf Spindel sucht Umrichter

  1. ErichJanoschek sagt:

    Vielen Dank für Ihre Antwort. Habe heute gemerkt, dass man den Kopf rausziehen muss, damit die Spindel frei läuft. Ob sie einen Schaden bekommen hat, weil ich sie festgebremst angesteuert habe-weiss ich nicht, jedenfalls sie läuft immernoch nicht. Hab mit einem Osci mir die Signale angesehen, sehen auf alllen 3 Leitunge änhnlich aus. Da ich aber keine Erfahrung mit Frequenzumrichtern habe, kann ich nicht beurteilen, ob die Ausgangssignale ok sind. Wissen Sie einen Test wie ich feststellen kann, ob die Spindel oder der Umrichter defekt ist? Gruss Erich

  2. ErichJanoschek sagt:

    Guten Abend, ich habe krzlich auch einen LPKF 101 Plotter erstanden. Heute habe ich ihn ans Laufen bekommen, indem ich die Plotbefehle per Terminal Programm auf Kontrollstation schicke. Das Boardmaster Programm 3.0 bekomme ich nicht ans Laufen, denn es erkennt den Plotter nicht. Meine HF-Spindel tut es auch nicht. Wird sie angesteuert dann singt es zwar in ihr – aber sie dreht sich nicht. Frage mich nun: Ist die Spindel defekt oder die HF Ansteuerung. Knnen Sie mir einen guten Rat geben? Einen freundlichen Gru aus Kln Erich Janoschek

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