Como escolho um motor de passo de tamanho adequado?

Meu mais recente projeto com cérebro de lebre envolve um motor de passo. Mas como sei qual passo a passo escolher?

Estou adicionando um passo deslizante ao parafuso de chumbo do meu torno. Será usado para feeds e threads. Para feeds, o comportamento do stepper não é crítico; só precisa se mover a uma velocidade constante. Para threads, no entanto, etapas perdidas são terríveis; ao fazer passagens sucessivas, a broca não se alinhará com o sulco cortado anteriormente, como deveria. Este é um sistema de circuito aberto e, assim que dá errado, permanece errado.

Alguns atributos ...

1. O carro (a peça que está sendo movida) tem cerca de 10 libras. Ele monta em 'caminhos' bem lubrificados, mas a massa é massa.

2. Não me importo muito com a velocidade da carruagem. Ao rosquear, o eixo gira lentamente, talvez 1 rotação por segundo e, em muitos casos, até mais lento. Basicamente, não há um caso em que o carro precise se mover rapidamente. No caso mais extremo, um encadeamento de 4 TPI, o carro viajaria 1 "em 8 segundos. Isso é 0,8 RPS para o stepper para minha configuração. Os feeds seriam muito mais lentos.

3. Como mencionado anteriormente, o carro não deve ficar atolado e perder um passo, mesmo que a broca da ferramenta transite repentinamente do ar para o aço. Torque, bebê, torque.

4. Ao enfiar, alguns milésimos de material são removidos por passagem.

Serão apreciados conselhos sobre como dimensionar um stepper.

EDIT -

Acabei de realizar um cálculo que encontrei no site Gecko . Segundo eles, preciso de um passo sobre o tamanho de um dedal. Parece que adicionar um passo a passo a um parafuso de torno é uma caixa de canto, pois o movimento em polegadas por segundo é muito baixo. Se bem me lembro, isso significa que o motor ficaria com muito torque, mas ficaria quente; corrente e movimento são inversamente proporcionais. Talvez eu precise executar o stepper mais rápido e reduzi-lo.

Se a velocidade e a aceleração não são um problema, existem dois outros problemas de desempenho mecânico que você precisa acertar. Um é o torque. Você deve medir a quantidade de torque necessária para girar os mostradores do torno e fazer o corte mais profundo em aço. Você é um engenheiro mecânico, deixarei você pensar em uma maneira de medir isso.

Dê uma olhada nas planilhas de dados dos motores de passo que você está considerando e eles devem ter um gráfico de velocidade / torque:

Você pode ver que o torque deste motor atinge picos de 0,8Nm. Mas com esse torque, ele mal consegue se mover. Obviamente, você não usaria este motor para qualquer torque acima de 0,5 Nm. Selecione um motor com torque suficiente.

A outra questão é a resolução que você precisa. Novamente, cabe a você decidir de qual resolução você precisa e qual é o seu torno. Os motores de passo são tipicamente 200 ou 400 etapas por rotação.

Se 1 "leva 8s e o motor está girando a 0,8RPS, uma rotação dá 0,156" de curso (este é um torno métrico?). Para um motor de 200 degraus, cada passo dá 0,78 mil de deslocamento. Isso é muito bom, na verdade. Se você usou um driver de motor com micro etapas, isso basicamente aumentará a resolução. Você deve fazer isso de qualquer maneira, mesmo que não queira uma resolução extra. O microstepping evitará que o motor sofra da ressonância que ocorre em determinadas velocidades.