jestem w trakcie projektowania maszynki CNC, która powinna z dużą precyzją poruszać się w laminacie grawerskim i ( jeśli byłoby to możliwe ) przebrnąć przez prosty grawer stali nierdzewnej. Geneza całego projektu ma dwojaką historię. Jest to zarówno moja praca inżynierska jak i projekt, który muszę wykonać w ramach mojej pracy zawodowej. To stawia przede mną dodatkowe wymogi. Urządzenie powinno pracować z przyzwoitą szybkością przez 4-6 godzin dziennie zakładając, że materiałem obrabianym będzie właśnie laminat grawerski.
Zanim zacznę rozwodzić się nad problematyką pragnę podkreślić, że pomysł na konstrukcje nie jest mój. Ja jedynie przerobiłem go na swoje potrzeby w lepszym lub gorszym stopniu, a temat założony przeze mnie ma na celu skonfrontowanie mojej wizji problemu z twardym doświadczeniem kolegów z forum.
Cały etap produkcji będę umieszczał na forum wraz ze zdjęciami, schematami i wszystkim co uznam(lub Wy uznacie) za potrzebne, by w przyszłości taki laik jak ja miał dostęp do skonsolidowanej wiedzy i będzie mógł na jej bazie zrealizować swój pierwszy projekt.
(...Takie jest założenie
)1.Konstrukcja
Cała konstrukcja będzie wycięta wodą z aluminiowej blachy ( stop PA11) o grubości 8 mm i wymiarach 1000x800.
Na zdjęciu widoczne są elementy do wycięcia wraz z otworami.
A- jest to podstawa całej konstrukcji, na której wsparte będą wszystkie elementy. Ze środka wycięte zostały 2 podpory, które w końcowym etapie zwiększą sztywność maszyny.
B- płaszczyzna, do której przytwierdzone zostaną prowadnice walcowe jak i śruba trapezowa osi X.
C- płaszczyzna na której umieszczony będzie uchwyt wrzeciona, nakrętki trapezowe oraz łożysko liniowe w obudowie.
D- miejsce przymocowania uchwytu do jednego z silników krokowych.
E- grupa elementów, dzięki którym mogę opuścić silnik na odpowiednią wysokość.
F- element pomocniczy.
G- Powierzchnia łącząca oś X z osią Z.
H- Łączy cały mechanizm ruchu w osi Y
I- miejsce przymocowania uchwytu jednego z silników krokowych.
2. Ruch liniowy i osie.
Tematem projektu jest 3-osiowa frezarka, którą do życia pobudzać będą 4 silniki krokowe ( dwa na oś Y, oraz po jednym na oś X i Z).
Oś Y jak już wspomniałem poruszać się będzie na 2 śrubach trapezowych fi12 oraz na prowadnicach walcowych fi20 podpartych na całej długości.
Drugie zdjęcie przedstawia wózek liniowy.
Szybko okazało się, że będę miał problem z dopasowaniem wysokości śruby do otworu w łożysku(UCPA201). Zdecydowałem się zatem na zastosowanie " nakładki na łożysko " w celu podniesienia lekko konstrukcji.
Postanowiłem, że wytnę w blasze ( z odpadów po wycinaniu konstrukcji ) dwa prostopadłościany o wymiarach 50x48.
Płaszczyzna OSI X wyposażona w śrubę trapezową fi12, dwa wałki liniowe fi16 podparte tym razem w dwóch miejscach na wspornikach końcowych typu SK. Tak samo jak przy poprzedniej osi ruch będzie realizowany dzięki nakrętkom z mosiądzu TR12x3 oraz łożysk w obudowie SBR16UU. Na obu końcach umieszczone będą łożyska w obudowie stojącej KP001.
Z OSIĄ Z miałem trochę problemów. Kołnierz nakrętki był za duży i w ostateczności zdecydowałem się go skrócić ( co widoczne jest na zdjęciu). Mechanizm ruchu jest analogiczny do wcześniejszej osi. 2xNakrętka trapezowa 12x3, 4x łożysko SBR16UU, 4x podpora SK i 2x łożysko w obudowie stojącej KP001.
3.Połączenie silnika i śrub.
Tutaj chyba nie ma o czym opowiadać. Silnik zamocowany jest na uchwycie NAME 23 57mm a połączenie ze śrubą zrealizowane jest dzięki bezluzowym sprzęgle elastycznym (D25xL30) 8x12mm.
4. Sterowanie i zasilanie.
Tak jak napisałem, poruszać układem mają 4 silniki krokowe. Są nimi SM 60/86-3008B o momencie trzymającym 3.1 Nm w połączeniu szeregowym i równoległym o prądzie 4.2A szeregowego połączenia i 2.1A dla połączenia równoległego.
Sterowniki jakie dobrałem to SSK-B03 (M542) 4,2A. Wszystko sprzęgać będzie płyta główna SSK-MB2 z dodatkowymi 2 przekaźnikami. Jeden z nich będzie włączać wrzeciono. Płyta główna posiada złącze LPT, którym będę komunikował się z komputerem posiadającym program MACH3. Kilka wyjść na krańcówki i możliwość wyświetlania prędkości wrzeciona w programie.
Jeśli chodzi o zasilacz wybrałem jakieś tanie rozwiązanie. Jest nim tani 600W zasilacz 48V i 12A za ok. 300zł.
Została jeszcze sprawa wrzeciona. Poszukałem trochę w internecie i zobaczyłem, że bardzo dużo tego typu frezarek pracuje na 1050W elektrowrzecionie Kress'a 1050 FME-1 i obrotach od 5000 do 25000 na minutę. Ponoć daje radę ale w tej materii musiał bym zasięgnąć Waszej opinii.
5. PYTANIA
Z racji, że to mój pierwszy tego typu projekt mam wiele pytań i niejasności co do budowy.
Może dla usystematyzowania podam je mniej więcej w punktach.
a)Obawiam się, że konstrukcja podczas pracy maszyny będzie drgać, co przełoży się na zmniejszoną dokładność frezu. Jaki powinien być współczynnik bezpieczeństwa jeśli chodzi o maksymalne drgania? Znacie może jakąś publikację, w której dowiem się jak dokonać podobnych obliczeń w tego typu konstrukcji ?
b)Nie wiem jaką prędkość będzie rozwijała maszyna poruszająca się na śrubach o skoku 3mm. Nie wspominając już o tym, że to w końcu śruby trapezowe a nie kulowe.
c) Silniki. Nie jestem pewien czy to nie jest przerost treści nad formą, ale jak już wspominałem nie mam porównania co do wpływu ich parametrów na prędkość posuwu.
d)Co z certyfikacją takiej maszyny ? Niby czytałem, że bym mógł używać jej w pracy musi jedynie spełniać warunki zachowania bezpieczeństwa ( grzybek bezpieczeństwa, obudowa, możliwość przeniesienia urządzenia itp), ale to były stare artykuły i co do nich nie mam pewności, a mam wrażenie, że czytanie o tym w książkach mija się z celem dlatego znowu zwracam się do Was. Ktoś ma jakieś doświadczenie ?
Oczywiście jeśli wy macie jakieś pytania, lub nie opisałem czegoś istotnego z góry przepraszam. Listę materiałową i ceny wrzucę gdy będę miał wszystko pewne na 100%.
Na koniec wrzucę parę zdjęć całej frezareczki.
