"Pinokio" - pierwszy drewniak - sklejka 18

[kamyk]

Witam

W ramach moich pierwszych kroków z SW postanowiłem stworzyć projekt mojej pierwszej maszyny CNC

Przybliżone gabaryty konstrukcji: Sz=970,Dł(stołu)=900,Wys=530
Posuw: 590x590x90

Rama: sklejka 18, boki maszyny sklejone 2x18, na stole "waste board" MDF 16 z nakrętkami do drewna (nie ma ich na rysunku)
Prowadnice: X i Y prowadnice stołowe o długości 850mm-posuw 590mm, a Z to zmodyfikowane prowadnice szufladowe 320mm z dodatkowymi koszykami kulkowymi o posuwie 90 mm.

Napęd: Silniki krokowe 1.89 - 3Nm
Przeniesienie napędu: System bloczków 1:2 (linka kevlar) i wciągarka CNC z przekładnią paskową HTD 5M 1:3.
Zębatki 12:36 zębów szerokość 15mm

Wrzeciono(na start): Makita RT 0700CX2

Elektronika to pewnie będzie 3 osiowy "Chińczyk" z alledrogo. Ze sterowaniem nie mam doświadczenia więc tego trzeba będzie się dopiero nauczyć.

Prowadnice połączone w tandemy na aluminiowym kątowniku 60x60x5 (osie X i Y)


Wciągarka CNC z gwintowanym pod linkę bębnem. Linka z jednej strony się nawija a z drugiej rozwija.


Złożenie osi Y z prowadnicami i rolkami prowadzącymi linkę


Konstrukcja stołu perspektywa (bez linki której jeszcze nie umiem narysować)


Konstrukcja stołu z góry (bez linki której jeszcze nie umiem narysować)
Linka będzie przechodziła przez bęben wciągarki i przez rolki będzie przymocowana do stołu za pomocą śrub rzymskich służących do naciągnięcia linki.


Widok całej maszyny. prowadnice osi Z zamontowane na kątowniku 50x50x5



Dla jasności dołączam pliki 3D:
PDF 3D

3DXML

Odtwarzacz do 3DXML

Zasada działania napędu została zainspirowana przez dźwig żuraw z redukcją bloczkową, który mijam od kilku miesięcy w drodze do pracy.


Napęd każdej osi będzie miał dwa takie zastawy bloczków "przeciągające" się wzajemnie. Na rysunku brak linki, której nie umiem jeszcze narysować i napinaczy ze śrub rzymskich.
Mam nadzieje, że zamysł jest jasny?

Proszę o uwagi co do konstrukcji zanim przejdę do "czynów" ;) Co byście doradzili biorąc pod uwagę, że ma być to konstrukcja przeznaczona do edukacji i pierwszych kroków z CNC?

[smouki]

Ja myśłę że jesteś człowiekiem który lubi konstruować, więc złego słowa nie powiem o projekcie, jeśli budujesz konstrukcję w ramach szkolenia, a nie w ramach zarabiania na niej. Zbudowanie tej maszyny dużo da tobie i wszystkim czytającym twój temat. Jest to kompletnie coś nowego na forum. Jestem więc ciekaw jak się sytuacja rozwinie, a może podczas budowania zrewolucjonizujesz podstawy budowy maszyn cnc. Podkreślam jeśli budujesz maszynę wyłącznie w celach edukacyjnych.Jeśli bardziej kręci cię budowanie niż frezowanie. Bo jeśli chcesz po prostu frezować a nie masz na czym to idź w rozwiązania sprawdzone i proste. Ja trzymam kciuki, będzie miło zobaczyć w końcu coś nowego. Elektronikę zostaw na koniec. Zbuduj najpierw minimum konieczne do przetestowania systemów ty czaktycznie działają jak w twojej głowie i jeśli się sprawdzą, to zacznij w nią inwestować, w sensie to co kosztuje większe pieniądze, żeby w razie niepowodzenia, niezadowalających efektów, bezpiecznie wycofać się z projektu. Nie znaczy to że od razy rzucam projekt na stos, tak jak pisałem jest to coś nowego i naprawdę chcę zobaczyć filmik z pierwszych testów. Życzę powodzenia, łam schematy!

[sajgon]

hehehehe gdzieś już widziałem takie bardzo podobne prowadnice

Nie jestem do końca przekonany do sposobu napędu. Nie chodzi mi o to że jest to złe ,nie właściwe tylko dość skomplikowane mechanicznie. Przeanalizował bym czy aby na pewno nie skomplikujesz sobie konstrukcji do tego stopnia że ... no wiadomo
Nie wiem jakie masz zdolności manualne i jaki warsztat posiadasz, ale jeśli czujesz że podołasz to walcz.

Wiesz że bęben na który będziesz nawijał linkę ,musi posiadać wstępny rowek i tarczę do podziału ,żeby dwie linki na siebie się nie nawinęły?

Ja Ci kibicuje i życzę powodzenia

[ursus_arctos]

Kilka uwag z mojej strony:
W takiej wciągarce linka przesuwa się w bok - to powoduje, że przemieszczenia na obrót będą różne w zależności od aktualnego położenia - to bardzo komplikuje sterowanie.
Poza tym ten napęd jest bardzo skomplikowany - jeżeli tam już są napędy pasowe, to polecam rozwiązanie ServoBelt (nie kupić, tylko skopiować) albo po prostu napęd szerokim nieruchomym paskiem (jak ServoBelt ale bez listwy). UWAGA - do servobelt musi być pasek symetryczny, np. T5. HTD się nie nadaje. Do napędu pasowego może być jakikolwiek pasek, który można wyginać "przez plecy" (chyba każdy trochę można, tylko rolki będą wielkie).

Druga uwaga - stół, jak widzę, to 2 płyty sklejki po prostu sklejone ze sobą. To zły pomysł. Sklejka się krzywi przy zmianach wilgotności i chyba po prostu z czasem - muszą być jakieś żebra ze sklejki ustawionej pionowo albo kątowników, aby uniemożliwić takie odkształcenia. Wystarczy zrobić stół w postaci niezbyt głębokiej odwróconej skrzynki.

[kamyk]

smouki - dzięki za odpowiedź i oczywiście lubię konstruować jak pewnie każdy, który odwiedza to forum. Jakiekolwiek byłyby moje pierwotne zapędy, to tak czy inaczej będzie to maszyna edukacyjna ponieważ z doświadczenia nie wiem nic o cnc. Oczywiście nie podejmuje takiego wysiłku aby ta maszyna mogła uciągnąć tylko swój własny ciężar ale jednak żeby dało się na niej coś wyciąć.

sajgon - oczywiście patent jest już bardzo dobrze znany, nie wymyśliłem nic nowego tylko na własny sposób złożyłem pomysły mądrzejszych ode mnie . Jeśli chodzi o bęben z linką to według moich założeń będzie on miał stale nawinięte 5-10 zwojów. Z jedne strony linki będzie przybywało a z drugiej ubywało, więc nie dojdzie do sytuacji kiedy konieczne będzie nawinięcie kolejnej warstwy linki.

ursus_arctos - tak, oczywiście wiem o tym efekcie i miałem już kilka pomysłów na jego rozwiązanie. Pierwszym było to aby bęben lub cała wciągarka kręcąc się przemieszczała się wzdłuż własnej osi aby kąt linek się nie zmieniał. Takie rozwiązanie jednak skomplikowałoby budowę bębna (pewnie jakiś wieloklin napędowy w środku bębna z możliwością przesunięcia). Wybrałem inną opcję, którą będę mógł wykonać na moim Nutool 550. Nie wspomniałem o tym wcześniej, żeby nie zaciemniać posta ale bęben nawijarki będzie miał zmienną średnice wzdłuż swojej osi. Profil bębna mam już wstępnie policzony, zależy on od skoku "gwintu" bębna oraz ilości "stałych" zwojów na bębnie.

Jeśli chodzi o zastosowanie pasków i napędu typu ServoDrive to z założenia w tym projekcie staram się ogarnąć temat "CNC dla ludu". Jak VW stworzył kiedyś Garbusa, tak ja chciałbym zrobić projekt CNC, który będzie się dało zbudować za pomocą minimalnej ilości precyzyjnie (drogich) wykonanych elementów typu śruby kulowe itd.
Wiem, że zastosowałem tu przekładnie zębatą, która temu przeczy, ale w pierwotnym projekcie napęd jest bezpośredni na bęben nawijarki, a zmieniłem go tylko po to aby maszyna była bardziej kompaktowa. Jeśli wszystko wyjdzie łatwo będzie się dało zrezygnować z przekładni i uprościć konstrukcje. Myślę że przełożenie 1:2 będzie wystarczające aby uzyskać jako taką dokładność dla mniej wymagających amatorów.

Oczywiście wiem, że sklejka ma tendencję do pływania z wymiarami pod wpływam wilgoci i czas. Wszystkie elementy maszyny będą zabezpieczone odpowiednim podkładem i farbą zapobiegająca pochłanianiem wilgoci. Konstrukcja skrzynkowa stołu nie pasuje jednak za bardzo do tej konstrukcji. Dziękuję za tą uwagę, na pewno pomyślę jak można usztywnić stół.

Czekam na kolejne komentarze. Jeśli nie będzie jakiejś strasznej krytyki samej konstrukcji dziś przystąpie do rozmieszczenia śrub montażowych. Połączenia elementów będą wykonane za pomocą śrub szwedzkich oraz kleju.

[ursus_arctos]

Jeszcze jedna uwaga - linka, nawet, jeżeli ma się z drugiej strony odwijać, musi być w połowie długości przytwierdzona do bębna - inaczej można zapomnieć o jakiejkolwiek powtarzalności; co gorsza - w końcu całość przesunie się na któryś bok i skończy się zakres ruchu.
Kevlarowa lina do takiego napędu to nie jest najlepszy pomysł - ćwiczyłem to u siebie; linki tego typu mają wewnętrzny rdzeń i na tym oplot, który się marszczy, jak lina jest napięta na bloczku/wałku - to znakomicie utrudnia pracę z tymi linkami, zabija precyzję i zwiększa opory toczenia. Chyba, że kolega ma gdzieś dostęp do linek kevlarowych bez upierdliwego zewnętrznego oplotu.
Co do ServoBelt - servo tylko w nazwie, można sterować krokówką Napęd ten powinien być dość tani w wykonaniu; gdybym budował jakiś szybkobieżny ploterek, to pewnie bym spróbował użyć tego rozwiązania.

[MlKl]

Ogólnie - wykonanie tej maszynki będzie upierdliwe, a radość z użytkowania żadna. Zamiast ładować się w prowadnice szufladowe, daj wałki wiszące 25 albo 30, łożyska zastąp kostkami z samosmarnego boramidu z wywierconymi na fi wałka otworami. Do kostek wprost przykręcasz stół, i jeździ. Precyzyjnie, cicho, lekko. Jak dobrze poustawiasz, efekt będzie niewiele gorszy, niż na łożyskach liniowych. Kostki zresztą możesz zrobić z drewna, i wstawić w nie tylko tulejki z boramidu.

A do napędu użyj nie linki, a pasa zębatego. Tam nic nie trzeba kombinować, zębatka na osi silnika, dwie rolki i wsio. Jak się prejdziesz na złom, to znajdziesz koła, rolki i nawet paski od rozrządu. Jeżeli będzie potrzeba dołożyć przekładnię, poszukaj w moich postach, pokazywałem, jak wykorzystać planetarkę ze spalonej wkrętarki.

W efekcie złożysz cały napęd za grosze.

Jakby się ktoś pytał, to mam dwa wałki fi 30 zatoczone na końcach, długość robocza 560 mm, i dwa takie same, ale o fi 36 mm.

[kamyk]

ursus_arctos - swego czasu interesowałem się systemami prowadzenie teleskopów za gwiazdami i widziałem, że jedna z konstrukcji miała przekładnie strunową, która opierała się na 4 lub 5 strunach owiniętych wokół aluminiowego bębna w podobny sposób jaki ja zastosowałem, a precyzja i powtarzalność takiego prowadzenia musiała być o wiele wiele większa niż przy obróbce CNC. Wydaje mi się, że tarcie będzie w zupełności wystarczające aby zatrzymać linkę na miejscu, ale w razie czego przeliczę jeszcze raz bęben aby miał zawsze 1 zwój statyczny aby dało się go przymocować na stałe w razie draki.

Co do konstrukcji linek masz całkowita racje z tego co się orientuje akurat kevlar nie jest sprzedawany bez oplotu ponieważ jest to włókno wrażliwe na promienie słoneczne (a linki kevlarowe najczęściej stosuje się na statkach) i po pewnym czasie traci swoje właściwości jeśli nie jest osłonięte klasycznymi włóknami poliestrowymi.

Domyślałem się, że mogą być z rozwarstwianiem się problemy ale nie myślałem że aż takie. Awaryjnie biorę pod uwagę linkę stalową z osłoną z tworzywa jako alternatywa napędu, ale jednak nie dorównuje ona kevlarowi pod względem giętkości. Może po prostu kupie grubszą linkę kevlarową i oskalpuje ją z oplotu.

Porównywać koszty obu napędów chyba nie ma co, z tego co wiem paski nie kosztują 2-6 zł za mb tak jak linki ?


MlKl - Ja wiem, że na forum panuje ogólna tendencja do budowania "czołgów" , ale nie dajmy się zwariować to jest drewniak i to jeszcze konstrukcja eksperymentalna, więc na razie pozostanę przy niskobudżetowych upierdliwych komponentach. Jeśli maszynka się obroni w wersji szufladowej to na pewno doczeka się wersji dla bardziej zamożnych z podpartymi wałkami 20 (ale to tego jeszcze daleka droga), dzięki za propozycję

[ursus_arctos]

Metr pasa HTD 5M szerokości 15mm kosztuje 33zł. Dwumetrowy pas jest jednostkowo droższy (71zł), ale można go pociąć na budowę wszystkich 3 osi i jeszcze zostanie zapas na drugą zetkę. Pasy 25mm są w cenie 55zł/m.
Ceny pasów T5/16mm są podobne (ciut niższe); koło zębate 10z pod pas T5/16 - 5zł
http://*.net/
Sądzę, że koszt takiego bębna ze zmiennym profilem poszybuje w niebo w porównaniu z budową systemu pasowego.

Co do bębna - przy dobrym naprężeniu linki (stalowej, kevlar jest śliski) tarcie może wystarczy, jeżeli będzie ten jeden stały zwój, który nigdy się nie odwija w żadną stronę - inaczej na pewno nici z tego będą. W astronomii nie ma potrzeby dużej powtarzalności - tam maszyna wykonuje mało cykli - a we frezarce to jeden głupi otwór z interpolacją spiralną może mieć 30 nawrotów.

[MlKl]

Nikt ci nie każe budować czołgu. Ja ci tylko mówię, jakbym się sam do tego zabrał - a jedną działającą maszynę ze złomu mam już w pokoju. Jak się przejdziesz po kolędzie po warsztatach samochodowych, to za darmo dostaniesz skolko godno zużytych pasków rozrządu, kół pasowych do nich, rolek napinających etc. W samochodzie rozrząd wymienia się co określony przebieg obligatoryjnie, i zużyte elementy tak naprawdę wcale zużyte nie są. Nie na tyle, żeby nie można ich było wykorzystać. To jest najprostsza i najtańsza droga do celu.