Własna maszyna CNC - problem osi Z, naprężenia
: 08 gru 2020, 20:36
Witam wszystkich,
Wstęp:
Kilka miesięcy temu podjąłem decyzję o zbudowaniu własnej maszyny CNC (do frezowania i drukowania 3D). Miesiące projektowania, kupowania, wiercenia, cięcia itd. Nadszedł mement złożenia osi Z (po wysokości) i tutaj pojawił się problem. Nadmienię tylko, że wszelkie kątowniki, otwory, gwint itp ciąłem/szlifowałem/wierciłem/gwintowałem manualnie na "imadełku" - więc tutaj dokładność wykonania zostawia dużo do życzenia, ale starałem się jak mogłem. Projekt najpierw wykonałem w Inventorze, a później na podstawie wykonałem pozostałe elementy.
Problem:
Czasami jedna lub druga oś Z się blokuje, silniki głośno zgrzytają i minimalnie się obracają (tak jakby był za niski moment silnika, aby obrócić śrubę). Jednakże myślę, że nie jest to źródłowa przyczyna, ponieważ czasem udało mi się tak zmontować osie Z, że trawersa poruszała się bez problemu góra/dół (nawet z dodatkowym obciążeniem). Ale niestety nie było tak na całej długości możliwego ruchu po Z.
Też bardzo duża różnica jest kiedy poluzuje niektóre śruby (np. te przy nakrętce śruby trapezowej), wówczas też czasami lepiej się przemieszcza. Ogólnie zauważyłem, że lepiej jest tez jak jest tylko 1 łożysko (te bliżej silnika), ale może dlatego, że te górne, gdy je dokręcę, to trochę zmienia kąt śruby przez co jeszcze bardziej się blokuje.
Mam podejrzenie, że dzieje się tak dlatego, że śruby nie są idealnie równoległe do prowadnicy liniowej, przez co powstają naprężenia i duże opory ruchu, których silniki nie uciągną. Nawet jak ręcznie próbuje obrócić śruby to niekiedy jest naprawdę ciężko, a czasami bardzo lekko. Ale nie potrafię tak ustawić, żeby było idealnie..
Czego potrzebuje:
Czy ktoś mógłby mi doradzić czy ogólnie koncept konstrukcji osi Z jest prawidłowy ?
Czy lepiej, żeby było 1 łożysko górne ? Czy dolne ? Czy może bez żadnego (bo też takie projekty widziałem) ?
Jak tutaj poradzić sobie z współosiowością silnika/śruby/łożysk i równoległością prowadnic liniowych.
Podstawowe założenia konstrukcyjne:
Materiał konstrukcyjny: głownie aluminium
Śruba osi Z: 2x śrubą trapezowa ø 10 (po jednej na stronie, na modelu tego nie widać)
Napęd osi Z: 2x silnik krokowy Nema 17 | 0,42 Nm | 1,5A
Sterownik silnika osi Z: 2x TMC2209
Sprzęgło osi Z: 2x sprzęgło kłowe
Ruch trawersy osi Z: odbywa się na wózkach po prowadnicach liniowych MGN15C
Większość pochodzi zza granicy - Chin.
Wózek z śrubą osi Z połączony jest ceownikiem do kątownika, a kątownik do nakrętki.
W razie potrzeby dodatkowych informacji dajcie znać.
Z góry bardzo dziękuję za każdą sugestię, radę - wszystkie na pewno będą mile widziane.
Rys. 1. Ogólny podgląd - model
Rys. 2. Model osi Z z dwoma łożyskami (góra, dół)
Rys. 3. Widok rzeczywisty jeden z dwóch osi Z
Wstęp:
Kilka miesięcy temu podjąłem decyzję o zbudowaniu własnej maszyny CNC (do frezowania i drukowania 3D). Miesiące projektowania, kupowania, wiercenia, cięcia itd. Nadszedł mement złożenia osi Z (po wysokości) i tutaj pojawił się problem. Nadmienię tylko, że wszelkie kątowniki, otwory, gwint itp ciąłem/szlifowałem/wierciłem/gwintowałem manualnie na "imadełku" - więc tutaj dokładność wykonania zostawia dużo do życzenia, ale starałem się jak mogłem. Projekt najpierw wykonałem w Inventorze, a później na podstawie wykonałem pozostałe elementy.
Problem:
Czasami jedna lub druga oś Z się blokuje, silniki głośno zgrzytają i minimalnie się obracają (tak jakby był za niski moment silnika, aby obrócić śrubę). Jednakże myślę, że nie jest to źródłowa przyczyna, ponieważ czasem udało mi się tak zmontować osie Z, że trawersa poruszała się bez problemu góra/dół (nawet z dodatkowym obciążeniem). Ale niestety nie było tak na całej długości możliwego ruchu po Z.
Też bardzo duża różnica jest kiedy poluzuje niektóre śruby (np. te przy nakrętce śruby trapezowej), wówczas też czasami lepiej się przemieszcza. Ogólnie zauważyłem, że lepiej jest tez jak jest tylko 1 łożysko (te bliżej silnika), ale może dlatego, że te górne, gdy je dokręcę, to trochę zmienia kąt śruby przez co jeszcze bardziej się blokuje.
Mam podejrzenie, że dzieje się tak dlatego, że śruby nie są idealnie równoległe do prowadnicy liniowej, przez co powstają naprężenia i duże opory ruchu, których silniki nie uciągną. Nawet jak ręcznie próbuje obrócić śruby to niekiedy jest naprawdę ciężko, a czasami bardzo lekko. Ale nie potrafię tak ustawić, żeby było idealnie..
Czego potrzebuje:
Czy ktoś mógłby mi doradzić czy ogólnie koncept konstrukcji osi Z jest prawidłowy ?
Czy lepiej, żeby było 1 łożysko górne ? Czy dolne ? Czy może bez żadnego (bo też takie projekty widziałem) ?
Jak tutaj poradzić sobie z współosiowością silnika/śruby/łożysk i równoległością prowadnic liniowych.
Podstawowe założenia konstrukcyjne:
Materiał konstrukcyjny: głownie aluminium
Śruba osi Z: 2x śrubą trapezowa ø 10 (po jednej na stronie, na modelu tego nie widać)
Napęd osi Z: 2x silnik krokowy Nema 17 | 0,42 Nm | 1,5A
Sterownik silnika osi Z: 2x TMC2209
Sprzęgło osi Z: 2x sprzęgło kłowe
Ruch trawersy osi Z: odbywa się na wózkach po prowadnicach liniowych MGN15C
Większość pochodzi zza granicy - Chin.
Wózek z śrubą osi Z połączony jest ceownikiem do kątownika, a kątownik do nakrętki.
W razie potrzeby dodatkowych informacji dajcie znać.
Z góry bardzo dziękuję za każdą sugestię, radę - wszystkie na pewno będą mile widziane.
Rys. 1. Ogólny podgląd - model
Rys. 2. Model osi Z z dwoma łożyskami (góra, dół)
Rys. 3. Widok rzeczywisty jeden z dwóch osi Z
