Projekt frezarki o polu 500x500 mm, modelarskiej.

[FlashEF]

W mojej aktualnej maszynie na osi silnika jest kółko zębate fi 20 na którym założony jest pasek. Wózki są przymocowane do paska zaciskiem, bezpośrednio. Więc u mnie w obliczaniu ilości kroków na milimetr przesuwu wchodzi liczba PI. O ułamku typu 2/3 nie mam nawet co marzyć. Wycinałem prostokąty o zadanej wielkości na maksymalnym obszarze pola roboczego i mierzyłem je dokładnie, a potem zmieniałem mnożnik. Po 5 takich regulacjach dokładność jest taka, że część położona na wydruku z cad-a idealnie pasuje, a wymiary mierzone suwmiarką zgadzają się do jej dokładności.

Ogólnie chciałbym uniknąć pasków, bo czego byśmy nie mówili, przy zadanej dokładności siłą rzeczy mogą być przyczyną pewnych luzów. Wiadomo, że przy idealnym zastosowaniu to niema znaczenia, ale im mniej elementów ma być dokładnie wykonanych, tym łatwiej zachować precyzję. Na końcu śruby napędowej chciałbym dać łożysko wahliwe, a silnik umieszczę na powiększonych otworach i pozwolę mu się w zakresie tego pół milimetra ustawić, zanim go dokręcę. Dzięki temu nic się tu złego nie powinno dziać.

No ale napędzane nakrętki to chyba nie do plotera 500x500?

Co to za idea? Silnik kręci nakrętką czy jak?

Przeglądam temat projektu podesłany przez Gmaro. Faktycznie ciekawe, chyba mam tu inspirację.

[muskiel]

Napędzana nakętka= śruba umocowana na stałe, nakrętką obraca silnik umieszczony np. pod bramą. dzięki temu pomija się drgania (wynikające z obrotów) długiej śruby.

Co do wyższości pasków czy sprzęgieł.
Znam automaty do obróbki przewodów (Szwajcarskie) gdzie koniec przewodu jest podkładany pod prasę z dokładnością do 0,01mm, a ramie jest napędzane paskiem właśnie i kołami o przełożeniu mniej więcej 50:1. mozna było dać przekładnię falową, tylko po co?
Dodam tylko że maszyna kosztuje ponad pół mln EUR....



pzdr

[gmaro]

Przeglądam temat projektu podesłany przez Gmaro. Faktycznie ciekawe, chyba mam tu inspirację.

To moje zapatrzenie na tego typu konstrukcje . W miarę opisałem co i jak ale nie do końca jako że mam taką samą 2 sztukę , pewnie za jakiś czas trochę się na niej wyżyje .

[FlashEF]

Przeczytałem wszystko w temacie. Maszyna naprawdę piękna. Jest tak naprawdę dokładnie tym, co chciałbym mieć u siebie w warsztacie, lecz nie sądzę by starczyło mi doświadczenia i wiedzy w pierwszym w pełni własnym projekcie. Zrozumiałem skalę problemu. Dla mnie precyzja jest parametrem pierwszorzędnym. Założenia określiłbym tak:

Wg. wagi
1)Precyzja jaką tylko da się wycisnąć. Frezarka wg. producenta zapewnia precyzyjność 0.02 mm. Dobrze by było gdyby maszyna jako całość trzymała standard 0,05 mm.
2)Umożliwienie obiegu chłodziwa i zabezpieczenie silników przed brudem. Aktualnie opiłki lecą mi prosto na paski i osie silników.
3)W tych warunkach maksymalizacja pola roboczego i minimalizacja kosztu.

Przy tej precyzji stwierdziłem że niema sensu ciągać 30 kg bramy w tą i z powrotem. Zdecyduję się jednak na ruchomy stolik. Mogę go zrobić z kwadratowych rurek aluminiowych, będzie miał od razu miejsca do przykręcania materiału, szpary do odpływu chłodziwa i będzie naprawdę lekki. Myślę że jak w takim stole dam podparte wałki, to już naprawdę nic się z tym nie będzie działo. Śrubę i wałki mogę osłonić przed chłodziwem rodzajem daszka, żeby mi się na nich brud nie gromadził. Mam też pewien pomysł na wyboczenie stolika. Pomyślałem że można dać listwy z łożyskami kulkowymi trzymające stolik na kursie i podpierające go od boków. Narysuję to jeszcze i pomyślę czy u mnie faktycznie problem będzie na tyle poważny by o tym myśleć.

Sztywnej bramie zrobię szerokie zastrzały i nie będę robił zbędnie dużej osi Z, skoro i tak nie będę tym nigdy robił płaskorzeźb. 15 cm dla wygody zakładania frezu i możliwości pracy w piankach do 10 cm spokojnie starczą.

Pole robocze przez to pewnie się trochę zmniejszy, ale nie sądzę żeby jakoś bardzo. Muszę teraz wszystko przemyśleć jeszcze raz. Bardzo dziękuję za dotychczasową pomoc. Znajomość popularnych błędów bardzo pomaga. Oczywiście przycisk "Pomógł" był w częstym użyciu od początku i się to nie zmieni.

[gmaro]

Rysunek,szkic na pewno pomoże i uchroni przed błędnymi decyzjami

[FlashEF]

Tak, na tym etapie muszę zacząć prace w CAD-zie, żebym mógł już myśleć o projekcie w skali. Ale to niestety teraz szybko szło nie będzie, bo studiuję, mam przed sobą sesję i ważne kolokwia. Swoją drogą jestem na pierwszym roku automatyki i robotyki, więc może w przyszłym roku jak się zaczną przedmioty zawodowe, zdobędę trochę konkretnej wiedzy na temat projektowania takich maszyn jak CNC.

[ Dodano: 2010-01-22, 23:10 ]
Minęło trochę czasu i narysowałem wstępny projekt ramy. Nie jest to wersja finalna, bo chciałbym zapytać o parę rzeczy.

Ostatecznie konstrukcja z ruchomym stołem. Mechanicznie wózki mają możliwość ruchu o x - 310, y - 435, z 137,5 mm, więc z krańcówkami planuję uzyskać pole robocze 300x430x130.

Ponieważ mam w sterowniku wyjście na 4 silniki, będzie też oś tokarska A, mocowana na czas używania do stołu.

Wszystkie wałki są podparte, fi 16. Na rysunkach na całej długości i prawdopodobnie tak będzie, bo zależy mi na tłumieniu wibracji. Silniki 1,9Nm, 2,1A - 57H76-3008B:
http://www.allegro.pl/item883147950_sil ... _nowy.html

Co do śrub to planuję w tej chwili użyć 14x4, ale nie umiem tego jakoś uzasadnić poza wrażeniem że są dość mocne. Czy to dobry wybór? Mam zamiar użyć nakrętki firmy Igus, z linii DryLin, głównie dla tego że są bezobsługowe i bezluzowe co znacznie zmniejsza koszty bo potrzeba tylko jednej. No i tłumią wibracje, więc może to być ciekawa sprawa. Tu właściwie niema ryzyka, najwyżej będę musiał dokupić drugą i skontrować, gdyby jednak luzy wystąpiły.
http://www.igus.pl/wpck/default.aspx?pa ... indemutter

Teraz rysunki.
Rama z rur kwadratowych 50x50 mm ścianka 4mm. Wzmocnienia z blach 10 mm, inne elementy będą z kątowników ścianka 5mm. Porównanie do człowieka 180cm wzrostu:


Widok z przodu:


Widok z tyłu:


Teraz coś z czym się trochę namęczyłem, mimo że rozwiązanie było w miarę proste. Sposób na odpływ chłodziwa z ruchomego stołu:


W drugiej rynience pod stołem będzie filtr z gąbki który oddzieli wióry. Rynny są zamontowane na prowadnicach szufladowych, żeby można je było łatwo wysunąć. Dolna rynna - wiadomo, zbiornik na chłodziwo. Będzie w niej pompa która wymusi obieg.

Przekrój przez ramę w miejscu gdzie widać łożyska stołu:

(Ustawione w kwadracie, taka sama odległość w drugą stronę)

Zbliżenie na krzyżak i jego łożyska:

Tu mam najwięcej wątpliwości. Czy te podparte wałki osi Z mają sens? Czytałem że łożysko osi Z powinno być nieruchome, a wałek powinien przesuwać się w nim, dla lepszej sztywności. Nie wiem jednak czy taka konstrukcja polepszy sztywność, czy lepiej użyć wałka np. 20 i podwójnych łożysk zamkniętych? Jakich obciążeń bocznych mogę się spodziewać od frezu przy pracy w aluminium? Coś rzędu 50N?

Co do przeniesienia napędu to po przemyśleniu chyba lepiej będzie zrobić to na paskach. Mogę wtedy za razem zrobić redukcję 2:1, która myślę że będzie przydatna. W ten sposób też najłatwiej jest to wszystko wyregulować. Mogę dać silnik na podłużnych otworach (mimośrodowych to się chyba nazywa?) i odsunąć go na właściwą odległość o ostatnie 2-3 mm napinając elegancko pasek. No i jest jeszcze kwestia bezpieczeństwa maszyny. Ponieważ roboty buduję w kilkuosobowym zespole, jest szansa że maszyny będzie używał ktoś kto się na tym mniej zna. Gdy wszystko jest połączone na sztywno, przez twarde sprzęgło, nie wiem co się może stać gdyby wózek w coś uderzył na końcu toru. Tak po prostu pasek przeskoczy o ząb. Mogę z tego pomysłu jeszcze zrezygnować, ale myślicie że byłoby to okupione dużym spadkiem precyzji?

[radziwon]

Mogę dać silnik na podłużnych otworach (mimośrodowych to się chyba nazywa?)

Nie. Mimośród to koło z otworem wywierconym nie w środku a minimalnie obok ( niecentrycznie ). Masz rower z siodełkiem/kołami mocowanymi na zacisk ? To jest właśnie mimośród z dodaną dźwignią. Też miałem problem co to właściwie jest. Bez rysunku na Wikipedii jak bez ręki .

(...)nie wiem co się może stać gdyby wózek w coś uderzył na końcu toru.

Przede wszystkim warto zamocować i podłączyć krańcówki, czyli przyciski na końcach dozwolonego zakresu ruchu każdej osi. Gdy sterownik/program sterujący dostaje sygnał z takiego przycisku wyłącza maszynę/oś.

[FlashEF]

Bezwzględnie krańcówki będą na każdej osi zarówno na dodatnim i ujemnym jej końcu. W mojej pierwszej maszynie niema nic poza krańcówkami home i to się daje we znaki. Chodzi mi o sytuację całkowicie awaryjną, choć też o to, że przy ręcznym przesuwaniu osi, przynajmniej na mojej konfiguracji Macha 2 krańcówka nie zatrzymuje maszyny. Bywało u mnie też kilka razy tak, że kabel od przycisku z dziwnych powodów odpadł. Dobrze by było, by taka prosta awaria nie powodowała od razu zniszczeń.

Z resztą najbardziej kłopotliwe jest chyba ręczne ustawianie końca frezu na materiał za każdym razem gdy zaczynam pracę, więc jakiś tani czujnik długości narzędzia też planuję (widziałem takie po 100 zł, a mam też już przemyślenia co do własnego układu - bez jakichkolwiek ruchomych części, wykorzystujący fakt że masa żelastwa we wrzecionie działa jak antena radiowa i można wykryć szum wielokrotnie powiększający się gdy frez dotknie blaszki czujnika).

Najbardziej mnie w sumie zastanawia jakich obciążeń dla konstrukcji mogę się spodziewać od frezu pracującego we wrzecionie. Wstępnie zakładałem maksymalnie 50N, choć gdyby w mojej aktualnej maszynie pojawiła się taka siła, to wszystko by się rozleciało, a frezy będą te same, przy ośmiokrotnie mocniejszym napędzie... więc jest to chyba wartość przesadna.

[oprawcafotografii]

Bezwzględnie krańcówki będą na każdej osi zarówno na dodatnim i ujemnym jej końcu. W mojej pierwszej maszynie niema nic poza krańcówkami home i to się daje we znaki. Chodzi mi o sytuację całkowicie awaryjną, choć też o to, że przy ręcznym przesuwaniu osi, przynajmniej na mojej konfiguracji Macha 2 krańcówka nie zatrzymuje maszyny. Bywało u mnie też kilka razy tak, że kabel od przycisku z dziwnych powodów odpadł. Dobrze by było, by taka prosta awaria nie powodowała od razu zniszczeń.

Dwa zestawy krancowek - jeden podlaczony do komputera, drugi "awaryjny"
obslugiwany sprzetowo przez sterownik. Oczywiscie ten drugi "ciut" dalej niz
punkt normalnego zadzialania pierwszych, tak zeby po przeciagnieciu poza
pierwsze krancowki elektronika wylaczyla sprzetowo maszyne nawet bez
zalaczonego komputera (czy np. z zawieszonym systemem).

"Przyciski" krancowek maja zazwyczaj na tyle spory zakres ruchu, ze mozna
spokojnie dobrac odpowiednie.

J.

[FlashEF]

Bardzo dobry pomysł. Podepnę drugi zestaw krańcówek pod przekaźnik zasilający trafo silników i elektronikę sterującą. Nie wyłączy mi to komputera, ale zatrzyma wrzeciono, pompy i wszystkie silniki. Na komputerze wystarczy wtedy ręcznie włączyć już po fakcie e-stop, ręcznie cofnąć maszynę do bezpiecznej pozycji, wtedy wróci zasilanie silników i włączyć wszystko z powrotem. Dziękuję za sugestię, wartą punkt "pomógł" .

Zdecydowałem się też trochę powiększyć maszynę. W tej chwili jest dopasowana do rozmiarów stołu na którym stoi stara. To bez sensu, lepiej mi powiększyć stół i zaprojektować wszystko tak, by maksymalnie wykorzystać wałki które i tak muszę kupić, polepszyć też trochę sztywność. Zgodnie z sugestiami postanowiłem dać oba wałki y na jednej płaszczyźnie. Co do Z - znalazłem układ wałków który rozwiąże problem sztywności. Inspiracją było czyjeś zdjęcie na forum, z wałkami na łożyskach kulkowych, ale niestety ponieważ to losowa galeria, a dodatkowo nie przeglądałem forum w domu, to nie odtworzę autora. W każdym razie wygląda to tak:



W środku jest śruba Tr16x4, muszę sprawdzić czy się zmieści. Jesli byłyby problemy - wystarczy to i owo trochę powiększyć, ale wygląda że da radę, skoro musi być tylko blok łożyskujący na końcu.