Kończę właśnie swoją kopiarkę. Nie jest to cyfrówka, tylko maszyna manualna.
Odpowiednik takiego ustrojstwa:
Podzielę się wrażeniami z pracy po wykończeniu.
Ale nie to jest moim podstawowym tematem. Po prostu przyglądając się tej konstrukcji zacząłem się zastanawiać, czemu nie stosuje się odpowiednika takiego mocowania do maszyn cnc.
Robiłem już pewne testy i mam kilka wniosków:
Po zrównoważeniu masy na obu ramionach ramy roboczej - tej w której osadzone jest wrzeciono, mogę nią swobodnie kręcić. Opisana jako rama A.
Podobnie zrobiłem z ramą B. Przedłużyłem ją w dół i zrównoważyłem masy.
Aby więc poruszać wrzecionem muszę tylko pokonać bezwładność. Dosyć dużą. Bo całość waży kilka kilo.
Takie rozwiązanie powoduje jednak, że "przerabiając" taki układ prawie zupełnie nie muszę się martwić stabilnością i wytrzymałością prowadnic liniowych. A o gratisowym dodaniu dwu osi obrotu już zupełnie nie wspomnę. Można więc zastosować cieńsze i tańsze prowadzenie wózka i uzyskać gigantyczny rozmiar roboczy. Prawdopodobnie silniki również mogłyby być słabsze.
Nie wiem, czy moje rozumowanie ma jakieś luki. Może Wam uda się wytknąć jakieś błędy. Rozumiem też, że pewnie niewiele osób miało doświadczenie empiryczne z takim układem.
W każdym razie zaczęło mnie korcić wykonanie cnc opartego na tej konstrukcji. Ale z tym wstrzymam się do momentu porządnego przetestowania kopiarki.
Konstrukcje CNC buduje się sztywne i masywne, aby przeciwdziałać ugięciom konstrukcji pod wpływem sił skrawania oraz drganiom. Przy kopiarce manualnej można ręcznie wszystko poprawić, zrobić sobie obróbkę zgrubną i wykańczającą itp. Przy CNC takiej możliwości nie ma - co więcej; nawet nie zawsze można wykonać obróbkę wykańczającą (np. przy wycinaniu elementu z blachy - element odpada od materiału i nie ma jak go wykończyć).
Poza tym, CNC "nie czuje" narastających drgań i nie zareaguje na nie zanim nastąpi katastrofa (np. złamanie narzędzia, zgubienie kroków czy inne uszkodzenie, nierzadko owocujące zniszczeniem obrabianego materiału). Poza tym, nawet przy ręcznym jeżdżeniu frezarką przy tak lichym montażu nie należy się spodziewać dobrze wykończonych krawędzi.
Dodatkowe osie w tej konstrukcji niby są, ale ich zasięg pracy jest mały. Przeciwwag się nie stosuje (jeżeli już, to siłowniki pneumatyczne lub sprężyny) ponieważ jest to dodatkowa masa zwiększająca bezwładność układu.
Dalej: taki układ wymaga napędów obrotowych w miejsce liniowych. Są one trudniejsze do wykonania bez luzu. Również sterowanie komplikuje się dość mocno - o ile 3-osiówką czy 4-osiówką (3 osie + uchwyt tokarski) steruje się bardzo prosto, to już przy takim układzie sterowanie robi się "zabawniejsze".
Na koniec dodam, że pewną wariację na temat takiej maszyny się stosuje - są budowane roboty w postaci ramienia, które obrabiają element stojący na obrotowym stole. Są to maszyny zazwyczaj stosowane do obróbki materiałów lekkich (pianki jakieś, może drewno), np. do produkcji wzorów do odlewów na piankę traconą.
ursus_arctos pisze:Konstrukcje CNC buduje się sztywne i masywne, aby przeciwdziałać ugięciom konstrukcji pod wpływem sił skrawania oraz drganiom. Przy kopiarce manualnej można ręcznie wszystko poprawić, zrobić sobie obróbkę zgrubną i wykańczającą itp. Przy CNC takiej możliwości nie ma - co więcej; nawet nie zawsze można wykonać obróbkę wykańczającą (np. przy wycinaniu elementu z blachy - element odpada od materiału i nie ma jak go wykończyć).
Poza tym, CNC "nie czuje" narastających drgań i nie zareaguje na nie zanim nastąpi katastrofa (np. złamanie narzędzia, zgubienie kroków czy inne uszkodzenie, nierzadko owocujące zniszczeniem obrabianego materiału). Poza tym, nawet przy ręcznym jeżdżeniu frezarką przy tak lichym montażu nie należy się spodziewać dobrze wykończonych krawędzi.
Po obejrzeniu kilku filmów nie do końca zgadzam się z określeniem "licha konstrukcja".
[youtube][/youtube]
Sam nie do końca wierzyłem w taką dokładność. Ale za chwilę przetestuje to sam empirycznie.
ursus_arctos pisze:Dodatkowe osie w tej konstrukcji niby są, ale ich zasięg pracy jest mały. Przeciwwag się nie stosuje (jeżeli już, to siłowniki pneumatyczne lub sprężyny) ponieważ jest to dodatkowa masa zwiększająca bezwładność układu.
Tak. Zwiększa bezwładność. Może gadam głupoty, ale to dobrze. Niech mnie ktoś poprawi, ale właśnie po to buduje się masywne maszyny, aby były sztywne i z dużą bezwładnością. Bo to niweluje drgania. W normalnym CNC 100 kilowy wózek to problem, bo prowadnice muszą go unieść i się nie ugiąć. Czyli być dużo droższe. Tutaj masę przenosi głównie ramię. Proste i tanie w budowie. Nawet jeśli podwieszona masa miała by być duża.
ursus_arctos pisze:Dalej: taki układ wymaga napędów obrotowych w miejsce liniowych. Są one trudniejsze do wykonania bez luzu. Również sterowanie komplikuje się dość mocno - o ile 3-osiówką czy 4-osiówką (3 osie + uchwyt tokarski) steruje się bardzo prosto, to już przy takim układzie sterowanie robi się "zabawniejsze".
Nie myślałem o zastosowaniu napędu obrotowego. W końcu ramię mogę prowadzić również z boku zwykłym napędem śrubą.
ursus_arctos pisze:Na koniec dodam, że pewną wariację na temat takiej maszyny się stosuje - są budowane roboty w postaci ramienia, które obrabiają element stojący na obrotowym stole. Są to maszyny zazwyczaj stosowane do obróbki materiałów lekkich (pianki jakieś, może drewno), np. do produkcji wzorów do odlewów na piankę traconą.
Tego nie widziałem. Pogogluję. Chyba, że pamiętasz nazwę albo link do takiego ustrojstwa.
Ja nie zamierzam wyważać otwartych drzwi. Zawsze mogę wejść do sklepu i kupić maszynę za pół miliona. (Oczywiście po wcześniejszym napadzie na bank
Po prostu rozważam trochę teoretycznie. Bo jak doskonale wszyscy wiedzą zwiększenie obszaru roboczego drastycznie podnosi cenę bo wszystkie elementy muszą być grubsze i sztywniejsze. Stąd myśl o właśnie takim "odciążeniu" napędu.
Maszyny buduje się masywne, żeby były sztywne. Zgoda. Natomiast wszystko, co nie jest po drodze od podstawy do wrzeciona, nie zwiększa sztywności. Może pomóc odciążyć napędy przy małych przyśpieszeniach.
I będę się upierał - ta konkretna realizacja tej konstrukcji jest licha. Np. oś, na której jest zamontowane wrzeciono jest cieniutka i jescze z przerwą - wątpię, czy ten wałek za wrzecionem jest idealnym przedłużeniem części przed wrzecionem. A powinien. To się nadaje do rzeźb - wzór zostanie odtworzony, czy na 20cm się rozjedzie o 0.5mm czy nie to szystko jedno, byle lokalnie dokłandość na poziomie 0.1 była to wygląda wszystko super.
Uważam koncepcję za ciekawą, ale ostatni "stopień" zapewniający przesuw liniowy trzeba całkowicie przebudować.
Do tego nie bardzo wiem, jak miałby wyglądać jego napęd przy takiej konstrukcji - skoro wokół jednej osi może się i obracać, i przesuwać.
Widzę 2 rozwiązania:
1. Można zrobić takie ramię, jak w linku poniżej, ale na podstawie nie obrotowej, a przesuwnej.
2. Zrobić na ostatnim stopniu, zamiast tej pojedynczej prowadnicy, jakąś zamocowana na łożyskach belkę z 2 prowadnicami, po których jeździ wrzeciono.
Jedno i drugie daje nam to całkiem zmyślną maszynkę, ale nadal uważam, że napęd takiej konstrukcji będzie bardzo skomplikowany - napędzanie tego śrubami jeszcze bardziej komplikuje równania rządzące ruchem maszyny (typowe CAMy mogą mieć problem) + dodawanie obrotowych bloków do napędu śruby i montażu nakrętki wydaje się być jakiomś koszmarem.
Podsumowując: jedyną zaletą tej konstrukcji jest IMHO stosunkowo łatwe uzyskanie 5 osi - chociaż klasyczna maszyna ze stołem obrotowo-uchylnym jest prostsza w realizacji.
awadon pisze:Również sterowanie komplikuje się dość mocno - o ile 3-osiówką czy 4-osiówką (3 osie + uchwyt tokarski) steruje się bardzo prosto, to już przy takim układzie sterowanie robi się "zabawniejsze".
Nie myślałem o zastosowaniu napędu obrotowego. W końcu ramię mogę prowadzić również z boku zwykłym napędem śrubą.
Ale co to zmienia? Sterowanie dalej będzie trudne.
Może nie rozumiesz: nie chodzi o mechanikę do obracania (choć ona też będzie problemem), lecz o sterowanie. Czyli program. On będzie trudniejszy.
Bo chcąc przesunąć frez np. o 10mm do przodu na maszynie liniowej po prostu uruchamiasz oś X, Y czy tam Z, i przejeżdżasz 10mm.
A tutaj nie. Przesunięcie liniowe wymaga udziału 2 czy nawet 3 osi. I to nie liniowego udziału.
Do przesunięcia liniowego potrzeba ten ruch przeliczać za pomocą funkcji sin/cos albo arcsin/arccos na ruch każdej osi.
W dodatku luzy czy dokładność w każdym miejscu będzie inna co utrudni kalibrację czy programowe kasowanie luzów.
