Самодельный ЧПУ раскладчик

[Nick]

Решил реализовать давнюю идею - раскладчик с управлением от компьютера.
Основные задачи/параметры:

• быстрое перемещение 6000мм/мин
• 4 оси, XYZ и поворот вокруг оси Z
• быстрое ускорение до 100мм/с**2
• точность перемещений +/-0,5мм
• перемещение исполнительного блока весом до 0,5 кг
• быстрая сборка без использования сложного инструмента
• дешевая себестоимость

...

В шапку буду добавлять материалы по мере реализации...

...
Текущая стадия: готова механика трех осей. Пока без передач и крепления двигателей.

[Nick]

Хороший момент нам не критична жесткость и точность ! Можно все делать из подручного материала, дерева или пластика. Желательно уменьшить вес конструкции.

Один из возможных вариантов реализации - использование сборных систем Joker, Uno. Из этих систем делают витрины для магазинов. Они дешевы, универсальны и очень просты в сборке. При этом достаточно прочные. Видел в шинном магазине как из них сделали 5-6 этажный стеллаж для автомобильных дисков, а они далеко не легкие.

Система Joker состоит из стальных труб диаметром 25мм и толщиной 1мм. Помимо конструкционной основы станка, трубы будут выполнять роль направляющих.
Вот начальный общий вид чпу раскладчика:

Вот примерный вид каретки оси Х:
Используются подшипники качения 6х6х15мм - 6 шт. Подшипники 6-ти миллиметровые, потому что они валяются у меня без дела . Каретку скорее всего сделаю из фанеры 10мм, нарежу составляющие на самодельном фрезерном станке и скреплю при помощи болтов/саморезов. Компенсация люфта будет осуществляться путем сжатия нижней части каретки.

[Nick]

Про размеры забыл написать:

• размеры рабочего поля 600х600х600мм (да-да по Z нужен высокий размер).

Вот отрисовка проекции каретки для чпу раскладчика:
Пока без размеров и точного расположения крепежа.

[Nick]

Появилась идея облегчить подвижную конструкцию, т.е. оси Y и Z. По оси У одну или даже обе направляющих заменить алюминиевыми профилями квадратного сечения. Если заменять только одну направляющую - то на алюминиевый профиль практически не будет нагрузки.

Посмотрел сегодня конструкции Joker у нас в питере они продаются в магазинах Метизы. Сфотографировал на мобильник стенд. Когда доберусь до дома выложу фотку.

Эх, видел сегодня на выставке нормальный раскладчик... Стоял в автоматической линии по созданию плат с диодами. С двумя "головами" на каждой по 5 манипуляторов. Привод там - линейный магнитный двигатель. И когда одна ось куда-то перемещается чувствуется как пол дрожит. И ось практически мгновенно перемещается на пол метра. Один чел даже шуганулся, когда она внезапно быстро к нему переместилась, хотя все за стеклом и явно что из станка ничего не выпрыгнет . Стоит наверное, зараза, несколько миллионов... Там есть направляющие, которые задают ширину платы, так вот их ширина регулируется ШВП, причем наверняка это делается один раз за целую партию печатных плат, но на этом стоит как минимум 2 ШВП ! Хотя при высокой стоимости станка, ПО и всего прочего нет смысла экономить на паре-тройке ШВП .

[Nick]

Моделисты советуют не использовать винтовое соединение и соединения на саморезах при работе с фанерой. вместо этого лучше использовать клееное соединение шип-паз. Придется попотеть вырезая все детальки с шипами.

Также нужно будет сделать специальное крепление под подшипник а-ля обойма, это увеличит жесткость каретки.

[V0id]

зачем по 3 пары подшипников на каретку(если нагрузок нет хватилоб и двух)? думаю будет клинить также как твой сейчашний станок при таких соотношениях (длинна каретки)/(расстояние между каретками), хотя 3д чертеж без размеров и возможно мне просто это кажется. Либо придется два винта ставить и синхронизировать их опять.

[Nick]

Нагрузки будут появляться при резких ускорениях, которых хотелось бы достичь.

Мой нынешний станок, клинит из-за плохой реализации винт-гайка. Портал ездит прекрасно без каких-либо нагрузок. При этом сам выравнивается в поперечной плоскости. Перекосить его можно где-то на сантиметр и он не заклинит.

[Nick]

Сегодня купил две трубы по 3000мм, 3 соединителя для труб под прямым углом, шесть муфт для закрепления тубы на ровной поверхности и труборез.
Покупал в Метизах - магазин крепежа. Все в сумме вышло 1245 руб.

Купил всего три соединителя, т.к. больше не было, завтра поеду в другой их магазин.

Труборез - вообще классная штука, трубу режет без усилий за минуту. Разрез получается очень ровный и строго под прямым углом.
Надеюсь, что завтра доеду до дома и попробую собрать основание .

[Nick]

Докупил нехватающие части, в сумме вышло 450р. Это 4 Т-образных крепежных модуля для ножек, один соединитель под 90 радусов, и 4 регулируемые ножки. Осталось купить втулки для ножек.

Вот что у меня есть на данный момент:

Отрезал 4 куска по 17см на 4 ножки. Пока они будут 17 см, потом, если нужно будет увеличить, их будет просто заменить.

А вот так выглядит разрез трубы при помощи трубореза:

[V0id]

С такими тонкими трубами нагрузок не должно быть практически. Поэтому я бы рекомендовал всеже сократить количество подшипников с 6 до 4 на каретку. Конструкцию каретки в таком случае можно сильно упростить. Интересно взглянуть на набросок планируемого станка вцелом, пока только Х вижу.

[Nick]

Труба кстати мне понравилась, при длине 3 метра она конечно прогибается, но прогибается примерно как стальной прокат 25х25х4. При длине 80см руками прогнуть не получилось.

На моем самодельном фрезерном станочке самое слабое место оси Y и Z, т.к. на них каретки с 2 парами подшипников а не четырьмя, в итоге люфты и нагрузки гораздо больше, чем могли бы быть. Нагрузки больше в плане того, что они направленны на прогиб направляющих а не на их сжатие.

В трубах системы Joker мне не понравилось то, что они не совсем круглые, погрешность в пределах 0.3мм. Но это буде не так важно, если форма сечения пусть даж не ровная будет сохраняться по всей длине трубы.

[Nick]

Отрезал 4 куска трубы по 700см для основания. Размер выбрал наугад, т.к. трубы можно будет потом легко заменить на более длинные или короткие.

И соединил их при помощи стандартной фурнитуры. Получилось достаточно жесткое основание. Затем присоединил ножки. При затяжке болтов обычной отверткой ножки подворачиваются, но с усилием. Думаю, если затянуть ключом, то проблема исчезнет.
Нужно отметить, что труба спокойно выдерживала когда я опирался на нее почти всем своим весом (мой вес 80 кг), при этом она не прогибалась.

самодельный чпу раскладчик основание портала

[Nick]

Сделал каретку....
Из алюминиевой трубы 15х15х1,5мм и винтов и подшипников.

Вот первое фото:

Люфтов вроде нет, более того, есть натяг за счет мягкости материала - алюминия.

[Nick]

Сделал две каретки для оси Х.

Самое хорошее, что после установки каретки на трубу, можно очень просто подтянуть люфты, затягивая гайки. Люфтов не остается совсем. Можно регулировать плавность хода затягивая гайки еще сильнее.

При этом всем можно не парится на счет точности сверления отверстий в алюминиевом профиле, если что все недостатки потом можно исправить дополнительным натягом. Когда делал вторую каретку, сразу сверлил отверстия 7мм вместо 6, чтобы винты проще входили в не совпадающие отверстия.

[Nick]

Собрал направляющие оси Y.
Как и писал раньше, каретки оси Х сделаны из алюминиевой трубы и подшипников 6х15х5мм.

Вот маленькое видео, как ездит портал:
https://www.youtube.com/watch?v=3iZ7kB3m41M

[master_70]

раскладчик, а что он должен будет раскладывать.искал в тексте , но так, что то не увидел

[Nick]

У меня есть давняя идея сделать робота, который будет домики из спичек складывать...
Или мозаики из керамики...
И для того и для того большая точность перемещений не так важна, как скорость...

Делаю этот станок по наитию, чертежей не черчу .

[master_70]

понятно.
а мне вот приходится чертить , чтоб отдать чертеж на резку метала.
а то без чертежа и разговаривать не хотят.

[Nick]

С чертежом проще, сразу видно где проблемы будут. чертеж проще перерисовать, чем потом сталь 3 часа напильником строгать .
Так что не ленись - окупится.

[master_70]

дада и за одно проект весь видно сразу . типа чо доложно получится с точностью до милиметра.
исразу пересмотреть свои мысли если они не верны.