Законченный проект: Станок 2265*1425*200 по дереву

[LexaK]

Добра сообществу.
Намедни почти завершил свой аппарат. Несмотря на мелкие недоделки, уже снял первую стружку . Кратенько, с картиночками.

1. ТТХ
– станок предназначен для выполнения работ по мягким метериалам: дереву, пластику и пр. Область применения: мебельное производство, раскрой листовых метериалов.
– станок выполнен по классической портальной схеме с подвижным порталом.
– максимальный размер рабочей зоны 2265*1425*200
– скорость перемещений : X/Y: 12000 мм/мин, Z: 7800 мм/мин.
– точность пока не замерял. Прогон индикатором по плоскости стола (индикатором! По ДСП! ) показал отклонения от непрямолинейности ± 0,1мм max по всему рабочему полю. Такие же измерения, но проведенный по поверочной линейке, установленной на столе дали ± 0,03мм max.
– проводы осей: X/Y: зубчатая рейка, Z: ШВП с использованием шаговых двигетелей.
– направляющие: X: HIWIN 25, Y/Z: HIWIN 15

2. Примененные конструкторско-технологические решения. К сожалению, многие решения являются нерациональными, но выбирались из возможностей гаражной мастерской.
2.1. Станина сварная, из трубы 100*100*5. Усилена раскосами из уголка 40*40*4. Отжиг станины не производился (знаю, что нехорошо). Взамен была произведена выдержка 5 мес. Корректировка неровности основной (черновой) станины реализована с помощью выполнения из металлополимера привалочных плоскостей. Плоскости вышабрены на краску по поверочной линейке ШД1600 и станочного уровня точностью 0,05мм/1м.

2.2. На черновую станину установлена чистовая станина, реализованная из швеллера 150*50*6. Материал АД31, фиксация болтами М12*1,25 в десяти точках. Установка рельс оси Y выполнена по поверочной линейке. Плоскость рабочего стола изготовлена из уголков 50*50*5, скрепленных попарно. После сборки верх стола профрезерован фрезой диаметром 6мм и отшлифован абразивной чашкой. Сверху в качестве временного решения установлен лист ДСП, который в дальнейшем будет заменен на Т-профиль.

2.3. Портал изготовлен из алюминиевого швеллера 150*65*7. Швеллеры скреплены болтами попарно и образуют коробчатую конструкцию.

2.4. Стойки портала состоят из двух частей каждая, скрепленных болтами. При необходимости можно открутить болты и поднять/опустить портал на 30 или 60мм. Точность установки составных частей стоек обеспечивается штифтами. Место сопряжения балки и стоек также штифтовано.

2.5. Плоскостность мест установки рельс на балке реализована с помощью полиэфирной шпаклевки с последующем пришабриванием по поверочной линейке на краску.
2.6. Каретка Y выполнена методом литья по выжигаемой модели из сплава АЛ4.
Форма каретки обеспечивает высокую жесткость «на изгиб». Точность выполнения привалочных плоскостей для рельс обеспечена фрезеровкой «с одной установки». Непараллельность по результатам измерений составила 0,01мм.
Каретка Z изготовлена из трех частей в виде швеллера.

2.7. Приводы осей X и Y выполнены на безлюфтовых планетарных редукторах. Двигатель с редуктором закреплен на поворотной пластине, которая установлена на ось с помощью пары подшипников 60101(Зарубежный аналог 6001Z). Прижим шестерней к рейкам обеспечивают пружины. Этим достигается отсутствие люфта и предотвращение чрезмерных нагрузок на подшипники редуктора.

2.8. Консоль оператора

2.9. Двигатели и драйверы:
X: типа 23_2430 http://duxe.ru/product_info.php?cPath=3 ... cts_id=323. Ток 3А, сопротивление фазы 1.6 Ом, Индуктивность 6.8 мГн, Момент удержания 28 кг*см
Редуктор PF57-10 http://darxton.ru/catalog_item/reduktor ... 10-nema23/
Y: приобретен на ибее за 50$ вместе с редуктором. Маркировку не помню. Параметры мотора: Ток 3А, сопротивление фазы 0,9 Ом,
Z: типа 23HS8430 http://duxe.ru/product_info.php?cPath=3 ... cts_id=276 Ток 3А, Сопротивление фазы 1 Ом, Индуктивность 3,5 мГн, Момент удержания 18 кг*см.
Драйверы Leadshine AM882. Напряжение питания 70 В, деление на шаг – 8

Бюджет ок. 230тыр включая материалы и работы сторонних лиц/организаций.

Что нравится:
– СКОРОСТЬ !!!!! После установки MESA 5i25 скорость достигла 18000 мм/мин для X/Y и 9800 для Z. Рабочую скорость слегка уменьшил до 15000/15000/9000 мм/мин. Звук при перемещении - легкое жужжание. Нахожу, что для аппарата на основе шаговых двигателей весьма неплохой результат.
– должна получиться относительно неплохая для деревообрабатывающего станка точность. Надеюсь попасть в +-0,1мм по всему полю. Померяю - напишу.

Что не нравится:
– Сложность и нетехнологичность.

Что бы сделал по-другому:
– стол в виде единой конструкции. Невыполнимо из-за отсутствия возможности обработки привалочных плоскостей для рельс и плоскости стола.
– балку из готового профиля

Что надо сделать:
– изготовить панели обшивки для станины и поддоны под стол, ибо через отверстия внутрь проникает стружка.
– заменить ДСП на Т-профиль.
– обмыть

Собственно проект в формате Компас v15:

Mechanical.7z

(9.49 МБ) 1145 скачиваний

[MX_Master]

Драйверы Leadshine AM882. Напряжение питания 70 В.

Это вы столько на шаговики подаёте (через драйвер) или имелся ввиду просто максимум драйвера?

[VitalikD]

Всегда было интересно, как для такой махины должен выглядеть правильный стол и с каким шагом для него опоры закладывать.

[LexaK]

Это вы столько на шаговики подаёте (через драйвер) или имелся ввиду просто максимум драйвера?

Да, драйвера питаются от 70 В. А двигатели питаются не напряжением, а током. В данном случае 3А, который, собственно и формирует драйвер. Зато при таком напряжении питания моторы в моем случае крутятся 24 об/сек = 1440 об/мин при допустимой потере момента, и это не предел

[pup]

Круто. Есть вопрос:

Корректировка неровности основной (черновой) станины реализована с помощью выполнения из металлополимера привалочных плоскостей. Плоскости вышабрены на краску по поверочной линейке ШД1600 и станочного уровня точностью 0,05мм/1м.

Плоскостность мест установки рельс на балке реализована с помощью полиэфирной шпаклевки с последующем пришабриванием по поверочной линейке на краску

Почему не шабрить сразу металл? Какие преимущества? Имеет ли смысл на стали делать так же? (это для установки рельс, правильно?)

[LexaK]

В первом случае пришлоси бы шабрить несколько мм стали по всей длине. Сомнительное удовольствие. Я сделал десять пятачков из металлополлимера толщиной ок. 5мм и размером с пачку сигарет. Их было пришабривать проще. См. фото 3
Во втором случае непрямолинейность балки была ок. 0,3мм. Шпаклевка наносилась на проваленные участки, опять же, чтобы не снимать металл по всей длине, а затем шабрилось. На выступающих участках - металл, на проваленных - шпаклевка. Впрочем, если бы нанести такой слой шпаклевки, который перекроет все неровности, прижать его линейкой и дать высохнуть, было бы проще. Но мне подумалось, что толстый слой шпаклнвки не есть хорошо.

[robot-home2000]

скоро проверка первая стружка))

[LexaK]

первая стружка ужЕ.

[MX_Master]

Это вы столько на шаговики подаёте (через драйвер) или имелся ввиду просто максимум драйвера?

Да, драйвера питаются от 70 В. А двигатели питаются не напряжением, а током. В данном случае 3А, который, собственно и формирует драйвер. Зато при таком напряжении питания моторы в моем случае крутятся 24 об/сек = 1440 об/мин при допустимом петере момента, и это не предел

Какой при этом температурный режим у моторов? Имею ввиду, не 2-3 минуты для проверки, а хотя бы пол часа реальной работы мотора. Скоростной режим мне полностью понятен, интересует насколько греются. Встречал советы по напряжению на драйвере для Nema23, где рекомендуется от 24 до 48V с пределом в 60V. Вот стало интересно, как ведут себя ваши моторы, когда на драйвере 70V.

[LexaK]

Рука терпит с запасом, т.е. ок 45-50 град.. А в простое драйверы снижают ток и моторы вовсе холодные.
Мотору абсолютно все равно, какое напряжение получает драйвер. Мотору важно, каким током его кормят. Вот тут главное не переборщить. Для скоростных характерестик важен же параметр dI/dt. Из формулы I= Ut/L следует, что первая производная (dI/dt) = U/L, т.е. зависит от физического параметра мотора и напряжения питания. Иными словами, от напряжения питания зависит время, необходимое на то, чтобы ток в обмотках достиг нужной величины. После установления тока он не меняется и не зависит от напряжения, поскольку драйвер его держит на этом уровне, то есть является генератором тока.

Встречал советы по напряжению на драйвере для Nema23, где рекомендуется от 24 до 48V с пределом в 60V.

Скорее это рекомендации к драйверу, предназначенному для питания моторов nema23 (хотя при чем здесь фланец?), а не к самому мотору.

[VitalikD]

А в простое драйверы снижают ток

А также отсутствуют потери в стали статора от перемагничивания. На больших оборотах эти потери превышают потери на сопротивлении обмоток и, вобщем то, определяют максимальные обороты двигателя.

(dI/dt) = U/L

,где от U надо отнять противоэдс двигателя. Для этого запас напряжения и нужен, поскольку противоэдс двигателя с постоянными магнитами пропорционально оборотам.

[LexaK]

Подключил и настроил MESA 5i25. Разогнал X и Y до 18000 мм/мин, Z - до 9600 мм/мин.

[mizunov]

День добрый . Станок супер. Тоже занимаюсь разработкой такого станка с раб полем 1530х2500 (изначально планировал 1220х2500). Ширину такую взял исходя из композита и фанеры. Начала появляться такая потребность.
У меня вопрос по штифтам. Можете кратко описать процесс. Интересуют сами штифты, покупные или самодельные, их установка.

[LexaK]

Я делал так:
В процессе изготовления в детали, которая является одной из сопрягаемых, сверлятся отверстия, обозначенные на рисунках стрелками. После сборки и юстировки через эти отверстия тем же самым сверлом намечаются точки сверления на ответных деталях. Затем узел разбирается и по полученным меткам на станке сверлятся отверстия необходимой глубины. Если рука крепкая, то с помощью ручного инструмента можно просверлить эти отверстия на месте, используя первую деталь как кондуктор, но это нежелательно, т.к. отверстия разбиваются. Затем в отверстия в одной из сопрягаемых деталей вставляются штифты и крепятся на анаэробный фиксатор резьб. Далее узел собирается в обычном порядке. В качестве штифтов я использовал штоки толкателя бензонасоса с моторов ВАЗ-2101. Они шлифованные, имеют диаметр 5мм и стоят на любой разборке ничего.
У меня штифтованы соединения:
– балка портала + стойки
– составные части стоек
– все составные части кареток Y и Z, включая узел подшипников винта Z и корпус гайки Z

[cncmybox]

А почему выбрали такое расположение профильных рельс по Y (перпендикулярное)?
И можно ли модельку Y/Z заполучить на посмотреть?

[mizunov]

А как дела с синхронизацией по Х?

[LexaK]

А почему выбрали такое расположение профильных рельс по Y (перпендикулярное)?

Чтобы максимально разнести их друг от друга и увеличить плечо.

И можно ли модельку Y/Z заполучить на посмотреть?

Можно. Я не собираюсь продавать проект. Формат - Компас v15. Версия не самая последняя и отсутствуют некоторые детали и правки, но смысл понятен.

А как дела с синхронизацией по Х?

Два драйвера подключены как отдельные зависимые оси. На каждой стойке портала предусмотрено место для индукционного датчика - отдельного для каждой стороны. Таким образом все готово, чтобы наточить конфигурацию типа Gantrykins в терминах Linuxcnc. Но по факту пока вручную

[Filyushin]

У Вас как у знатока своего дела хотел спросить по поводу этого шпинделя: http://ru.aliexpress.com/item/Water-Coo ... 9.7.H1QAy2
Подойдет он для рабочей поверхности у станка размером 2000х1300х160...? и вообще это норм шпиндель, хватит мощности в 2.2кВт?

[LexaK]

Ну, какой же я знаток? По сравнению со здешними монстрами я так, мимо проходил...
А шпиндель у самого такой стоит (см. фото). По надежности ничего не могу сказать, т.к. своей статистики нет. Покупал у Славы. По отзывам форумчан, надеяться на супер-качество не стоит, но пилит нормально. И опять же традиционная китайская лотерея - у кого ходят годами, у кого нет.

[Filyushin]

О как, ну думаю такой же и возьму.
Какой инвертор Вы использовать планируете?
Ещё интересно, если не секрет, сколько стало Вам все по деньгам?