Законченный проект: Станок 2265*1425*200 по дереву

[LexaK]

Почему применен алюминий для портала, ведь сталь даст большую жесткость?

1. Вес. Меньше вес - выше ускорения. Вес этой алюминиевой балки 17кг. Практическое измерение жесткости: мой вес 75кг, приложенный к середине балки и направленный вниз вызывает смещение балки на 0,01мм по индикатору, что вполне соответствует расчету в Компасе и достаточно для практического использования. Жесткость в горизонтальной плоскости не измерял.
2. Доступность и простота обработки. Сталь обязательно поведет при сварке, ей требуется отжиг.

Как ведет себя конструкция в работе?

Пилит Из недостатков - отсутствие защиты от пыли рельс Y и частично Z.

есть опасения что портал будет разворачивать.

Почему? Два синхронизированных привода – по одному с каждой стороны вполне достаточны для того, чтобы портал не разворачивало.

Алюминий не планировали фрезеровать на станке?

Нет, только для дерева.

Если есть видео процесса работы, выложите пожалуйста здесь или в личке ссылку

См. выше

[pant-79]

Доброго дня.
Не подскажете, какие блоки питания и в каком количестве ставили на этот станок?

[LexaK]

Самодельный БП, переделанный из такого компьютерного: http://www.nix.ru/autocatalog/power_sup ... 85905.html
Он мне достался дохлый, поэтому цена результата очень низка, ок. 500р.
Перемотан трансформатор, выходные диоды имени тов.Шоттки заменены на обычные супербыстрые, да конденсаторы заменены на высоковольтные. На выходе +70В 7А(мах), +12В 2А, +5В 1А

[pant-79]

Жесть. И он вам на таких мощностях гоняет все 4 движка? Жестокая модернизация.

[LexaK]

Мы же инженеры , поэтому немножко матана.
Механическая мощность на валу электродвигателя:

Код: Выделить всё

N = omega * M = 2*Pi*M*n/60,          (1)

где M — момент силы, omega — угловая скорость, Pi — число пи, n — частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин.).
В моей механике максимальная скорость вращения на валу составляет 1600 об/мин. Из графика скорость/момент, взятого из документации Leadshine http://leadshine.com/UploadFile/Down/57HSxxd.pdfна двигатель 57HS22, как наиболее близкий по параметрам, получаем максимальный момент, равный 0,5 Нм.
По формуле (1) расчитываем мощность:

Код: Выделить всё

N=2*3.14*1600*0.5/60 = 84 Вт

Потребляемая электрическая мощность одного мотора:

Код: Выделить всё

P = N / КПД              (2)

КПД сильно зависит от скорости вращения. К сожалению, нигде в документации не нашел четких цифр, поэтому с учетом потерь в сердечнике (кстати, очень существенных на высоких оборотах) и оммических потерь на обмотках примем КПД = 0,75.
По формуле (2): P = 84 / 0.75 = 112 Вт.
Потребление четырех моторов Pобщее = 4 * P = 448 Вт. При напряжении питания драйверов 70В максимальный потребляемый ток I = P/I = 448 / 70 = 6,4 А.
Следовательно, мощность БП достаточна для работы в самых неблагоприятных условиях. В реальности такой режим, когда все четыре мотора развивают свой максимальный момент не будет использоваться.
Прикинем. В моем аппарате привод Y выполнен на зубчатой рейке с модулем 1. Приводная шестерня имеет 15 зубьев, стало быть диаметр делительной окружности 15мм, радиус R=7,5мм или 7,5e-3 м. Редуктор имеет коэффициент редукции 1:5. Следовательно, усилие на оси Y будет:

Код: Выделить всё

F = M*КПД/R = Mдвиг * 5 * КПД /R ~= 266 Н ~= 27 кгс при суммарном КПД редуктора и реечной предечи 0.8

Cумма усилий одного мотора по Y и двух по X дадут усилие на фрезе 60 кгс при подаче 15000 мм/мин. Вряд ли я буду пилить на таких режимах.

[pant-79]

Это ж получается, что от обычного компьютерного БП ватт на 600 можно расшевелить любой ЧПУ станок средней мощности... У меня просто планируется станок, похожий на ваш, только побольше и портал тяжеленный - 171 кг. Потому движки на него 86х75, но все равно выходит, что мне и обычного БП хватит на 3 таких движка... Правда, с трудом представляю, как выжать из такого БП 70 вольт. Вы не поделитесь схемой подключения?

[LexaK]

Теперь прикидочный расчет "с другой стороны".
Усилие, развиваемое мотором, при упрощенном рассмотрении расходуется на:
1. Преодоление усилий реакции рабочего органа.
2. Преодоление сил инерции частей станка при разгоне/торможении.
3. Преодоление сил трения в движущихся частях станка.
Рассмотрим случай, когда одновременно разгоняются все три оси и фреза врезается в материал.
Пусть реакция рабочего органа равна Fр=100 Н на каждую ось, масса оси Z со шпинделем mz = 8,5кг, Y: my=16.5кг, X: mx=59кг. Ускорение a=800мм/с2 = 0,8м/с2.
Приводы осей:
Z - ШВП 1605
X - реечная передача с модулем 1, шестерней на 30 зубьев и редуктором 1:10
Y - реечная передача с модулем 1, шестерней на 15 зубьев и редуктором 1:5
Примем КПД: КПДz = 0.95, КПДx = 0.8, КПДy = 0.8.
Тогда момент на валу двигателя Z ([http://electroprivod.ru/torque-leadscrew.htm)

Код: Выделить всё

Mz = ((Fр+mz*a)*n*P)/(2*Pi*КПДz) = 0,09 Нм (1)

где n=1 - число заходов винта, P=5e-3 - шаг винта

Момент на валу двигателя Y:

Код: Выделить всё

My = (Fр+my*a)*R/(5*КПДy) = 0.22 Нм (2)

где R - радиус делительной окружности шестерни Ry=7.5e-3 м, 5 - коэффиициент передачи редуктора Y

Момент на валу двигателя X:

Код: Выделить всё

My = (Fр+mx*a)*R/(2*10*КПДx) = 0.14 Нм (3)

где R - радиус делительной окружности шестерни Ry=15e-3 м, 10 - коэффиициент передачи редуктора Y

Пусть скорость подачи по всем осям 5000 мм/мин.
В моей кинематике эта скорость соответствует частоте вращения двигателей: nz=530 об/мин; ny=530 об/мин; nz=1000 об/мин.
По формуле (1) из предыдущего поста получаем механические мощности на валах двигателей:

Код: Выделить всё

Nx = 7.8 Вт; Ny = 12.2 Вт; Nz = 9.4 Вт;

Суммарная электрическая мощность двигателей с учетом КПД=0,75

Код: Выделить всё

P = (2*Nx+Ny+Nz)/КПД = 49,6 Вт.

50 Вт в рабочем режиме!!!

Завтра померяю реальный ток.

[LexaK]

Правда, с трудом представляю, как выжать из такого БП 70 вольт. Вы не поделитесь схемой подключения?

Перемотан трансформатор, выходные диоды имени тов.Шоттки заменены на обычные супербыстрые, да конденсаторы заменены на высоковольтные. На выходе +70В 7А(мах), +12В 2А, +5В 1А

Вы готовы на такие извращения?

[pant-79]

Правда, с трудом представляю, как выжать из такого БП 70 вольт. Вы не поделитесь схемой подключения?

Перемотан трансформатор, выходные диоды имени тов.Шоттки заменены на обычные супербыстрые, да конденсаторы заменены на высоковольтные. На выходе +70В 7А(мах), +12В 2А, +5В 1А

Вы готовы на такие извращения?

Ммм... нет, не готов. НО! Тогда получается, что можно купить вместо более мощного БП более дешевый. Или же купить с тем же бюджетом БП послабее, но с более качественной начинкой. Это дает совершенно другие критерии выбора БП.

[LexaK]

Померял по каналу 70В ток в разных режимах:
1. Все стоит, двигатели на удержании, 20% номинального тока: 0,77А
2. Холостые перемещения по всем 4-м осям, скорость 15000 мм/с без нагрузки: 3А
3. Синтетический тест: перемещение туда-сюда на 5см по всем трем осям, скорость 5000 мм/мин, имитация нагрузки - удерживание шпинделя руками: 2,5А
4. Синтетический тест: перемещение туда-сюда на 5см по всем трем осям, скорость 15000 мм/мин, имитация нагрузки - удерживание шпинделя руками: 2,8А

[pant-79]

Померял по каналу 70В ток в разных режимах:
1. Все стоит, двигатели на удержании, 20% номинального тока: 0,77А
2. Холостые перемещения по всем 4-м осям, скорость 15000 мм/с без нагрузки: 3А
3. Синтетический тест: перемещение туда-сюда на 5см по всем трем осям, скорость 5000 мм/мин, имитация нагрузки - удерживание шпинделя руками: 2,5А
4. Синтетический тест: перемещение туда-сюда на 5см по всем трем осям, скорость 15000 мм/мин, имитация нагрузки - удерживание шпинделя руками: 2,8А

Не до конца понял. Вы этот ампераж где меряли? На одной фазе двигателя или суммарно на всей системе? Что-то маленькая цифра какая-то. Больше для одной фазы движка характерна.

[LexaK]

Померял по каналу 70В ток

Суммарный ток питания всех четырех драйверов. Не путать с током обмотки.

[pant-79]

Эдак на все про все одного 350 ваттного БП хватит.... Правда, удерживание шпинделя руками - какой-то не совсем достоверный тест. А во время фрезеровки нельзя попробовать? Или это повлияет на результат фрезеровки?

[LexaK]

Буду фрезеровать - померяю. Но есть все основания предполагать, что результат не будет сильно отличаться. Да и нагрузить "по полной" не получится.

Эдак на все про все одного 350 ваттного БП хватит

Смотря на что. Запас 2-кратный не помешает

[LexaK]

Померял ток на боевой резке.
Параметры: концевая фреза D6, подача 6000, заглубление 5мм. Материал - бук. Траектория двумерная, т.е. ось Z выбыла из работы.
Применяемый прибор: токовые клещи APPA-30, скорость измерения 2 изм/с, паспортная погрешность +/- 1%
Итого: от 0.9А до 1.9 А в зависимости от траектории.

[Radon]

Приветствую.
Понравился ваш станок, решил скачать посмотреть модель.
Все названия файлов и папок в архиве, видимо из-за русского языка, превратились в иероглифы.
Из-за чего при открытии в Компасе постоянно выскакиевает ошибка что не прочитан файл компонента.
Не могли бы вы, пожалуйста, перепаковать и заново залить модель.

Заранее, огромное спасибо.

[LexaK]

Только что попробовал скачать архив. 7zip открывает все без проблем.

[Radon]

Причина моей проблемы в кодировке которая используются в при архивирвании в zip.
Не могли бы вы перепаковать в 7z формат.

[LexaK]

добавил в первый пост архив *.7z

[alexxgor]

А можно на станочек вживую посмотреть, пощупать?