Станок 1000х600х200 с поворотной осью
Продолжим.
ШВП устроины одинаково на всех осях
На гайку надета специальная втулка, к которой будет крепиться каретка.
Ставим ШВП в балку портала
Каретка Z
Привинчиваем рельсы к фрезерованной пластине.
Это и есть каретка Z. Это одна из немногих фрезерованных из дюраля деталей. Можно было бы ее сделать из стали? Конечно можно, но она получилась бы существенно тяжелее. Уменьшать сечение нежелательно, т.к именно эта деталь воспринимает нагрузки от шпинделя и демпфирует вредные вибрации от фрезы. Чем она толще, тем лучше.
Как видете, каретки устанавливаются на основание. Вот и привинтим их туда, а заодно установим винт Z.
Надеваем пластину с рельсами на каретки.
Каретка получилась довольно тонкая, всего 47 мм (это важно, т.к. плечо вылета фрезы относительно направляющих Y должно быль минимальным, на сколько это возможно), и хорошо защищенная от стружек, что конечно, тоже хорошо 😃
Привинчиваем пластину-поводок.
Назначение этой детали понятно, она компенсирует набежавшие допуска (работает в режиме упругих деформаций), т.е позволяет предохранить винт от подкливания.
Проверяем вылет каретки Z
Максимальный вылет 218 мм. И ездит хорошо, без люфтов.
…
Кто-то скажет - Ну-у-у… Лазерная резка… Где ее взять?.. - скажу ответственно - НА-ВА-ЛОМ! Поищите и найдете в любом городе. Я например нашел.
в Московском государстве естно есть, но дело не в этом.
Кажется шла речь об юстировке и штифтовке? Можно подробнее.
в Московском государстве естно есть.
Если на Камчатке нет, то вам можно только посочувствовать, что еще можно сказать. Придется все фрезеровать 😦
Найти где лазером порезать у нас в Минске не скажу что без проблем, но можно, но где или как выгнуть так чтобы не облажаться. Не поделитесь ли технологией уваж. Граф.
Если на Камчатке нет, то вам можно только посочувствовать, что еще можно сказать. Придется все фрезеровать 😦
Кстати а почему бы вам самому не выпустить такой резак?
На сколько я понимаю от фрезера он отличается только рабочим инструментом, тобиш вместо шпинделя лазерный резак.
но где или как выгнуть так чтобы не облажаться. Не поделитесь ли технологией уваж. Граф.
При конструировании надо стараться, чтобы гибка не влияла на тогчность сборки, и тем более гибку нельзя брать за базу. Например вот корпус каретки Z
Отверстия, определяющие взаимное расположение других деталей и узлов, лазер сделает достаточно точно. Шипы точно позиционируют площадку для двигателя относитольно корпуса. При сварке надо использовать приспособление “угол”. Как видите, гибка ни на что не повлияет. Даже, если вы согнете кривовато, это не отразится на работоспособности изделия. Обычная гибочная машина есть на любом производстве.
На сколько я понимаю от фрезера он отличается только рабочим инструментом, тобиш вместо шпинделя лазерный резак.
Если бы вы были в курсе, что такое лазер на 2 кВт (а меньше по стали смысла нет), то вы бы не задали этот вопрос 😃
Например, 70% деталей сделаны из листовой стали толщиной 3 мм. Все это умещаерся на стандартный лист 2х3 м. Промышленный лазер вырезает ВСЕ эти детали за 10 мин, в том числе и детали стенок. Точность лазера в районе 0,05 мм, значит свариваемые детали можно делать на шипах для однозначного позиционирования деталей при сварке, а значит сварка стенки вместе со сборкой и фиксацией обычными струбцинами занимает минут 15. Это дешевле, чем фрезеровать стенки по одной.
А после сварки термический отпуск делали? Или соединения на шип хватает и деталь не “ведёт”?
И с лазером- очень удачная придумка… Правда у нас тут нет “лазера по стали”, но есть водорезка… Там вроде точность около 0,5мм.
Но идея сборки нужных конструкций из листовой стали считаю удачной, сам продумываю станок с полем 1000х1000х300мм., непросто это…
Если бы вы были в курсе, что такое лазер на 2 кВт (а меньше по стали смысла нет), то вы бы не задали этот вопрос 😃
Я так примерно представляю что не комнатный вариант и цена не хоббийная 😃
Фрезерник оно конечно хорошо, но банально для вас как-то.
Не было желания что-то новое соорудить?
Ну там токарник например или что-то вроде обрабатывающего центра?
Мне очень понравился конструктив 😉 Все очень технологично и хорошо продумано, видно уважаемый Граф немало времени потратил на разработку данного станка… Желаю удачи, ну и чтобы были достигнуты желаемые 0,05 …
Я так примерно представляю что не комнатный вариант и цена не хоббийная 😃
я многократно пользовался услугами лазерного раскроя. так вот агрегат, который стоит на заводе стоит много миллионов рублей. как вам такой “хоббийный” вариант? 😁
Графу: а как боретесь с тепловыми искривлениями? На больших деталях бывает в процессе реза от нагрева их ведет.
И опять же от сварки не кособочит конструкцию?
я многократно пользовался услугами лазерного раскроя. так вот агрегат, который стоит на заводе стоит много миллионов рублей. как вам такой “хоббийный” вариант? 😁
про лазерку это я так 😃
К тому что уважаемый Граф помоему топчется на месте, фрезерники у него отработаны до автоматизма, пора дальше двигатся.
Вот например нечто похожее на это построить www.youtube.com/watch?v=_4vLqfIx8X8&feature=relate…
Может не в таком виде, но что-то похожее токарно-фрезерное
а как боретесь с тепловыми искривлениями? На больших деталях бывает в процессе реза от нагрева их ведет.
И опять же от сварки не кособочит конструкцию?
Нагрев деталей в процессе реза зависит от мощности лазера и от режимов резания. Мощный лазер режет с большой скоростью, деталь просто не успевает нагреться до такого состояния, чтобы ее повело.
Что касается сварки, то ее, на самом деле, совсем не много. Варить надо аккуратно, в инертных газах с неплавящимся электродом прерывистым швом. Вот, например поперечная балка рамы станка.
От обычной электродуговой сварки может и повести.
уважаемый Граф помоему топчется на месте, фрезерники у него отработаны до автоматизма, пора дальше двигатся.
На счет автоматизма вы приувеличиваете 😃 Что касается “двигаться дальше”, то тут два момента.
Во-первых, я конструктор, это моя профессия и свои профессиональные амбиции я уже давно удовлетворил, мне есть что впомнить и чем гордиться помимо станков ЧПУ, тем более, что подобные станочки, в профессиональном плане, не бог весть что 😃
А во-вторых, вы можете и не знать, но станки это не основное мое хобби. Я авиамоделист и поэтому сижу именно на этом сайте с 2002 года, а не на каком-нибудь форуме специализированном на станках. ЧПУ это так сказать попутная песня 😃 ну и возможность подзаработать, конечно 😃
Поговорим о ШВП. Нет в них ничего особенного (кроме цены 😃 ). Все, что написано ниже я не выдумал, это не мое личное мнение, это факты, которые каждый может подчерпнуть в документации, размещенной на сайтах производителей ШВП. Вот мой подход по выбору ШВП.
Известно, что лучшие ШВП шведские, чуть хуже немецкие, а самые хреновые – китайские, хотя они же самые дешевые. Для домашнего станка золотая середина по качеству и цене это ШВП и направляющие фирмы SBC Linear Co. Ltd (Сеул, Корея), которая является крупнейшим азиатским производителем систем и компонентов линейных перемещений. Технология производства ШВП у них немецкая – PSF Technology, т.е. винты катанные, но хорошие. Вот на эту фирму я и ориентируюсь. Это лично мой выбор. У вас он может быть другим, однако основные характеристики винтов почти всех фирм производителей аналогичны и стандартизованы ISO/DIN по классам точности.
ШВП и ШВП – рознь. Не надо думать, что любая шариковая винтовая передача это обязательно точно и вообще круто. ШВП придумана не для точности и крутизны, а для повышения КПД винтовой передачи и увеличения ее ресурса, не более того. Несмотря на то, что подавляющее большинство доступных ШВП выпускаются под маркой «Высокоточные», не надо обольщаться на этот счет.
По точности все ШВП подразделяются на две основные группы: транспортные и позиционирования.
-
ШВП транспортной группы (класс точности Т5, Т7) снабжаются гайками, имеющими люфт в диапазоне от 0,09 до 0,18 мм, и применяются в устройствах, для простого перемещения грузов с невысокой точностью позиционирования. Например, упаковочные машины, силовые приводы станков, промышленных роботов и манипуляторов. Допустимые отклонения точности на длине 300 мм у транспортных ШВП составляют от 23 до 52 мкм (класс точности Т5 и Т7 соответственно). Общее отклонение хода на используемой длине в 1,5 м может достигать 600 мкм. Такие ШВП распространены очень широко, как говорится, куда не плюнь, наткнешься на такую ШВП, но использовать их в станке ЧПУ без применения устройств обратной связи нельзя.
-
ШВП позиционирования (класс точности Р3, Р5) наоборот, в первую очередь предназначены для точного позиционирования в устройствах ЧПУ без обратной связи по перемещению. В них используются гайки с предварительным натягом до 13% динамической нагрузки. Совокупная вибрация на неиспользуемом участке стержня невысока. Допустимые отклонения на длине 300 мм от 12 до 20 мкм (класс точности Р3 и Р5 соответственно), а общее отклонение хода на используемой длине меньше чем у транспортных ШВП на порядок. Они не так распространены, как транспортные ШВП и относительно дороги, но что делать – «Назвался груздем, полезай в кузов!».
Кроме групп и классов точности ШВП классифицируются еще по типу преднатяга. Таких типов существует три.
-
Тип S – люфтовый без преднатяга. Размер шариков меньше канавки, следовательно, появляется зазор между винтом и гайкой.
-
Тип А – безлюфтовый с незначительным преднатягом. Размер шариков несколько больше размера канавки, это обеспечивает появление четырех точек контакта шарика в канавке. Преднатяг составляет порядка 5% от величины динамической нагрузки.
-
Тип V – с прецизионным преднатягом. В конструкции гайки с системой возврата шариков после одного витка (single-liner ball return system) используется четыре и более замкнутых каналов. Если расстояние между соседними каналами больше шага винта на некоторую величину β (обычно посередине гайки), то, изменяя β можно изменять величину натяга в соседних витках. Обычно натяг составляет порядка 10% от величины динамической нагрузки, но может регулироваться по требованию заказчика от 2 до 15%.
Все вышеперечисленные группы, классы и типы относятся к высокоточным ШВП, однако, как я не старался мне так и не удалось найти ШВП обычные или не высокоточные, хотя может быть я не там искал. Так что, будьте внимательны при выборе. Если вам предложат «Высокоточную ШВП с преднатягом типа S», знайте, что это самая обычная транспортная ШВП и без всякого преднатяга, а, наоборот, с люфтом.
Очень ценная информация, спасибо!
Выбираем винт.
Рабочая длина винта по оси Х в районе 1200 мм. Может чуть больше или меньше, для расчета это не принципиально. Интуиция подсказывает, что при такой длине оптимальным будет диаметр 16 мм. Для осей Y и Z диаметр может быть меньше (т.е.12 мм), но в целях унификации подшипниковых узлов целесообразно диаметр винтов по всем осям сделать одинаковым, хотя это и не обязательно.
Лично я доверяю своей интуиции, а вообще, всегда полезно убедиться в правильности своего выбора небольшим проверочным расчетом.
ШВП рассчитываются на:
• КПД и вращающий момент;
• срок службы и ресурс;
• критическую скорость вращения;
• осевую устойчивость или изгиб.
КПД и ресурс вещи нужные, но не актуальные. Опыт подсказывает, что осевая устойчивость при нагрузках в 10…15 кг на ось будет приемлемой, а вот критическая скорость вращения это действительно важно.
Некруглость и эксцентриситет винта при определенной скорости вращения становятся причиной гармонических колебаний, т.е. вибрации. Частота и амплитуда вибрации определяется многими факторами: диаметром стержня, типом опоры, подшипниками, позицией гайки в процессе движения, скоростью вращения винта или гайки и т.д. и т.п. Точно рассчитать критическую скорость, при которой гармонические колебания винта принимают опасный характер весьма затруднительно. Поэтому применяется упрощенная эмпирическая формула для определения критической гармонической скорости:
Nкр = 1,2*108*d / lкр (об/мин), где:
d = (d0 + d3) / 2 (мм);
d3 = d0 – Dw (мм);
d0 – номинальный диаметр винта, у нас 16 мм;
Dw – диаметр шарика (мм), для ШВП 16 мм равен 3,5 мм;
lкр – критическая длина, у нас 1200 мм.
Все подставляем, считаем и получаем Nкр = 1425 об/мин.
Компания SBC, винты которой я решил купить, при расчете критической скорости рекомендует учитывать фактор безопасности в 20%. У нас этот фактор называют запасом прочности. Учитываем. В результате критическая гармоническая скорость для нашего винта оказывается равна 1140 об/мин.
На основе критической скорости рассчитывается рекомендуемая максимальная скорость:
Nmax = 0,8*Nкр*f кр (об/мин), где
fкр – скоростной фактор, учитывающий условия монтажа. В нашем случае условия монтажа обозначаются как «Фиксированный – простой». Это значит, что один конец винта зафиксирован в опоре упорными подшипниками от осевого перемещения, а второй конец с обычным подшипником в опоре не зафиксирован. Для этого случая скоростной фактор равен 1,56.
Считаем и получаем максимальную скорость 1420 об/мин. Много это или мало? Для нашего применения это приемлемо. При шаге винта 5 мм (а именно такой шаг винта я буду использовать) это составит 1420*5=7100 мм, т.е. более 7 м/мин! С другой стороны, корейские шаговые движки (аналог наших ДШИ-200), которые я собираюсь применить, можно разогнать до 1200 об/мин без существенной потери мощности (при использовании ХОРОШЕГО контроллера, естественно), что соотверствует 6 м/мин… Это не 1420 об/мин, но уже рядом! Это на пределе, т.к. приведенный расчет не учитывает возможный изгиб винта или неправильную регулировку при установке, что также является мощным источником вибраций. Поэтому запас по максимальной скорости оказывается совсем не лишним, т.к. он легко может быть сведен на нет, например, небольшим изгибом винта.
Поучительно, спасибо!
Посетил сайт “Сервотехники”, не нашёл цен на комплектующие…Попутный вопрос: профили “Каня” почём брали? И почему Вы написали, что в “Сервотехнике долго”?
Посетил сайт “Сервотехники”, не нашёл цен на комплектующие…Попутный вопрос: профили “Каня” почём брали? И почему Вы написали, что в “Сервотехнике долго”?
- Там их (цен) и нет. Надо делать заказ, они присылают счет (работают только по безналу).
- Примерно $100 за 1 метр.
- Потому что для меня 7…9 недель выполнения заказа это долго.
- Там их (цен) и нет. Надо делать заказ, они присылают счет (работают только по безналу).
- Примерно $100 за 1 метр.
- Потому что для меня 7…9 недель выполнения заказа это долго.
Ясно… Но они(профили) стоят того?
Ясно… Но они(профили) стоят того?
По мне - стоят, а другой вам скажет, что и витринные это выше крыши. Смотря что делать 😃