Search in topic
5 осевой станок - поворотная голова B/C. Вопросы по постройке. Начало.

Всем привет,

Собираюсь строить 5-осевой станок с поворотной головой B\C.

По поводу CAM для него поднимал тему тут: rcopen.com/forum/f112/topic244128

По вопросу самодельных поворотных голов тем не так много, в том числе в англоязычном интернете, а тема для многих интересная, думаю, поэтому в данной ветке хотел бы сначала обсудить вопросы, а когда дело пойдет к постройке, открыть новую с описанием процесса, чертежами и т.п.

Мне к сожалению не удалось отыскать в инете готовых поворотных голов, кроме Doughty Drive (www.doughtydrive.com/productb.html) но стоимость ее составляет $3K, что для меня перебор.
Поэтому принимается решение с вашей помощью (за что заранее спасибо) сделать башку самостоятельно.

Конструкция головы планируется как на прикрипленном изображении.

Исходные данные, на которые я планирую опираться при построении:

Предназначение головы - фрезеровка мягких материалов, даже люминь не планируется.
Шпиндель 1.5Квт, диаметр 80mm, длина 188mm, вес 4 кг.
Использование ШД, пока на Nema17 в силу их размера решил остановиться.
Точность позиционирования фрезы около 0.1мм (хочется точнее, но это вряд ли)

Вопросы, которые я хотел бы решить перед началом постройки, следующие:

Передаточное отношение.
Для обеспечения нужной точности позиционирования необходим редуктор или его вариации. Передаточное отношение не меньше 1:100. Рассматриваются опции:

Использование готового редуктора на шестернях, прикручиваемого непосредственно на ШД, а затем использование типа ремня ГРМ (timing belt, как он по русски-то…) с прижимным роликом.
Достоинства (имхо): грм прост в использовании, дешев. редукторы можно подыскать.
Недостатки: редукторы за приемлимую стоимость (глянуть можно тут sdp-si.com/eStore/ в разделе Gearheads->Square) имеют люфт в 10-15 минут, почти безлюфтовые стоят как самолет. Какой люфт у ГРМ, непонятно, может знает кто. Еще недостаток в редукторе - лишний вес и место, ими занимаемое.
Использование чисто ГРМ, в 2-3 ступени (то есть, один ремень крутит другой, а может второй еще и третий). Можно получить нужное передаточное отношение таким образом, но вот люфт у всей системы из нескольких ремней помоему великоват будет.
Достоинства: дешево
Недостатки: имхо, люфт.
Использование червячнной пары. Вариант выглядит неплохим и достаточно жестким, но что-то не удалось найти где купить червячную пару с таким передаточным отношением. Люфт тоже имеется у них, тоже около 10 минут. Можно использовать безлюфтовую шестерню, что плюс.
Достоинства: жесткая конструкция, более низкая стоимость чем у готового редуктора. Не требуется лишних элементов для передачи момента: ШД->червяк->шестерня->поворотная_ось.
Недостатки: требуется большая точность сборки, иначе люфты.

Подшипники
Интересный вопрос про тип подшипника (роликовый и т.п.), установленной на оси, вращающейся в горизонтальной плоскости. Поскольку на эту ось дуйствует достаточно большое усилие, а подшипник там всего один, то он должен быть мощнецкий какой-то, специально сконструированный к продольным качаниям туда-сюда. Какой лучше использовать, хотелось бы знать.

Неизвестные проблемы, о которых я даже не подозреваю.
Ваши сомнения, опыт прошлых построек и т.п. приветствуется.

Всем заранее спасибо, кто проявил интерес к этой теме.

Ищи у буржуев б.y гармонические редукторы. Их в основном делают японцы Harmonic Drive. В таких редукторах высокое передаточное число и нет люфта.

Harmonic Drive - не бюджет вообще ( надо какое-то более дешевое искать мне решение. Пока предварительно остановился на червячной паре с безлюфтовой шестерней.

про горизонтальную плоскость:
(1) червяк мне кажется наиболее интересен по коэф-ту, но ведущий вал должен быть тоже в горизонтальной плоскости что делает конструкцию несколько громоздкой. конечно зависит от размера двигателя на ведущем валу… тем не менее…
(2) если отказаться от червяка в пользу косозубых например то можно разместить ведущий вал вертикально. тогда габариты меньше. но возникает проблема с люфтами… решить (сырая идея навскидку) можно было бы путем установки ДВУХ ведущих шестерней (или одной но длинной) на ведущий вал… чтобы они были одним целым. далее зацепляем их с ДВУМЯ ведомыми шестернями. ведомые шестерни также сидят на одном валу но развернуты друг относительно друга на некий градус с тем чтобы упор был всегда в 2 противоположные стороны зубца ведущей(их) шестерни.

в общем смысл такой же как создание преднатяга на винте с помощью 2х гаек…

требуемую повышенную износостойкость думаю можно заполучить если при заказе таких шестерней отдельно оговорить этот момент.

из очевидных плюсов: возможность регулировки преднатяга… со временем можно подтягивать если что…

А почему именно голова поворотная? Может будет дешевле, поворотная ось и на ней поворотный столик?

на фото у оси “С” передача ременная

Какого габарита станок?Что на нём делать планируете?Какие материалы обрабатывать?
Если это для пенопластовых лодок - тогда не надо лезть в дебри гармонических редукторов.Достаточно хорошего зубчатого ремня.И передаточного 1-8.Сколько видел такого в инете - никто не умер от неточности.Да и точность-то особая там ни к чему.

Всем привет!
Есть задумка собрать 5-ти координатный станок из уже имеющихся компонетов.
Возник вопрос к тем кто уже делал или сталкивался с подобным вариантом.
Будет ли правильно делать такую конструкцию,как на рисунке,с возможностью управлять ею через Mach3.И правильно ли названа ось С?

Alexeon:

И правильно ли названа ось С?

Обычно в таком случае поворотный стол это координата А.

Alexeon:

Будет ли правильно делать такую конструкцию,как на рисунке

Примерно похожая конструкция применяется там где крутят голову для лазера. Т.е. внешние силы к голове не прикладываются. Очень похоже что планируется станок для ювелирных изделий. Даже на первый взгляд вырисовываются достаточно длинные “рычаги” прицепленные к оси Z. Рисуйте модель с солиде и прогоните в симуляторе, посмотрите как оно гнуться будет. Если в пределах техзадания то почему и нет.

Тоже думаю 5 осевом. Есть задачи, есть вопросы. Вот с софтом не могу разобраться какой надо. Относительно конструкции: планирую делать так как на фото. Поле 1000х1000х500. Думаю устанавливать дополнительный поворотный стол.

Всем снова здравствуйте, был в отпуске, поэтому тема не поддерживалась мной. Всем спасибо кто ответил пока меня не было.

Аэробус:

А почему именно голова поворотная? Может будет дешевле, поворотная ось и на ней поворотный столик?

Размер станка ориентировочно 1500х1500х800, столик не вариант, да и “столиком” его назвать язык не поворачивается, “столище” разве что )

yaso73:

Какого габарита станок?Что на нём делать планируете?Какие материалы обрабатывать? Если это для пенопластовых лодок - тогда не надо лезть в дебри гармонических редукторов.Достаточно хорошего зубчатого ремня.И передаточного 1-8.Сколько видел такого в инете - никто не умер от неточности.Да и точность-то особая там ни к чему.

Размер поля озвучил стройчкой выше.

По поводу передаточного 1:8 - это очень неточно, этож точность около 1мм на один шаг ШД. А надо хотя бы 0.1. Расчет простой: 1 шаг ШД это 108 минут (1.8 градуса). При передаточном 1:8 получаем 108/8 = 13,5 минут. При радиусе скажем 200мм поворотной оси вместе с фрезой получаем длину окружности, описываемую концом фрезы, равную 1256мм. В итоге точность позиционирования конца фрезы получается: (1256/(360*60))*13,5 = 0,785мм.
Таким образом, для получения хотя бы 0.1мм точности надо передаточное отношение еще в 8 раз увеличить, а это 1:64 получается, не меньше.

Zliva:

Тоже думаю 5 осевом. Есть задачи, есть вопросы. Вот с софтом не могу разобраться какой надо. Относительно конструкции: планирую делать так как на фото. Поле 1000х1000х500. Думаю устанавливать дополнительный поворотный стол.

На картинке 4х осевой, с поворотным столом будет и 5ти )
Вопросы конечно же приветствуются, будем вместе разбираться, что да как. Единственно, станок как на картинке совсем не похож на тот что я хотел бы сделать, поэтому, имхо, разумно для него отдельную тему создать, что бы у нас не путалось, да и потом людям было бы проще разбираться.

Zliva:

Вот с софтом не могу разобраться какой надо

Посмотри мою тему rcopen.com/forum/f112/topic244128 - я там как раз этот вопрос поднимал о САМ-программах и постпроцессорах.

Сегодня наткнуся на то, что может быть основой для поворотных голов (и столов): готовая конструкция ServoBelt Rotary Stage
www.belleverman.com/…/servobelt-rotary-stage

Точность (по официальному заявлению) 16 секунд, что исключительно от того, что передаточное отношение не очень велико. Люфт - неизвестен.
Стоимость уточняется, сделал запрос

Уточнил стоимость ServoBelt Rotary Stage - $2136 без энкодера (вот такая конфигурация SBR-50-XX-XX-UP-XX-PCBC-N)
Нереально много ((

Александр!
Если это прецизионная техника, предназначенная для промышленного применения, то это приемлемо по цене! Другой разговор - для хоббийных целей, не связанных с коммерцией…😦

Так я и не спорю, что она проф. И в чудеса давно не верю.
Просто мелкое расстройство, что увы и ах, хоббийщики никому не нужны особо. Хорошо что сами друг друга поддерживаем, это отлично.

P.S. Я создал эту тему не только для того, что бы сделать свой проект по поворотной голове, а в каком-то смысле саккумулировать опыт поиска компонентов и решений для данного вопроса, может, он кому-то тоже пригодиться!

Всем привет!!! Это я здорово сюда зашел… Заказал комплект всего из Китая. Будет 1400х1400х400 Тоже вот думаю о 5-ти осевом… Мебель хочу делать красивую… Для меня механика - два пальца об асфальт! Когда собирался делать вертолет Народ тоже говорил, что не получится и летать не будет… Получилось!!! И летает!!! А такую-то “хрень” - ЛЕГКО!!! А вот с постпроцессором, моделями программами - гиблое дело 😦 Пока только чуть-чуть осилил Арткам… Станок будет с неподвижным столом и с поворотной башкой…

По постпроцессорам отдельная тема тут мной поднималась: rcopen.com/forum/f112/topic244128

Agris:

Уточнил стоимость ServoBelt Rotary Stage - $2136 без энкодера (вот такая конфигурация SBR-50-XX-XX-UP-XX-PCBC-N)
Нереально много ((

Быть может что оно так и стоит. Если судить по даташиту (2,4Н*м) то применяется 750Вт серва. Да и подшипник такой немалых денег стоит. А еще и безлюфтовые ремни со шкивами он использует. Поэтому вполне адекватная цена. Другое дело что для нас это дороговато.

Через месяц будет несколько редукторов гармонических 1:100.
Идеальные девайсы для построения 5 осевиков.Подробности в личку.