Портальник 1000x500х150...дебют
(1) МЕХАНИКА
На тему ходовых винтов:
Имеется стандартный подход: берем 2 ШД, 2 драйвера. мощность берем с запасом чтобы в боевом режиме избежать пропуска шагов.
косяк: при пропуске шагов идет искривление портала со всеми вытекающими. если нету обратной связи с “мозгами” то возможна ситуация когда одна ось стоит а вторая пашет = станок выходит из строя. также во время настройки вероятность подобных косяков крайне высока.
Имеется также навороченный вариант: берем большой бюджет, ставим сервы итд.
Между двумя вариантами есть как минимум несколько промежуточных компромиссов:
(а) 2 ходовых винта с кинематической связью (например соединены ремнями). ШД могут быть 2 либо 1 но мощный.
исключается перекос портала даже при потере шагов а также при обнулении (homing) тк используется только 1 home-датчик.
(б) 2 ШД, 2 драйвера с обратной связью. у leadshine кажется есть подобная серия.
лично мне больше нравится вариант [а].
Кроме этого еще существенный механический момент: все физические перемещения узлов должны иметь прочные механические ограничители-отбойники. SOFT LIMITS + концевики это хорошо. Но механические отбойники должны быть всегда. В случае ошибки/отказа/сбоя/итд они останутся единственной защитой вашей жизни/здоровья и целостности недешевого станка.
(2) ЭЛЕКТРОНИКА
Из своего опыта сразу предупрежу о потенциальных ошибках, промахах, недочетах:
ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОЛНОСТЬЮ И ЗАРАНЕЕ нарисуйте себе необходимую ВАМ (а не продавцам электроники!) схему управления вашим железом. Для этого нужно хорошо понять алгоритм работы всех ваших компонентов. После того как вы поймете - можно приступать к поиску электроники (покупка) или самостоятельному изготовлению если есть знания и опыт в радиоэлектронике. У меня опыта не было и я пошел по пути потребителя. В итоге было куплено стандартное железо функционал которого мне подходил лишь частично. Часть либо не использую либо его просто нет. Сейчас я за самостоятельную постройку электроники либо с нуля либо “конструкторная” сборка из минимальных блоков под свои конкретные нужды.
Переосмысление подходов к управлению привело меня сейчас к такой схеме (которая на мой взгляд является наиболее разумной и оптимальной для XA-Y-Z портальника):
(а) ESTOP должен физически отключать ENABLE на всех драйверах, потом уже сообщать об этом в mach3
(б) концевики:
-
требуется 3 датчика на каждую ось: 1 точный для HOME, 2 простейших (можно механических) для LIMITS
-
датчики использовать нормально-закрытые: цепь размыкается при (а) срабатывании датчика или (обрыве цепи, неисправности датчика)
-
в mach3 физически отсылать сигналы только с HOME датчиков, все датчики LIMITS объединяются в один и отправляются в mach3 по 1 каналу. mach3 в любом случае не умеет определять какой именно датчик сработал да и ему это и не нужно. экономия на необходимых входах/выходах существенная. например для XA-Y-Z портальника нужно 5 входов (5 HOME, 1 LIMIT). если XA кинематически связаны то тогда на 1 HOME датчик меньше.
(в) наличие обратной связи (на случай аварий/отказов/остановов/итд) с: -
источником питания
В случае провала питания было бы здорово чтобы станок сразу фиксировал это событие, отключал всю силовую электронику, сохранял текущий кадр УП и переводил компьютер в сон или состояние ожидания команды для пробуждения. Реализация этого функционала не кажется мне сложным - бесперебойник (для 2-3 минут работы компьютера), простейший контроллер, 1 сигнальный выход в mach3 + макрос. Это мы заботимся о собственном времени и заготовках. -
обрабатывающим инструментом
В идеале фиксировать поломку фрезы: сразу аварийный останов! Если с фрезой кажется сложным то разумный минимум вижу как хотя бы обратную связь со шпинделем/частотником.
Ситуация: из mach3 идет сигнал на запуск/вращение а на инверторе вдруг появилась ошибка или любой аварийный/непредусмотренный останов или вовсе незапуск. Mach3 должен об этом узнать и моментально остановить обработку. В противном случае как минимум получим запоротую заготовку и потерю времени, как максимум - покореженный и мертвый станок).
Реализация простейшая - контроллер для обработки сигналов от mach3 и выходных сигналов от частотника. Требуется лишь микроконтроллер, 2-3 оптопары и 2-3 резистора. Я сейчас как раз такой контроллер спаял и обкатываю (attiny13 и обвязка в smd исполнении):
Вышеуказанному можно возразить что наличие оператора у станка не требует обратной связи. Но я человек ленивый и стремлюсь перекладывать рутину на автоматику.
Ух, спасибо, за такое развернутое вразумление. Собственно для этого и создал тему.
На данный момент за электронику не брался - собираю механику. Про механические отбойники понял - учту.
по электронике - все моменты услышал, по мере продвижения буду применять. Автоматику в том или ином виде обязательно буду ставить, так как возможности находится все время у станка не будет. Хочу уточнить: Home датчиков должно, наверное, быть все-таки 4, а не 5?
Хочу уточнить: Home датчиков должно, наверное, быть все-таки 4, а не 5?
да, разумеется. по одному на ось. у меня в посте опечатка. если модератор исправит - буду признателен тк редактировать свой пост уже не могу.
На данный момент за электронику не брался - собираю механику. Про механические отбойники понял - учту.
поэтому я и написал что ВСЕ нюансы нужно закладывать в “железо” заранее. хотя бы потому что потом уже может не оказаться возможности перекроить “железо” под необходимые датчики нужных типорзамеров, подвести кабели итд.
не ленитесь и не спешите сразу бросаться за постройку!
требуется 3 датчика на каждую ось: 1 точный для HOME, 2 простейших (можно механических) для LIMITS
Посоветуйте, пожалуйста, конкретные марки датчиков для Home и для Limits.
Limits - абсолютно неважно какие. даже самые простые механические подойдут. дребезг контактов нас не волнует тк мы начинаем паниковать и отключать железо уже по первому фронту.
Home по понятным причинам должны быть максимально точными для достижения повторяемости.
конкретных марок не подскажу тк имел дело с очень ограниченным количеством. но мыслями поделюсь:
я пошел по пути индуктивных датчиков LM06-3001NB (www.delexgroup.ru/catalog/datchiki/…/lm06).
могу сказать что такой форм-фактор безусловно удобен для монтажа. однако не очень легок в юстировке. кроме того я взял датчик с минимальной зоной чувствительности = 1мм. при заявленном гистерезисе в 10% получается расчетная точность всего 0.1мм (до прецизионных еще далеко 😦 ). соответственно при одинаковом гистерезисе увеличение зоны чувствительности уменьшает точность.
был опыт использования пьюрлджиковских PLL01. из 8 купленных 1 был неисправный 😃
также были мысли сделать собственные прецизионные контактные датчики. принцип - физический контакт двух проводников и возникновение тока. принцип тот же что и лежит в основе девайса для замера длины инструмента… но руки не дошли. хотя точность и повторяемость таких качественно сделанных датчиков можно довести до сотки.
Ну могу поделиться своими опытами с контактными датчиками за 80 рублей. Установив их на лимиты и проверив точность срабатывания-был просто поражен их точностью! При многократном наезде получил точность 0.02-0 мм. Только ход лапки сделал минимальным. А индуктивные датчики пока лежат без дела,так как знакомый изучал по ним информацию-и в целом не особо они точны. Плюс если не соблюсти правило установки имеет место ложных срабатываний. Вот и думаю теперь, сделать один датчик концевой общим на все- и Limits and Home. Или же механический сделать Home а индуктивный на Limits. Но при работе станка он будет многократно наезжать на упор-но вот какое количество повторений он выдержит?
Ну могу поделиться своими опытами с контактными датчиками за 80 рублей.
При многократном наезде получил точность 0.02-0 мм.
Можно ли указать тип, марку датчика.
Можно ли применить такой тип:
WLK-4MINI/HE Кнопка
Микропереключатель: с рычагом (с роликом): SPDT: 3A/250ВAC
вот указанный на рисунке микрик очень даже подходит под наши задачи. помимо хорошей точности (также есть прецизионные и дорогие серии (например у Omron)) они еще являются “проходными” - т.е. наезжая на них и отгибая лапку станок не сломает их если даже поедет дальше. это в принципе может быть актуально для датчиков HOME которые устанавливаются как правило между LIMIT’ами.
Да у меня примерно такие же микрики. В магазине просто руками можно было все потрогать-взял те что были мягче, колесико ровное, и есть возможность изменить ход рычага. У меня портал сделан на 2-х валах. И боюсь сделать перекос, так как моторы стоят без энкодоров (возможно буду менять) и нет соответственно обратной связи. Хотел обойтись 1 микриком на ось-но в целях повышения надежности придется ставить скорей всего 3 микрика. Два Limits ± и 1 Home.
каким образом они(драйвера) узнают о пропуске шагов? Ссылкой не поделитесь?
Также, как и резонансе - обрабатывают флуктуации обратной ЭДС. Математику анализа вам никто не выдаст - секрет фирмы, у каждой свой. Драйверы EM у Leadshine действительно так работают, но не на 100%, конечно, бывает когда срыв не определяется, совсем редко - бывают и ложные срабатывания.
Всем, привет. Осуществил предварительную сборку стола.
Направляющие по Х пока только приложил. Крепить буду после сборки портала.
Приехал шпиндель и не захотел устанавливаться в кронштейн (диаметр шпинделя 79,8, а диаметр отверстия в кронштейне - 79,7… 😵 придется поработать шкуркой)
Начальные прикидки по срокам готовности оказались довольно оптимистическими. На мелочи уходит довольно много времени.
rcopen.com/files/530b9ad19970730077fbb710_sm
А для чего такое кол-во отверстий в профилях образующих стол? для крепления Т-профиля?
Да, для него.
Сколько весит сия конструкция? и для чего оставлено окно на столе (вариант 4 ось)
И все таки, имхуется мне, что большую часть, соединительных отверстий, нужно располагать вдоль ребер жесткости, тобеж, ближе к краям, а не по середине.
Сколько весит сия конструкция?
Солид рассчитал массу стола с направляющими и винтами около 89кг. На весах не взвешивал, но когда переворачивал без направляющих и винтов еле поднял(думаю 60-70 кг есть)
для чего оставлено окно на столе (вариант 4 ось)
Окно оставлено для облегчения(съэкономил 2 профиля, это около 5кг). Длина станка по Х= рабочее поле+ место для портала+ запас. Рабочее поле находится там, где профили идут сплошняком, а где портал находится в крайнем положении профили не нужны (см. картинку).
Про четвертую ось мысли есть, но это пока планы на будущее.
И все таки, имхуется мне, что большую часть, соединительных отверстий, нужно располагать вдоль ребер жесткости, тобеж, ближе к краям, а не по середине.
Возможно, но предполагаемые нагрузки, будут действовать по нормали на прижим Т-стола и по касательной в плоскости стола, т.е. крепежные винты будут работать на срез, в этом случае их все равно где располагать по сечению профиля. А ведь стол будет еще разобран и собран на клее.
Так как раньше не сталкивался с профильными направляющими есть несколько вопросов по их эксплуатации:
Какую смазку применяете?
Как часто?
При первой установке смазка набивается до или после установки кареток на направляющие?
Сергей, подскажите как ножки называются?
Ножки мебельные из OBI, резьба М8. Как правильно называются не помню - упаковку выкинул.
Ножки мебельные из OBI, резьба М8. Как правильно называются не помню - упаковку выкинул.
они же, из очень твердой пластмассы.