Первый ЧПУ станок.

Тяжелые фрезерные станки по металлу.
koba+ALT
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 19:07
Репутация: 0
Контактная информация:

Первый ЧПУ станок.

Сообщение koba+ALT »

О себе: практического опыта проектирования станков как механической так и электронной части нет.
На данный момент смутные и пока достаточно не полные и разрозненные знания полученные с интернета.
По этому заранее извиняюсь если какие то вещи буду называть не верно.
Опыт обработки на станках с ЧПУ достаточный (видел но не трогал:)).

1. Основные концепции и надежды :)
Данный станок проектируется с целью изготовления деталей из относительно мягких материалов (цветные сплавы, мягкая сталь).
Ключевые условия и цели которые ставились перед проектированием станка были: минимальное привлечение других станков :), достижение высокой ( в относительном понимании) жесткости и виброустойчивости, возможно высокой точности, использование доступных материалов.

2. Ключевые особенности.
Использование сборной конструкции станины которая реализует 6 степеней свободы ( в разумных пределах) для частей требующих взаимного расположения. Фиксация частей относительно друг друга за счет сил трения вызываемых сильным стягивающим усилием винтов. За счет такой конструкции полностью геометрически выставлять станок с помощью ( часов, мерной линейки, эталонного блока).

Станина: сборная на винтах черный прокат, на элементах под направляющие базовые поверхности шлифованные с достаточной плоскостностью. Размеры рабочей зоны X600 Y400 Z200.
Столы осей: Дюралевая плита толщиной 20 мм фрезерованная и соответственно выполненные на станке отверстия под крепления с нужной точностью.
Направляющие: Hiwin 20 размера + каретки к ним.
Вращение в линейное движение: ШВП 20 диаметр, китайское), 7 класса точности с одинарной гайкой.
Привода: Шаговые двигатели NEMA 23 размера какие конкретно еще не определился ибо вопрос достаточно не изучил. В будущем замена на сервоприводы лидшайн.

Шпиндель: Китаец 1.5-2.2 квт.

Электроника:
В данном вопросе пока не разобрался. Слишком много путаницы в интернете. Нигде не нашел четкого объяснения структуры.
Пока идея такая Комп+Mach3(Mach4)+Ethernet Smooth stepper+breakoutboard+ не самые дешевые драйверы.

Вот картинки сырой модели станка (не все крепления шаговиков, отсутствуют защитные кожухи, концевики, датчики, коммуникации и тпд).
Модель полностью параметрическая по этому быстро редактируемая. И всецело готова к критике и замечаниями более опытных станкостроителей.
1.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105572&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (106.26 КБ)</a>
2.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105573&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (91.63 КБ)</a>
3.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105574&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (117.05 КБ)</a>
4.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105575&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (120.81 КБ)</a>
5.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105576&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (162.94 КБ)</a>
6.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105577&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (191.97 КБ)</a>
7.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105578&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (93.65 КБ)</a>
8.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105579&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (120.9 КБ)</a>
9.jpg (3735 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=105580&sid=71cec2373c151f8e2aeeb204651a9de3&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (161.81 КБ)</a>
Необязательная часть.
А теперь список вопросов. На которые пока у меня нет внятного ответа ( либо я его не нашел, либо поленился найти), понимаю что может где то на форуме это обсуждалось или в интернете.
1. Mach3
1.1 Есть ли возможность программной компенсации погрешности ШВП ( не люфта!), то есть внесения разницы между теоретическим и фактическим положением органов на разных участках винта.
1.2 Есть ли вещь подобная функции в стойках Siemens (TRAORI).
1.3 Если нету. Есть ли возможность написания программных модулей на C,C++.

2. Smoothstepper так понимаю это уже контроллер. Он производит вычисления ( и фактически влияет на сигнал получаемые от компьютера), дело в том что в интернете большая какая то путаница и контроллером называют и опторазвязки, и простые драйвера ШД которые по сути просто усилители сигнала.
2.1 Есть ли какие либо аналоги SmoothStepper для моих целей ( с адекватной ценной).
2.2 SmoothStepper построен на программируемом контроллере? Или с жесткой аппаратной логикой? Можно ли дописать необходимые функции интегрировать в прошивку? (то что исходный код закрыт это я понимаю наверняка).
2.3 Нужна ли Smoothstepper прослойка с драйверами приводов в виде breakout board? Производитель рекомендует. Сказываются задержки или изменения сигнала которые точно уж возникают на работе окончательной станка?

Пока это самые пугающие и тревожащие меня вопросы. Возможно есть более важные но пока я о них не знаю.

Надеюсь на дружелюбное отношение к новичку.
Всем заранее спасибо за критику, советы, ответы на вопросы.
Последний раз редактировалось koba+ALT 11 мар 2017, 00:08, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Rom327
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 2949
Зарегистрирован: 03 апр 2015, 13:23
Репутация: 432
Настоящее имя: Роман
Откуда: Подольск
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Rom327 »

koba+ALT писал(а):Станина: сборная на винтах черный прокат, на элементах под направляющие базовые поверхности шлифованные с достаточной плоскостностью.
Как мне кажется, тут кроются несколько проблемм:
1. Найти ровный прокат
2. Просверлить миллион отверстий с приемлемой соосностью.
3. Гнутье элементов.
Я думаю, "на коленке" это будет выполнить проблематично...
koba+ALT писал(а):Ключевые условия и цели которые ставились перед проектированием станка были: минимальное привлечение других станков
В этом случае проще купить готовый, имхо ;)
Это сугубо мое мнение, могу и ошибаться...
https://vk.com/rom327
GRBL настройки: http://blogandbux.blogspot.com/2018/07/ ... revod.html
G коды: http://3d-stanki.ru/spravochnik/program ... stankov-2/
koba+ALT
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 19:07
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение koba+ALT »

Rom327,
1. Каждый элемент имеет взаимную возможность перемещаться. Под напрявляющие поверхности будут обрабатываться.
2. Просверлить много отверстий это да. Соостность не важна. Отверстия деляються с большим зазором по винту. Винт работает на стягивание. На срез не работает.
3. Гнутые элементы? Только два уголка разогнуть под косые расспорки. Все остальные детали из проката.
Конечно выполнять все проблематично)
Аватара пользователя
Rom327
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 2949
Зарегистрирован: 03 апр 2015, 13:23
Репутация: 432
Настоящее имя: Роман
Откуда: Подольск
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Rom327 »

koba+ALT писал(а):Соостность не важна.
Это как так? Проблематично будет все выставить и соединить. А потом еще и перетягивать в процессе работы. Проще сварить в кондукторе и потом отфрезеровать плоскости.
Это сугубо мое мнение, могу и ошибаться...
https://vk.com/rom327
GRBL настройки: http://blogandbux.blogspot.com/2018/07/ ... revod.html
G коды: http://3d-stanki.ru/spravochnik/program ... stankov-2/
Аватара пользователя
kozlovod69
Кандидат
Сообщения: 78
Зарегистрирован: 02 апр 2015, 21:29
Репутация: 1
Настоящее имя: Артем
Откуда: Магнитогорск
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение kozlovod69 »

Уголки слабые.
Из горячекатаного уголка нарезать, будут крепкие.
Но на вид будет колхоз.

У коротких отрезков профиля можно заварить торцы, для повышения крепкости конструкции.
Аватара пользователя
Евгений+++
Мастер
Сообщения: 1595
Зарегистрирован: 19 авг 2015, 14:18
Репутация: 176
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Воронеж.., пока что
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Евгений+++ »

Поле какое?
Я не увидел?
- Жене сказал, что пошел к любовнице, любовнице сказал, что пошел к
жене, а сам взял книжки, залез на чердак и учиться, учиться, учиться.
-------------------------------------------------------------------------------------------
Дайте мне собственный гольф-клуб, свежий воздух и красивую женщину в
партнеры – и можете оставить гольф-клуб и свежий воздух себе.
koba+ALT
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 19:07
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение koba+ALT »

Евгений+++,
Прошу прощение. Забыл написать. X 600 Y 400 Z 200.
Аватара пользователя
Евгений+++
Мастер
Сообщения: 1595
Зарегистрирован: 19 авг 2015, 14:18
Репутация: 176
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Воронеж.., пока что
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Евгений+++ »

Я бы крепление шпинделя поднял выше и расположил между 2-х кареток. Тем самым распределив нагрузку равномернее.
- Жене сказал, что пошел к любовнице, любовнице сказал, что пошел к
жене, а сам взял книжки, залез на чердак и учиться, учиться, учиться.
-------------------------------------------------------------------------------------------
Дайте мне собственный гольф-клуб, свежий воздух и красивую женщину в
партнеры – и можете оставить гольф-клуб и свежий воздух себе.
koba+ALT
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 19:07
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение koba+ALT »

Евгений+++,
Спасибо за рекомендацию. Я об этом подумаю.
Но разве от того где крепление шпинделя на пластине зависит расспределение силы на каретки? Ведь из принципов механики оно зависит от рассположения силы резания в пространстве относительно кареток? А она будет на фрезе. А вот вылет шпинделя станет больше. И как следствие склонность к вибрациям больше.
vladumur
Мастер
Сообщения: 278
Зарегистрирован: 07 авг 2014, 16:44
Репутация: 37
Откуда: Россия, Красноярский край
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение vladumur »

Судя по проекту, вы просто не сможете собрать этот станок. Вы себе представляете технологию сборки? Или просто налепили болтовых соединений?
Посмотрите лучше проекты Фрезерюги, Дрюни.
Аватара пользователя
Udjin
Мастер
Сообщения: 2121
Зарегистрирован: 21 авг 2014, 05:55
Репутация: 1248
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Приморский край, город Находка.
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Udjin »

Отверстия под крепёж прорядите. ГОСТ "Болтовые соединения" в помощь.
Если нужно чтобы не разбегалось - штифты, клей на сопрягаемых поверхностях.

Кулиса. Она же балка портала.
Замкните её. Хотя бы листом стали 10 мм. Чуть затруднит нивелировку но повысит жёсткость.
Проект "Абсент".
Проект "Бумер".
Проект "Плексар".
Проект "Пропеллер".
Про мои станки есть тут.
Аватара пользователя
Евгений+++
Мастер
Сообщения: 1595
Зарегистрирован: 19 авг 2015, 14:18
Репутация: 176
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Воронеж.., пока что
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Евгений+++ »

Udjin писал(а):Отверстия под крепёж прорядите.
Я доже об этом подумал.... :)
- Жене сказал, что пошел к любовнице, любовнице сказал, что пошел к
жене, а сам взял книжки, залез на чердак и учиться, учиться, учиться.
-------------------------------------------------------------------------------------------
Дайте мне собственный гольф-клуб, свежий воздух и красивую женщину в
партнеры – и можете оставить гольф-клуб и свежий воздух себе.
Аватара пользователя
Евгений+++
Мастер
Сообщения: 1595
Зарегистрирован: 19 авг 2015, 14:18
Репутация: 176
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Воронеж.., пока что
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Евгений+++ »

koba+ALT писал(а):зависит расспределение силы на каретки?
Зависит сила распределения на пластину, после на каретки.
Но это моё субъективное мнение.
- Жене сказал, что пошел к любовнице, любовнице сказал, что пошел к
жене, а сам взял книжки, залез на чердак и учиться, учиться, учиться.
-------------------------------------------------------------------------------------------
Дайте мне собственный гольф-клуб, свежий воздух и красивую женщину в
партнеры – и можете оставить гольф-клуб и свежий воздух себе.
koba+ALT
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 19:07
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение koba+ALT »

vladumur,
Представляю но лишь теоритически. По этому сюда и пришел за критикой и советом. В чем будет сложность я не смогу выставить геометрически?
Udjin,
Проредить? В смысле сделать меньшее количество? Но ведь задумка была в том что бы развить большое стягивающее усилие и за счет этого большие силы трения и как результат фиксацию препятствующую взаимному сдвигу. Без штифтов и клея не выйдет надежно зафиксировать? Думаете в процессе работы геометрия будет уходить?
Евгений+++,
Насчет деформации пластины от места крепления шпинделя возможно. Ну такое что бы проверить придеться хоть и примитивно но смоделировать методом конечных элементов.
Аватара пользователя
Udjin
Мастер
Сообщения: 2121
Зарегистрирован: 21 авг 2014, 05:55
Репутация: 1248
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Приморский край, город Находка.
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Udjin »

koba+ALT писал(а):В смысле сделать меньшее количество?
Да.
Обоснование.
1. Сильно сэкономите на болтах
2. Меьше затратите ресурсов на сверление/нарезание резьб.
3. Много болтов в данном случае - не гарантия от смещения. Хотя, возможно у вас имеется ЧПУ сверлильный станок ...
(Отвлечённо. Просверлить руками с точностью лучше 0,5 мм затруднительно. Резьбовые соединения не предназначены для точного совмещения деталей. Если есть призонные болты, то наверное да, но сомневаюсь. Как следствие - придётся давать припуски. И как следствие - искусственно ослаблять одну из сопрягаемых сторон.)
4. Без штифтов и клея получится. Но только до момента, когда нагрузки превысят силы трения. Не ясно, что вы будете делать со станком и на станке.
Поэтому я и рекомендовал штифты/клей.
Проект "Абсент".
Проект "Бумер".
Проект "Плексар".
Проект "Пропеллер".
Про мои станки есть тут.
koba+ALT
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 19:07
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение koba+ALT »

Udjin,
Спасибо за замечание по поводу болтового соединения. Проектировал его без использования конкретных стандартов а лишь с использованием общих технических знаний.
1. http://www.nostroy.ru/department/depart ... 6-2012.pdf
Пункт 4.2 4.3. Фрикционные соединения. Судя по описанному в стандарте близкое к тому что я задумал. И используеться как раз в работе с вибрацией и там где не допускаеться сдвиг.
2. http://www.gosthelp.ru/text/Rekomendaci ... ip372.html
Здесь я нашел информацию о расстояниях между центрами отверстий под винты таблица 10. Минимальное 2 диаметра отверстий под болт. Что как раз соответствует тому что у меня.
не буду скрываать опыта проектирования болтовых соединений у меня нет. Но я пытаюсь мыслить рационально. Но за критикой сюда и пришел. Пока нашел вот эти стандарты и не вижу в них сильных противоречий тому что хочу реализовать.
Если вы имели какой то другой гост буду благодарен за номер или ссылку.

По поводу количества болтов и расстояния между ними. Минимальные значений регламинтируються с условием что в конструкции будут возникать значительные усилия. Которые могут вызвать разрушение материала скрепляемых деталей в пространстве между отверстиями. Но усилия резания на хобийных станках крайне малы. И по этому условие прочности здесь далеко не лимитирующее. Куда важнее устойчивость соединение к сдвигу. Которое определяеться усилием зажатия винтов и их количеством.
Буду рад критике в моих расуждуниях.

По поводу нивелировки. Нивелировка это и есть установка геометрии? Интересует ваше мнение основанное на опыте. Практически реализуема она на станке данной конструкции с задумкой вот такой гибкой регулировке взаимного рассположения компонентов при наличии ( часов, линейки, блоков эталонов ( возможно не правильно из называю но видел их у механиков когда они выставляли станки, гранитные плиты разных размеров) при выставление взаимной перпендикулярности осей направляющих). Этот момент меня более всего сейчас смущает. Алгоритм нивелировки в голове есть. Понимаю что это будет муторно.
koba+ALT
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 10 мар 2017, 19:07
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение koba+ALT »

Udjin,
1. Ну экономия на винтах в массштабах всех затрат на станок не столь существенна.
2. Посверлить конечно придеться. У всего есть цена труда) станок то сделать желание не как менее трудозатратно а как лучше.
3. Отверстия делаються с большим зазором по болту. Идея в том что бы каждую деталь и можно было перемещать относительно другой. До момента затяжки. И таким образом и выставлять.. выстукивать.. а потом окончательно фиксировать соединение.
4. Помимо цели построить станок. Целью есть еще и опробовать проверить такую возможность конструкции. Возможно ли с помощью данной методики выставить относительно точно геометрию. Даже в премиум станках либо шабрят либо подкладывают всякие калибровочнын пластины. По этому сварить и отфрезеровать. Или отфрезеровать и скрутить на обычном ( не точном оборудовании как у производителей станков) и по давно не может дать результат.
Пока идея такая. Сейчас я и пытаюсь оценить насколько реально реализовать такой метод получения точной геометрии в пространстве.
Аватара пользователя
Udjin
Мастер
Сообщения: 2121
Зарегистрирован: 21 авг 2014, 05:55
Репутация: 1248
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Приморский край, город Находка.
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Udjin »

Опыт, сын ошибок трудный ..

Нужна "лаба".
Возьмите любой узел, с количеством болтов >= 8 штук и воспроизведите его. Из обрезков.
Сделайте ваши выводы.

Потом потираньте его. Погните, поломайте.
Уменьшите кол-во болтов. Повторите издевательства.
Соберите на смолу. Опять.
И в итоге .. придёте к вашему, вполне обоснованному практикой, мнению.
Проект "Абсент".
Проект "Бумер".
Проект "Плексар".
Проект "Пропеллер".
Про мои станки есть тут.
Аватара пользователя
Udjin
Мастер
Сообщения: 2121
Зарегистрирован: 21 авг 2014, 05:55
Репутация: 1248
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Приморский край, город Находка.
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Udjin »

koba+ALT писал(а):1. Ну экономия на винтах в массштабах всех затрат на станок не столь существенна.
Эт пока не начали отлистывать :-)) Существенна, смею заверить. Если не 8х8 брать. Цены на какчественный крепёж подскочили, мати их. Глаголят, мол сталюка стала дороже. Гон, но увы. Цены подняли.
Проект "Абсент".
Проект "Бумер".
Проект "Плексар".
Проект "Пропеллер".
Про мои станки есть тут.
Аватара пользователя
Евгений+++
Мастер
Сообщения: 1595
Зарегистрирован: 19 авг 2015, 14:18
Репутация: 176
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Воронеж.., пока что
Контактная информация:

Re: Первый ЧПУ станок.

Сообщение Евгений+++ »

koba+ALT писал(а): Отверстия делаються с большим зазором по болту. Идея в том что бы каждую деталь и можно было перемещать относительно другой. До момента затяжки. И таким образом и выставлять..
Это будет работать только тогда, когда расстояние между центрами отверстий совпадают. Если будет небольшой разбег, возможно что несколько болтов просто не дадут осуществить задуманную регулировку.
- Жене сказал, что пошел к любовнице, любовнице сказал, что пошел к
жене, а сам взял книжки, залез на чердак и учиться, учиться, учиться.
-------------------------------------------------------------------------------------------
Дайте мне собственный гольф-клуб, свежий воздух и красивую женщину в
партнеры – и можете оставить гольф-клуб и свежий воздух себе.
Ответить

Вернуться в «Фрезерные станки по металлам»