Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дереву

Фрезерные и гравировальные станки для обработки мягких материалов (дерево, пластики, мягкие металлы).
a321
Мастер
Сообщения: 567
Зарегистрирован: 03 дек 2016, 00:30
Репутация: 66
Контактная информация:

Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дереву

Сообщение a321 »

Предистория: купил себе т.н. CNC3040, попользовался. Перерос. Стал думы думать. Мне шашечки не нужны, мне ехать надо, по возможности быстро и недорого, да и жить хочется нескучно.
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Работать то он работал, потом продал. Но медленно, не быстрее 2400мм/мин. Много времени тратил на смену оснастки.
Благодарности:
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Любящим женщинам, терпеливо сносящим пыль, стружку и мое возвращение в молодость, когда я мог во сне бредить словами типа "эпоксидка застыла" (разрабатывая прогрыватель супер-класса из магнитов, шпулек от швейных машин и т.п. колхозинга, а в настоящее время подаривших мне отличный штангенциркуль (на фото не публикуется))
Михаилу Юрову за его Степмастер. Благодаря контроллеру изготовления Михаила привод шестерня-рейка отлично работает, не гремит и выдает хорошие результаты даже с простейшими шаговыми двигателями. Отличный, даже просто замечательный контроллер.
not4u - за его станок и, главное, толчок к самостоятельным расчетам
Наилю за его Вектроник. Просто (почти) мочла делает свое дело, не ввязываясь в холивары за жесткость. Даже думал купить, но отважился сделать свой.
Версеру за его устройства хоминга и утилиты для LinuxCNC. Устройства мне купить не пришлось, но их изучение, а также утилит, способствовало движению мысли
torvn77 за дискуссию по Моим вспомогательным утилитам
Alexsem76 за его модуль выравнивания портала - поспел как раз вовремя, когда я пришел к пониманию, что таки все прочностные расчеты идут лесом и даже (условно) 100 кареток в ряд не избавят от перекоса портала. Заказал, едет для реализации ТАДАМ-2.
Alexey74 за его распродажи шаговиков - помог задушить жабу.
Вячеславу (Свой Китаец) - за то, что не стал "натягивать" на себя мой заказ, отослав в Зетек
Даркстону - за документацию, чтение которой подтолкнуло к работе
Технобеарингу - за улыбчивость и шестеренки с подшипниками в ассортименте
Зетеку - за поставку HIWIN
Вроде никого не забыл.
Награды:
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
сразу и вне конкурса золотую медаль (ряженка) - Фрезеряге за непревзойденную жесткость станков его изготовления и неисчерпаемый источник позитива и конструктива в критике.
Критика альтернативных проектов, узлов и агрегатов:
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
По результатам использования своего CNC3040 я так и не разделил бытующее утверждение, что рабочий стол и пес с ним, можно из фанеры. В моем мире стол важен, он не только препятствует скручиваю винтом станка в аварийных ситуациях (наезд на что-то и т.п.), он вообще, поскольку рамы хлипкие, много чего держит. Рабочий стол должен быть приспособлен для быстрой смены (среди прочего) оснастки, прочной фиксации заготовок. Ну что такое Т-пазы пусть даже в листе дюраля 14мм? Кто кого перетянет - доска дубовая 33мм немного поведенная (доска, не щит) или такой "стол", пусть даже фрезерованный? Что в таком столе осталось из "мяса" после фрезеровки? Мои наблюдения свидетельствуют о том, что стол перестает быть "базой".
Я не вижу радости от использования болтовых соединений при сборке станка - согласитесь, шаговик 57 мм (3.5) на ШВП шаг 5 дает усилие ок. 200кг. -
Неспроста тот же Фрезеряга в небольших станках использует менее мощные шаговики. Используемый повсеместно дюраль толщиной 12, в лучшем случае 14мм и на болтах после каждого такого удара деформируется, соединения смещаются, тем более, что зачастую используют резьбу даже не М5, а М4, вот результат аварийного останова, а ведь шпиндель ранее был выставлен вертикально (на фото - к хомуту\блоку крепления шпинделя, справа на фото, прислонен угольник класса 1 (слева), базой установленный на рабочий стол - между угольником и креплением шпинделя явно виден просвет, которого не было до аварийного останова = отклонение оси шпинделя от перпендикуляра к рабочему столу):
Снимок экрана от 2017-07-30 13-25-23.png (8426 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=117094&sid=c012e28b60db8e90e50d9037bb34049a&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (691.63 КБ)</a>
Не говоря уже об обрабатываемости в моих условиях. Всевозможные профили из дюраля со сборкой на болтах, варианты с заполнением их чем-либо тоже меня не убедили.
Из опыта эксплуатации моего CNC3040 однозначно установил, что в зависимости от меры прогрева станка его максимальные скорости снижаются (при росте температуры), равно как и точность, вспомнилось про тепловые расширения алюминия. Шаговик, размещенный на ребре портала, обеспечивает локальный нагрев, приводящий к тому, что расстояние между направляющими на этой стороне (портала) меняется на значимые величины (для умеренно плотно преднатянутых подшипников, какими бы они ни были и по чему бы ни ездили), что приводит к росту сопротивления движению кареток ближе к двигателю, что я и видел на своем примере. Преднатяг подшипников вала ШВП вследстие температурных расширений превращается в натяг (рама, основание алюм., ШВП, валы, рельсы - сталь). Хивин пишет про допустимые рабочие температуры рельса до 100С. на скоростях 50м и более. Возможно. Но коэф. темп. расширения стали кратно меньше алюм., соотв. все это как биметалл в градусниках (валы на опорах тоже) неизбежно выгибается, в связи с чем битва оптимистов за микронные точности на линейных размерах 0.5м и более становится сомнительной. При том, что даже заявленная точность применяемых ШВП Хивина (с5?) не 30 ли микрон не на 300 ли мм длины вала? Что уж говорить про часто встречающиеся ноунэйм ШВП.
Использование чего бы то ни было на валах, в т.ч. на опорах, отвергалось - я подержал в руках различные подшипники для валов на опорах и мог их сдвигать руками. Не верю я в них.
Читая документацию с сайта Даркстона, собирая себе комплектующие, зацепился глазом за чертеж крепежа шпинделя. Указанные на чертеже +\- 3мм для немаловажного узла заставили задуматься - коли так, то что делается с осью, чему она там вообще параллельна?
Дальше - больше. Подбираю комплектующие и вижу, как все обрастает недешевой немелочевкой - опора подшипника такая, сякая, муфты и пр.
В итоге сметы рождались на уровне Вектроника, а если так, то разумнее купить. При том, что использования шаговиков не давало бы прироста скорости, а переход на сервы не дешев.
Использование ШВП как таковых (для моих целей, где работы с деревом с вытекающими точностями) я счел в итоге неразумным - мало того, что дорого, обрастает кучей допдеталей, которые и не дешевы, да их еще всех надо выставить соосно (кто-б в Китае их сделал соосными, да с сопрягаемыми размерами) и зафиксировать условно намертво, по-глупому разрастаются габариты станка, так еще и недопустимо для меня медленно.
Вариант реек рассматривал - в разных источниках указывают разную их точность, пишут про гремучесть (не жадничайте на микрошаг и будет всем счастье), наиболее существенные вопросы - редукторы, соосноть и биения. Я, конечно, понимаю, что если шестерню фиксировать на валу винтом, то биения скорее всего неизбежны, будут биения - придется колхозить прижим шестерни к рейке на пружине. Смотрел редукторы - начальная цена от 4т за штуку с качеством, которое тактично называют "начальным уровнем". Пощупав ранее китайский станкопром не имел оснований полагать, что редукторы отличаются по качеству от иной продукции. Следующий же шаг в цене редукторов - 10тр. за штуку. Планетарные в таких габаритах. С их-то качеством металов.
Также оценил перспективную проблему "обрезки в размер и расточки" (валы, шестерни и т.п.) - денег стоит, а результат может быть и даже часто случается фантазийный.
Никак не смог понять, зачем и почему всегда и везде втыкают по 4 каретки на каждую ось. Мне представлялось, что это не всегда разумно. Документация SKF, кстати, придерживается аналогичного мнения. Оно, конечно, объяснить покупателю будет невозможно, что это (возможно) местами излишество. Но для себя любимого хотелось разумной обоснованности.
Еще одно любопытное наблюдение - по вопросу использования шпинделя, его мощности и оборотов. Если смотреть каталоги, скажем, skf, то даже ширпотребные подшипники там обычно расчитаны на скорости, существенно превышающие предельные для шпинделя 24000 (т.е. 28, 34 тыс. и более), а математика подсказывает, что при одной и той же подаче\глубине при снижении оборотов нагрузка на фрезу=подшипники растет, т.е. вполне разумно эксплуатировать шпиндель и на максимальных оборотах, если подшипники нормальные (например, шпиндели GMT у Дарсктона).
Собирал разные сметы, как ни крути при традицонной компоновке (на каждую ось два рельса, на каждый рельс две каретки) получалось без шаговиков, болтов и пр., т.е. только рельсы + каретки + ШВП + обвес швп за станок 420*300*100 ок. 77400 в ценах май-2017.
В тоге - ТАДАМ - решил все делать сам. Ну кроме "стандартных" изделий.
Увертюра: любовь моя - дерево, кожа (а также в любое время суток вино, сыр, солнышко, хорошенькая женщина, разумеется, первостепеннее)
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
У меня уже был опыт работы с деревом. Среди прочего и подвижный - сделанный шкаф-стеллаж, поворотный, по сути потайная дверь весом ок. 100кг верой и правдой служит ок. 7 (на весну 2017г.) лет, вращаясь снизу на 1 подшипнике, сверху удерживаемый еще одним. Верхнюю опору, полностью размещеную внутри дубового щита 40мм, сколхозил из трех гаечных ключей (два от болгарки и вроде еще на 17), зазор над полом ок. 1мм, никаких поперечных растяжек. Мой опыт работы с дубовым щитом свидетельствовал в его пользу - производители потратились на клей, на оборудование, я поездил со штангеном и угольником по местам продаж, проверил гипотезу о применимости щита. Время есть, деньги тоже, и я решил сделать нахальную экстремальную конструкцию станка, предположив, что сделать станок хуже, чем китайцы просто не смогу даже в состоянии умеренного подпития. Задачу поставил простую - станок должен быть максимально дешевым, максимально быстрым, сделан из стандартных изделий (подшипники, болты, шестеренки), уложиться в габариты имеющегося станка - чтобы новый встал вместо старого в шумоизоляционных бокс. Станок решил делать из дубового щита 40мм - качество поверхностей довольно стабильное, формы стабильные, собирается отлично, клеится восхитительно. При такой толщине щита решил и редукторы делать самостоятельно и так, как нужно мне. Все три редуктора мне обошлись (бы) в 2162 руб. (если бы не было избыточных закупок на неудачные эксперименты).
Читал документацию на подшипники, разную. Рисовать 3д модели станка не стал, лишнее это. Вполне достаточно наборов эскизов. Детали станка делал на имеющемся CNC3040 приняв за догму, что ось у него только одна (в смысле ортогональности). Программы для него делал полностью вручную, без CAD\CAM софта.
Составлял множественные таблицы по комплектации в вариантах от разных поставщиков и разных изготовителей. Любопытные выводы - даже если принять на веру достоверность прямых утверждений о ресурсе кареток HIWIN (есть основания сомневаться в точности перевода, скорее не "90% продукции пройдет 50км с указанными допустимыми нагрузками", а все же так - "лишь 10% продукции пройдет 50км с указанными допустимыми нагрузками"), то использование аналогичной продукции SKF выгоднее. Да, стартовые вложения дороже. Но заявленный SKF ресурс 100км, и как-то утверждениям шведов верится больше. Соотв. если пересчитать в расходы на км, то SKF с точки зрения амортизации даже без учета завышенности утверждений Хивина выигрывает процентов на 15% и более. Еще отмечено, что для сопоставимых изделий Шведы указывают мЕньшие допустимые крутящие моменты.
Началось все с оси Z - мириться ни с ценой, ни с подходом к точности не хотелось. Более того, хотелось обкатать двухшпиндельную тему - шпиндель с автосменой стоит дорого, два более дешевых (просто на порядок) шпинделя точно надежнее и менее рисковее одного с автосменой, а мне 2 фрез на задание вполне хватает. Решено было делать ось Z предельно простую, нагло использовать 1 (одну) каретку на ось Z (рельс 20), одну на Y (рельс 20) и по одной на каждую ногу портала (рельс 15). По расчетам запаса прочности по нагрузкам, вкл. крутящие моменты, хватало и при такой компоновке. Вот об этом, о 15 рельсе, точно пожалел. Нет, результатом пока вполне доволен, кратно лучше китайского из алюминия, но могло быть лучше. Дело в том, что в стране просто беда с крепежом. Ну не найти, например, болта 4*90. Да что там 4*90, нет фланцевых болтов на м4 и очень-очень поискать на м5 (не нашел, предлагали только опт, или пачку на 100 шт везти из Германии). Шайбы исхудали и делаются почти из бумаги, беда. Поэтому лучше, конечно, рельсы 25, поскольку для их крепежа используется м6.
Не стал заморачиваться с гибкими кабель-каналами, не убежден в их разумности. Красиво на продажу - да, но стоимость увеличивает, дополнительное трение (поверхностей) рожает, свободу компоновки ограничивает и для текущего размера станка признал за лишнее.
Защиту от стружки реализовывал как сделал на CNC3040 - простыми кожанными фартуками, они прерасно противостоят износу, все что надо закрывают, сами приподнимаются для пропуска подвижных деталей, только пылесосить с ними не удобно.
В мае родились первые эскизы, в июне пошла закупка деталей, к концу июля (вцелом) собрал, обкатал и наконец замерил жесткости.
Ось Z - кроватка под шпиндель, отверстия крепежа каретки, рейки, посадочное место под каретку. Хомут под шпиндель 65мм обычный, силовой, на 80-85мм., 120 руб., проходит ровно и точно между болтами и под фланцами болтов крепежа каретки. Собралось очень хорошо.
Ось У - внтури размещены 2 одноступенчатых редуктора. Опасаясь опадания шпинделя редуктор Z сделал с максимальным перед. отношением, подшипники ставил везде максимально большие. На оси размещены оба двигателя - У и Z. Редуктор Z односторонний - в смысле двигатель и ведомая шестерня на одной стороне. Компоновка довольно плотная, но все собралось как планировалось. Старался организовать так, чтобы вылеты, плечи были минимальными. Собралось замечательно.
Ось Х - будет переделана, в ТАДАМ-2 будет 2 мотора по оси Х и модуль выравнивания портала (когда приедет). Даже поставив 4 каретки на ось Х мы НЕ избавимся от перекоса портала. Имеющиеся (сейчас) перекосы под нагрузкой, это глазом видно и пальцами щупается, имеют источником упругость кареток, а не изгиб конструкций из щита. Напомню, прочность дуба примерно в 3.5 (80 к 280) раза ниже (православного, а не китайского) алюминия, а устойчивость к деформациям (изгибам) конструкций - функция третьей степени от толщины "профиля", соотв. если сравнивать с алюминевой плитой пусть даже 14мм, то 40мм дуб (без пропиток) будет примерно в 6.5 раз меньше отгибаться под нагрузкой.
Рабочий стол, он же рама станка, щит дубовый 40мм в два слоя, итого 80мм. Вместо т-слота нашпигован резьбовыми втулками увеличенной длины, снизу в которые входят болты стягивающие оба слоя, а сверху используются для крепежа заготовок + вместо "рэперных" отв. для быстрой установки оснастки спецпосадоные места из наружной обоймы подшипника (7202? - идеально сопрягается с наружной обоймой 6000), обеспчивающие приемлемую точность установки оснастки (микрон 50). НА ТАКОМ РАБОЧЕМ СТОЛЕ МОЖНО СТОЯТЬ НОГАМИ!!! без ущерба для геометрии.
Станок выверялся при сборке по угольнику класса 1, проверка собранного (через 2 недели от сборки) показали стабильность перпендикулярности Х и У (без нагрузки, 20 мкм на ширину - без модуля выравнивания портала), стола и Z.
Описание станка, основные характеристики:
Рабочее поле: 570*360*100 (CNC3040 в этих же габаритах имел 396*297*55)
Обрабатываемые материалы: дерево
Фото станка: Видео станка:
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Видео 1 - тестирование скорости перемещений станка ТАДАМ-1. На экране монитора, для сомневающихся, стопкадром можно прочитать скорость (240мм\с=14400мм\мин), ускорение (3200мм\с*с) и амплитуду (+\- 142мм) - достаточную для полного разгона.
https://youtu.be/pJon643i72g

Видео 2 - запуск в работу. И останов - испугался, что патрон упрется, и напрасно. Подача 4000мм\мин.
https://youtu.be/mWsBAPpA2Uk
Что пробовал:
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
в первыю очередь разные конструкции редукторов, крепежа. Купил много лишнего в эксперименты.
Что получилось: вцелом все получилось - срыва шагов не получил даже на плановых 15000мм\мин (на шаговике 3.6а), ускорение 3500 - после испытаний пришлось снизить, станок к полу не крепится, очень ему хочется самому поездить, пока ограничил 1000, жесткость по сравнению с имевшимся ранее улучшил до 3 раз. Да что там по сравнению с ранее имевшимся, по имеющимся оценкам показатели "народного" от Фрезеряги отличаются всего-то раза в три от ТАДАМ-1, см. ниже (Цена жесткости) и Сводку замеров жесткости по ссылке http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 21#p374921.
Нагрева редукторов, а ведь беспокоился, пока не отмечено. Значимого шума от них и от рейки тоже не наблюдается (Степмастер + микрошаг, множитель на драйвере 25600). Судя по звуку с биениями сделанных зубчатых передач совладали в рамках приличий. Удивитесь, но ХОД СТАЛ тише по сравнению с ШВП - Степмастер творит чудеса.
Что не получилось: в ТАДАМ-1 по оси Х стоит 1 мотор, потому жесткость по оси Х ближе к мотору ощутимо лучше, чем на противоположном крае и никакое число кареток дело не исправит. Поэтому заказан второй двигатель на Х, рейка на вторую сторону, детали для редуктора и модуь выравнивания портала. Помучаюсь с синхронным выставлением концевиков по Х и будет славно. Пока не нашел изящного решения для крепление концевиков-микропереключателей, а также ограничителей хода, ограничителей и направляющих для кожаного фартука (защита от стружки).

Ориентировочный бюджет: включая все моторы по осям, но не считая болтов, шайб и гаек, смазки, пропиточного масла и транспортных расходов 20334 руб. CNC3040 ранее обошелся в 43000.

Цена жесткости 108271 руб. за Н/мкм. Для сравнения другие станки других изготовителей, руб. за 1 Н/мкм -
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
из сравниваемых лучшим выглядит Фрезеряга "народный" (400*300*100),
CNC3040= 625545
Вектроник - сведения не раскрывает
Пурелоджик - сведения не раскрывает, здесь и далее в связи с полной неадекватностью отправлен в сад
CNC-Logic - сведения не раскрывает
Фрезеряга "народный"- 85581 руб. Выиграл даже у ТАДАМ-1, потом посмотрим в сравнении с ТАДАМ-2. Издеваюсь? - ну что вы, что вы, что вы.
Раскрываемые Фрезерягой сведения вцелом несопоставимы, ниразу не подозреваемый в заносчивости как почти ПЕРВЫЙ на форуме (на самом деле раньше был, например, MGG http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... &#41;,&#41;, что раскрыл хоть какие-то цифры по жесткости, вынуждает опускаться до анализа опубликованных самим Фрезерягой данных - поскольку замеры сделаны "где-то там, за горизонтом", а именно примерно ниже нижнего крепления шпинделя. Но это лучше, чем ничего, глядя на эскизы и зная размах Z можно попытаться сделать оценки.
Исходные данные от самого Фрезеряги звучат очень достойно "в среднем отклонение 0.07 на 20кг по Х и У", цитирую - http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... &start=560
"На скорую руку замерил жесткость в целом. Что имеем по жесткости. Вдоль X в среднем положении Y 0.06 на 20кг. В крайнем положении Y 0.07. В направлении Y чуть хуже 0.08 на теже 20кг. Но в целом результатом очень доволен он превзошел ожидания с такими показателями можно получать хорошее качество обработки по дюралю."

Попытаемся привести эти замеры в нашу систему координат. Ход по Z заявлен как 100мм., замер выполненен ниже нижнего крепление шпинделя, т.е. ниже оси отклонений, нагрузка приложена примерно к цанговому патрону. Рискну предположить, что конец фрезы находится минимум раза в 3 дальше от оси отклонений, чем точка измерения отклонений - дл. фрезы ок. 40мм + дл. шейки с патроном ок. 25, итого уже 65мм до конца фрезы, согласно рисунку Фрезеряги под нижним крпелением шпинделя ок. 20мм самого шпинделя., от нижнего рельса У вниз мм. 10, врядли больше. Т.о. для приведения отклонения к концу фрезы получается 65/20, как-то так. Для сохранения нервов округлим в меньшую сторону, скажем, до 3. Нельзя не отметить, что старания уважаемого Фрезеряги по упрочнению станка помножаются на малые величины упругостью кареток. Да хоть из камня портал, упругость кареток отдаст свое в отклонения.
Цена скорости 1,270875 руб. за 1 мм/мин. Для сравнения другие станки других изготовителей, руб. за 1 мм/мин. -
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
из сравниваемых лучшим выглядит CNC-Logic,
CNC3040= 17,916666667 руб. за 1 мм/мин.
у остальных в расчетах учтена скорость 3000мм\мин (шаговики на ШВП)
Вектроник А3-РЦ= 20,3
Вектроник А2-РЦ= 23
Вектроник А1РЦ= 33,4
CNC-Logic 6048= 20,16
CNC-Logic 9058= 19,6
Фрезеряга "народный"= 27,6
Цена обрабатываемой площади 99 тыс. руб. за 1 м.кв. Для сравнения другие станки других изготовителей, ТЫС руб. за 1 м.кв. -
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
из сравниваемых лучшим выглядит CNC-Logic
CNC3040= 365,6
Вектроник А3-РЦ= 483
Вектроник А2-РЦ= 273
Вектроник А1РЦ= 185
CNC-Logic 6048= 210
CNC-Logic 9058= 113
Фрезеряга "народный"= 691
Цена обрабатываемого объема 991 тыс. руб. за 1 м.куб. Для сравнения другие станки других изготовителей, ТЫС. руб. за 1 м.куб. -
(для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
из сравниваемых лучшим выглядит CNC-Logic
CNC3040= 6647
Вектроник А3-РЦ= 4833
Вектроник А2-РЦ= 2278
Вектроник А1РЦ= 1236
CNC-Logic 6048= 1750
CNC-Logic 9058= 1027
Фрезеряга "народный"= 6916
Замеры жесткости (не каждая ось отдельно, а станка целиком по отклонению на конце фрезы при нагрузке на цанговом патроне шпинделя ВДОЛЬ выбранной оси. И, кстати, применена новая, простая, доступная каждому технология замера жесткости - вместо безмена, путающегося в показаниях, кои зависят от смещения, через т.н. "блок" на веревочке к патрону шпинделя подцеплен мешок с 2кг муки "Предпортовая", что гарантирует стабильные 2кг нагрузки незаисимо от смещения. По оси Z ровно на шпиндель ставил стальную колобаху, сами измерения проводились силами уже самого станка, методология http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 47&t=16342)-

Z мм/кг 0,0523
Z Н/мкм 0,1878

У мм/кг 0,03 (замер на середине рабочего стола в направлении -У)
У Н/мкм 0,327

Х мм/кг 0,0095 (замер на середине рабочего стола в направлении +Х)
Х Н/мкм 1,0337

Что означают эти цифры, на примере работы с наиболее популярной (у меня) фрезой двухзаходной 6мм. При классических скорости резания для дерева, скажем, 400, имеем расчетные обороты шпинделя 21200, из чего с учетом традиционной (для дерева и диаметра фрезы) подаче на зуб 0.09 имеем расчетную скорость подачи 3800 (китаец CNC3040 не справлялся). Приняв, что "снимать" за проход мы будем в пределах половины диаметра фрезы, т.е. глубина 3мм, получаем мощность менее 500вт (потому для меня 1.5квт не нужны) и горизонтально усилие на фрезе что-то около 5.2кг., вертикальное раза в 4-5 меньше. Умножив эти 5.2кг на фрезе на значения "жесткости" получаем, что по У под нагрузкой отклонение будет в пределах 40 микрон, по Х раза в три меньше, что для работ по дереву даже может быть и избыточно. Это и объясняет почему даже нежесткий заменяемый китаец CNC3040 вполне мог выпускать вполне товарную продукцию по дереву, почему даже фанерные станки имеют право на жизнь. Если же принять во внимание рассуждение, например, что нагрузка по, скажем, Х неизбежно уменьшается при останове или смене направления движения и, следовательно, отклонение уменьшается, то уверенность в получении "рабочих" результатов растет даже теоретическая (т.е. гуляния нежестких - фанерных, алюмининевых станков рожают вибрации, шумы, износы деталей, но режут, работают).

Результаы КРАТНО, примерно в 4 раза, отличаются от ожидаемых по результатм "прочностных" расчетов через стандартные "моменты инерции сечения" и пр., чему, судя по тактильым ощущениям, мы обязаны упругостью кареток, отсюда вывод - для такой экономичной конструкции надо брать каретки не со средним, а с "сильным" преднатягом.

Разброс жесткости Х и У озадачивает, по Х, как говаривала мне одна старая и авторительная судья, слишком хорошо, чтобы быть правдой, наверняка потому, что не подумал и замерил в том направлении, в котором шестерня и рейка создают сопротивление изгибу, но ведь и У аналогично, но результат разный. В ТАДАМ-2 я с порталом еще пофантазирую, не ясно зачем, скорее из спортивного интереса - станок ведь получился ой как лучше, чем имевшися китаец, шире, длинне и многоркатно быстрее.
В качестве резюме - для повторения не рекомендуется. Ваши расходы будут больше, поскольку подбор деталей, шестеренок, крепежа, ощутимо влияет на смету при таком-то ее размере. Полезно из соображений ниспровержения догм типа "мощности много не бывает, чем больше кареток тем лучше, большой микрошаг не нужен". Но результат мне понравился. Задачей ставилось занедорого проверить технические решения, которые можно положить в основу станков на основе дубового щита, а это неплохие размеры - ширина примерно 650мм и длиной до 3-4 метров и в общем-то беспрецедентная дешевизна при приемлемых точности и жесткости (с барского плеча пусть даже 4 каретки на Х, 3 на У под двухпиндельную конструкцию и по 2 на каждую ось Z и то очень недорого для, скажем станка на 1-2 метра и отличные скорости).
За ужасное качество фотографий благодарим Сони-Эриксон.
Последний раз редактировалось a321 23 май 2019, 11:31, всего редактировалось 6 раз.
Аватара пользователя
frezeryga
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 13679
Зарегистрирован: 18 авг 2013, 16:08
Репутация: 5051
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение frezeryga »

А где фото станка?
a321
Мастер
Сообщения: 567
Зарегистрирован: 03 дек 2016, 00:30
Репутация: 66
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение a321 »

фото - разве не под спойлером?
Да что там фото, не вынесла душа ожидания деталек для ТАДАМ-2, сегодня попускал стружку и сделал два видео.
Нервным НЕ СМОТРЕТЬ. Просматривая данное видео все любители и жертвы алюмостанкостроения должны сознавать, что есть риск не только заразиться, но и захлебнуться от (зависти, негодования, и т.п. - нужное подчеркнуть). С моей стороны полный отказ от ответственности за человеческие жертвы. Им, алюмозависимым, не понять, что есть некоторое, да что там некоторое, просто большое удовольствие от сознания и практики, что о рабочий стол станка можно не просто Опереться, даже не Упереться, и не облокоиться, а встать ногами (скажем, на колено или обоими) без какого-либо ущерба геометрии станка.

Видео 1 - тестирование скорости перемещений станка ТАДАМ-1. На экране монитора, для сомневающихся, стопкадром можно прочитать скорость (240мм\с=14400мм\мин), ускорение (3200мм\с*с) и амплитуду (+\- 142мм) - достаточную для полного разгона.
https://youtu.be/pJon643i72g

То большое отверстие - технологический хинт. Наружная обойма подшпиника 7202 (вроде), она имеет внутренний диаметр стабильно 26.1мм, а 608 подшипник имеет наружный диаметр 26.0Хмм. Их сочетание обеспечивает быструю смену оснастки с достаточно точным позиционированием на рабочем столе и с надежной и быстрой фиксацией (оснастки). Кроме того обойма электрически соединена с Пробе, что позволяет проверять\выставлять координаты в мерках стола. После скольки-то дней и паузы и нескольких аварийных стопов (два раза зажевало шетерней-рейкой кожаный фартук, его потом пришлось укоротить и один раз забыл подключить кабель Пробе) совпадение автоХоме по обычным микропереключателям с центром сделанного ранее отв. не хуже 20 микрон, что вполне улкадывается в погрешности как микропереключателя, так и, например, биение щупа (есть такое дело - повернул на четверть и расхождение было что-то ок 12 микрон).


Видео 2 - запуск в работу, изготовление дырстола (вместо ....го Т-стола). И останов - испугался, что патрон упрется, и напрасно. Подача 4000мм\мин. Сперва фрезеровка под резбовые втулки и потом насквозь сверлом - с одной стороны, снизу, в реезьбовые втулки болты-стяжки, с другой - вакантные резьбовые отверстия для крепежа заготовок. Дорого, но надежно и удобно.
https://youtu.be/mWsBAPpA2Uk
Alex_kh
Мастер
Сообщения: 362
Зарегистрирован: 03 сен 2019, 01:31
Репутация: 37
Настоящее имя: Александр
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение Alex_kh »

дуб??

А ЧТО? ТАК МОЖНО БЫЛО?
Аватара пользователя
hmnijp
Мастер
Сообщения: 1719
Зарегистрирован: 20 авг 2017, 15:02
Репутация: 526
Настоящее имя: Константин
Откуда: Ульяновск
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение hmnijp »

Забавно. А при начале/конце отопительного сезона нужно подшабривать стамеской?
max73
Мастер
Сообщения: 352
Зарегистрирован: 08 авг 2016, 12:41
Репутация: 21
Настоящее имя: Maxim
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение max73 »

hmnijp писал(а): А при начале/конце отопительного сезона нужно подшабривать стамеской?
адепты клееного бруса вас осуждают, они в святой вере, что он стабильнее камня и металла.
Cvazist
Мастер
Сообщения: 1083
Зарегистрирован: 16 окт 2017, 16:07
Репутация: 85
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение Cvazist »

14 м/мин отлично. Но зачем такая скорость? Что резать на такой скорости? На станке из дерева.
nevkon
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 2391
Зарегистрирован: 17 июл 2015, 10:25
Репутация: 302
Настоящее имя: Константин
Откуда: Балаково (Саратовская обл.)
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение nevkon »

Ну все как всегда. Увидели нормальную скорость - сразу "зачем?". Станок не только режет, но еще и перемещается к месту реза. И поверьте довольно часто время выполнения программы в большей части зависит от этих холостых ходов.
Alex_kh
Мастер
Сообщения: 362
Зарегистрирован: 03 сен 2019, 01:31
Репутация: 37
Настоящее имя: Александр
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение Alex_kh »

Ну для адептов клееного бруса есть ещё термодревесина и вакуумная пропитка смолой - а это уже весьма не плохой композит. Но насчёт жёсткости, упругости, прочности и прочих (красивый кстати каламбурчик) хотелось бы услышать более авторитетных участников. Особенно на фоне целей автора станка и того что станок (чтоб меня, ну ладно деревянный рубанок или киянка, но станок с ЧПУ!)РАБОТАЕТ!

Как тут можно два раза плюсик автору, ну или хотя бы на бис!
PlagueMen
Новичок
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 26 фев 2020, 02:56
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение PlagueMen »

Категорически нравится Ваш станок. Очень хочется повторить, и испробовать при сборке пару идей, вынашиваю их давно, из алюминия собрать никак не смогу. Что порекомендуете по поводу выбора комплектующих? Два мотора на Х это само собой. На Х - 20-тые рельсы? Боковина слева на 80, справа на 40, это для чего? Если не жалко поделитесь пожалуйста ещё фотками или эскизами.
a321
Мастер
Сообщения: 567
Зарегистрирован: 03 дек 2016, 00:30
Репутация: 66
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение a321 »

Сейчас Тадам-1 уничтожен, на смену ему пришел Тадам-2 из ясеня с размером 1030*3025*190 и на сервах. Ясень дешевле, прочнее и стабильнее.
Тадамом-2 не очень доволен, голову, а затем и портал буду переделывать. Т.е. он хорош, но при его разработке я не учел высвобождающиеся от Тадам-1 рельсы и каретки.
При разборке посмотрел и результаты эксплуатации - редукторами очень доволен - хорошо приработались, умеренный межосевой натяг обеспечивался подкруткой крепежа двигателя (чуть подтянул =немного упруго продавилась деревяшка = динамически выбирает зазоры). МИкропыль деревяшки неизбежно ложится на рейку, оседает = получился своеобразный "избирательный перенос" (см. трибологию) =сам по себе борется с люфтами рейки.
В процессе эксплуатации хваленого Хивина обратил внимание на траекторию движения шариков - обратный ход идет по каналу, сделанному в самом тонком месте (мяса) каретки. Сравнил с СКФ - и ранее при калькуляции с учетом амортизации СКФ был выигрышнее Хивина. В итоге сделал на рельсах СКФ и этим выбором доволен - пробег уже на порядок больше Тадам-1, который еще на половине потребовал чистки и смазки кареток (от микропыли дерева) - полагаю, что уплотнения СКФ лучше защищают шарики.
С рабочим столом, увы, на двухслойный щит не потянул - по весу. Не втащить мне щит 3000*900 в мастерскую (8 этаж без лифта). Зачем такое поле? - злопыхателям отвечу - для красоты. У меня вход в мастерскую такой - https://wau.spb.ru/mezhkomnatnaya-shirm ... vo-gotova/

При переделке стараюсь применить максимально большую редукцию - сейчас для новой платформы У и Z делаю 100 к 15 (но это для сервы, она же честно крутит до 3000об, а шаговики после 500 филонят, им такую редукцию нельзя, из-за короновируса шестерни все никак не доедут). Вопрос не в крутящем моменте. Для Z это вопрос удержания головы и стабильности по Z при попытке фрезы утянуть голову вниз (или вверх) при резке с хорошей подачей.

По существу Вашего вопроса. у Тадам-1 были -
1. везде простые шаговики + драйверы DM5xx + степмастер + LinuxCNC
2. софт для конструирования FreeCAD - он сильно подрос в возможностях (брать версию 0.19 в виде аппимаджа https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/releases, разговаривать с разработчиками здесь - https://forum.freecadweb.org/viewforum.php?f=15, живые, адкватные, с искрой (и в отличие от (большинства) на этом форуме вместо отсылок к "поиску по форуму" конкретно помогают)
3. рельсы по Х были 15, У и Z по 20. Раньше не знал, теперь знаю - врельсах, даже СКФ, прекрасно рассверливаются под 5.2 и далее нормально нарезается резьба под М6 (не забывайте использовать масло для метчика). Сложно найти крепкие и длинные винты м4 - чтобы сквозь щит (+ монтажная пластина - чтобы головки в дерево не ушли) притянуть каретки.
4. Если у Вас проект с размерами меньше 1 метра, имеет смысл посмотреть на комбинированную рейку пурелоджика. Рейка тоже легко сверлится и резьба нарезается.
5. таки на ось Х лучше 2 мотора, по обоим сторонам рабочего стола. Модуль выравнивания портала можно не покупать -LinuxCNC 2.8 и выше уже умеет два мотора на ось и при этом (вроде) принимает разные координаты хоминга осей. Тут вилы такие - с одним мотором Вы будете иметь не прямые углы как следствие == проблемы с двусторонней обработкой, соотв. с двумя моторами потребуются два мотора + ИЛИ два драйвера ИЛИ один драйвер + модуль выравнивания портала.
6. при вырезании корпусов редукторов имеет смысл понимать, что отверстия ВСЕГДА не круглые, а по дереву - особенно. Упругость деревяшки вдоль и поперек волокон - от природы разная и потому при фрезеровке круга неизбежно идем то вдоль, то поперек... Всегда имеет смысл делать отв. чуть меньше и потом ОТДЕЛЬНЫМИ Операциями доводить до нужных допусков. Это самая сложная часть, которую без станка не сделать и здесь смогу, возможно, помочь (почти задаром).
7. шестерни покупать как в китае, на Али, так и в РФ - в китае больше ассортимент и таки брака оттуда мне не приходило, а вот из РФ регулярно. Более того, поскольку в редукторах я применял посадку подшипника на ступицу шестерни, то имеющиеся на Али бОльшие числа зубьев при мЕньшей ступице = снижали расходы.
7.1. у меня от Тадам-1 остались собранные редукторные узлы - могу ревизовать, сообщить, дешево отдам
7.2. при самостоятельной сборке помним о ценности морозилки - например, перед посадкой подшипника на ступицу саму шестерню не грех заморозить, подшипники греть не будем. Заранее продумать оснастку для натягивания (как ни крути = запрессовка).
8. пропитка маслом - тиковым. С нагревом увлекаться не следует - я увлекся, горячее масло прекрасно уходило внутрь, выходил воздух, но оно же и разъело клей между ламелями.
9. резбьбовые втулки. Увы, только с Али - продающиеся здесь и короткие, и дорогие, и, главное, высота профиля резьбы низкая. Потому вот https://aliexpress.ru/item/32980072148. ... 33edKW60Un (ненавижу современных сайтописателей в их тоннами дебильных скриптов, но приходится пользоваться)


Два драйвера и два (или три) шаговика уже с шестернями на валу могу продать.
PlagueMen
Новичок
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 26 фев 2020, 02:56
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение PlagueMen »

Спасибо за Ваш ответ. Поле станка планирую маленькое, не более 400х500х100мм. Я сразу решил делать из ясеня, так он заведомо прочнее дуба (115 единиц против 85 у дуба), меньше колется.Так как станок маленький, то есть смысл сделать подвижный стол.
Раму с неподвижным порталом из ясеневого щита, стол тоже. 15-е рельсы оси Х закрепить на столе, снизу, это его усилит, а каретки на неподвижном основании, как раз в том месте где будет ходить фреза по оси У. Таким образом давление фрезы на заготовку будет всегда прямо над каретками, тогда их две хватит. И приводить ось Х можно будет одним мотором, под столом вал ф10мм, на нем большая шестерня редуктора, и две маленьких, которые будут двигатель стол через рейки Х (механическая синхронизация), шестерни выставлю строго симметрично. Оси У и Z как у Вас, только меня смущает плита для шпинделя, из-за её толщины вылет оси шпинделя относительно рельсы У большой получается. Может его или утопить в площадку оси Z, или сделать её металлическую, потоньше?
Алюминий я точно никак не обработаю, но есть у кого заказать обработку дерева на ЧПУ. Мне понравилась простота сборки и дешевизна конструкции, точность для хоббийного станка не так важна.
По заказам: Hiwin везде в продаже, а вот SKF только каталоги, цены все скрывают, где Вы брали? Шестерни вроде у Техноберинг дешевле китайских, если качество не подведет, ступицу можно и проточить.
a321
Мастер
Сообщения: 567
Зарегистрирован: 03 дек 2016, 00:30
Репутация: 66
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение a321 »

Шестерни брал у Технобеаринга (я с ними поссорился - наняли бездумных манагеров, но СКФ брал у них, цена прямо на сайте была, да и сейчас есть -
https://technobearing.ru/eshop1/folder/ ... ting-price
попутно - прикинувшись юрлицом легко отжал 10% скидки, май-2019).
Поставщика подшипников сменил - нашел дешевле (prombearing. ru) и ассортимент шире и менеджеры меньше г...ются.
Плита Z она же одновременно и кроватка под шпиндель (шпиндель утоплен). У меня была (и есть) щит 40, шпиндель д65, кроватка выточена на глубину 30 - шаг 0.05 фрезой 6 давал очень хорошее приближение к профилю сечения шпинделя. В середине кроватки был еще небольшой паз шир 7мм - для прикладывания угольника для выставления ортогональности в двух плоскостях. Стягивающий хомут проходил между крепежом каретки. Много это сколько? у меня на Тадам-1 от основания рельса Y до оси шпинделя вышло 127,7мм.

Выборку зазора у рейки в Вашем случае можно будет попытаться организовать через предварительное натяжение (закрутку) вала между синхрошестернями - для этого, видимо, вал по-длиннее и д6 (на ступицы малых шестерен подшипники = соосность зубьев и оси вращения подшипника, тогда связующий вал м.б. даже дешевой резьбовой шпилькой с относительно наплевательской соосностью)

Так вот, диаметры ступицы у технобеаринга вполне были стабильными, но внутренние диаметры от штуки к штуке ощутимо отличасль, до 0.2, а 0.2 уже фиг дома запрессуешь. Кроме того у технобеаринговских шестеренок нет отверстий под фиксирующие винты. Я подбирал шестерни с тем, чтобы наружный диаметр ступицы меньшей шестерни входил во внутренний диаметр бОльшей шестерни. Всегда при этом остается возможность сделать валы из штифтов - пусть и разных диаметров с разных сторон.

В качестве осей брал закаленные штифты, царпал их, небольшие пазики (точилом) и с эпоксидной смолой собирал. Главное требование было - чтобы корпус одного редуктора делался за один установ заготовки => нижний (условно) подшипник меньше диаметра шестерни, а верхний - больше щестерни.


С полем же не скупитесь - чтобы под порталом взрослый щит пролезал, а это 620мм. Наверняка пообтеревшись захотите что-то по-крупнее сделать, шкаф там, стол, стулья. Разницы в цене уже почти не будет, а поскупившись потом жалеть будете. А СКФ это я барствовал, Хивин вполне рабочий.
a321
Мастер
Сообщения: 567
Зарегистрирован: 03 дек 2016, 00:30
Репутация: 66
Контактная информация:

Re: Назовем его ТАДАМ-1, станок примерно 570*360*100 по дере

Сообщение a321 »

Alex_kh писал(а):Особенно на фоне целей автора станка и того что станок (чтоб меня, ну ладно деревянный рубанок или киянка, но станок с ЧПУ!)РАБОТАЕТ!
Обижаете. Вот это сделано на нем https://wau.spb.ru/shkaf-dlya-obuvi/, и Тадам-2 сделан на нем. А на Тадам-2 уже все остальное.
Ответить

Вернуться в «Фрезерные станки по дереву и пластикам, гравировальные станки, роутеры»