Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

[PKM]

Никто ведь не собирается на больших подачах сваривать

[Гармонист]

В станках последовательная кинематика на вращательных приводах - заведомо проигрышный вариант.

Аргументы в студию.

Сайтец интересный нашелhttp://www.onuryildirim.net/en/
И видео с ленты на тюбике
https://www.youtube.com/watch?v=iVgKxs1r5G0

обратите внимание:
момент №1: двигатели осей C, D и E - расположены на суставе С.
Если я правильно понял - это сделано чтобы "не создавать сильный рычаг"/"уменьшить рычаг" на ось А и В.
Интересно как они передают вращательный момент на сустав? Посредством чего?

Теперь я понимаю почему форма сустава B-C такая странная
- это для того чтобы сместить(уравновесить) центр тяжести сустава С с двигателями, редукторами и всем остальным...

момент №2: для одной из осей B или A используется явно мощный шаговый двигатель, с энкодером и редуктором...

шаговый двигатель с энкодером и редуктором

а вот что это за дура подключена к оси А (или B - не понятно) ?

что это?

по логике это должен быть двигатель оси А, но какой-то он странный!

[Гармонист]

может это двигатель оси А?

нет это не двигатель оси А, потому что двигатель оси А вот:

Расположение двигателей на суставах

двигатель оси Е

что любопытно что физическая реализация несполько отличается от виртуального прототипа.
Обратите внимание на дополнительный ... рычаг(?) В-С и на изменение в расположении двигателя Е...

Физический прототип

[PKM]

Рычаг для жесткости. Ее явно не хватало Возможно, и противовес.

Еще хочу обратить внимание: робот весьма большой и относительно жесткий, а режет всего лишь пластмассу.
Зато Tricept PKM спокойно режет сталь.

[Nick]

что это?

Вполне возможно, что это тот же "противовес", вместо которого поставили рычаг. Возможно, там внутри стоит сжатая пружина. А возможно, это и пневмо цилиндр, для помощи основному двигателю...


Кстати, если найти хороший редуктор, у которого выходной вал будет в мощных подшипниках и будет выходить с двух сторон, то может быть будет можно повесть весь сустав прямо на вал этого редуктора, это получится жестко и точно, и не придется городить свою конструкцию. Похоже, что именно так сделано на той руке для сварки.

[Гармонист]

повесть весь сустав прямо на вал этого редуктора

На моем чертеже 1 "сопряжения суставов" - сустав №2 как раз висит на корпусе(по моему - даже лучше чем на валу) редуктора.
А сустав №1 является как бы прокладкой с подшипником между внешним корпусом редуктора и суставом №2.
По сути то же самое что ты предлагаешь, только подшипник не внутри редуктора, а снаружи.

Обрати внимание - внутренние болты(два посредине) используют крышку редуктора как шайбу(кольцо) с стягивают сустав с подшипником в единое целое, так что люфтов там вообще не останется!
Сам подшипник так же жестко "вшит" в сустав №1. Так что там тоже не останется люфтов.
Остаются ЕДИНСТВЕННЫЕ люфты на самом подшипнике. Т.е. люфт между внутренним и внешним кольцом подшипника.
И люфты от прогиба суставов - т.к. все материалы имеют свойство прогибаться
(можно попробовать использовать металло-керамику)

какие люфты я не увидел?

[PKM]

Если бы еще редуктор был беззазорным и абсолютно жестким... да и подшипники имеют свою жесткость.
Проблема в том, что все деформации в руке умножаются многократно, благодаря длинным рычагам.
Проблема сделать обычный станок достаточно жестким, а здесь жесткость заведомо будет раз в 10-15 ниже.

[Гармонист]

Проблема в том, что все деформации в руке умножаются многократно, благодаря длинным рычагам.

Не умножаются, а складываются. Давайте не будем пессимистами.

Если бы еще редуктор был беззазорным и абсолютно жестким...

Этого не требуется т.к. в моем чертежи сустав 1 крепится к суставу 2 через подшипник. Редуктор служить только для передачи вращения цепляясь корпусом к суставу 1, а валом к суставу 2. Другими словами редуктор только внешний фактор и его люфты - роли не играют.

да и подшипники имеют свою жесткость.

это конечно задача(наверное - нерешаемая).
Т.к. подшипник служит соединителем суставов, то именно он играет ключевую роль.
И именно его(подшипника) люфты - наиболее критичны, а заменить его нечем.
Он обязательно будет присутствовать - пусть даже в составе деталей.

Что снова нас подталкивает к идее компенсации люфтов "налету".

Меня чесно говоря удивляет, что все уверены что конструкция этого станка НА МНОГО менее жесткая и более люфтовая чем типового портальника.
У этого станка общая жесткость будет равная сумме прогибов всех суставов + сумма люфтов всех 5ти подшипников. Все.

Безусловно, за счет рычагов - люфты материала(прогиб материала) сустава увеличиваются, но ведь - увеличиваются не бесконечно!
Люфт подшипников так же гуляет от нуля до определенного предела.
Можно использоваться усиленные подшипники для уменьшения люфтов.

Какая же общая жесткость у 5иосевого портальника?

схема 5иосевого станка с чпу портального типа

портальник 5иосевой.jpg (12.55 КБ) 6933 просмотра

Люфт 2х кареток оси Y + люфт двух кареток оси Z + люфт 2х подшипников оси А и В + люфт прогиба балки Y + люфт прогиба стола + люфт прогиба балки Z, люфты ходовых гаек, ...

Конечно, в типовом станке рычагов практически(кроме оси Z, A и B) нет. А если есть, то небольшие.
Все же думаю ситуация не на столько плачевная, что собрать в домашних условиях достойный станок 2го типа для фрезеровки дерева было бы нельзя...

[Nick]

"PKM писал(а):Если бы еще редуктор был беззазорным и абсолютно жестким..." Этого не требуется т.к. в моем чертежи сустав 1 крепится к суставу 2 через подшипник. Редуктор служить только для передачи вращения цепляясь корпусом к суставу 1, а валом к суставу 2. Другими словами редуктор только внешний фактор и его люфты - роли не играют.

ИМХО, без специального оборудования будет сложено сделать конструкцию жестче, чем промышленный редуктор. А потом еще нужно будет к оси подключать редуктор, соблюдать соосность, и при этом передавать не хилое усилие (муфта там будет стоить дороже 160$ ). Проще сразу взять хороший редуктор, с хорошими роликовыми подшипниками и забыть о всех проблемах. + Еще и компактнее получится.


-------------

Дело в том, что промышленные станки они на то и промышленные, что люфты там выбираются как можно сильнее. В домашних условиях без использования станков этого не добиться.

[PKM]

Не умножаются, а складываются. Давайте не будем пессимистами.

Ну почему же? Допустим, расстояние между подшипниками 100 мм, а длина руки 750 мм. Тогда деформация подшипника умножится на 7,5 в конечной точке. Это речь идет о жесткости при нагружении справа налево, допустим).

Другими словами редуктор только внешний фактор и его люфты - роли не играют.

Это очень странно. Жесткость в направлении подачи как раз определяется приводом, т.е. в данном случае редуктором. И при диаметре шестерни редуктора 100 мм все деформации зубьев и люфты умножатся на 15, в данном случае.

Что снова нас подталкивает к идее компенсации люфтов "налету".

Практически невыполнимой. Для такой компенсации понадобятся приводы с очень малой инерционностью. Шаговики не подойдут категорически, да и не всякие сервоприводы.

Все же думаю ситуация не на столько плачевная, что собрать в домашних условиях достойный станок 2го типа для фрезеровки дерева было бы нельзя...

Как специалист в данной области, уверен в этом. Конечно, собрать станок можно, и как-то фрезеровать он будет. Но точность обработки (связанная с общей нежесткостью системы и умножением погрешностей) будет очень низкой.

К тому же, для фрезеровки деревянных изделий часто выгоднее крутить саму заготовку вокруг оси, а здесь это неудобно.

[Гармонист]

Я планирую редуктор сделать сам. При этом вал редуктора планирую сделать с круглым выступом диаметром соответствующий внунтреннему диаметру подшипника.
Вот так примерно...

Метод без выставления соосности между редуктором и подшипником

Понятно что выставление соосности не понадобится(на практике будет видно).

На счет выставления соосности на сайте http://el-dvigatel.ru/centrovka
нашел интересные( И ДЕШЕВЫЕ!) способы выставления соосности:

Центровка соосности валов (el-dvigatel.ru)

[Nick]

Метод без выставления соосности между редуктором и подшипником

Чего-то не понял, почему здесь не надо выставлять соосность?

Дело не в том, что их будет сложно соосно поставить, а в том, что будет сложно соосно закрепить.

Редуктор, да еще силовой, да еще с маленькими люфтами будет оооочень сложно (=== не возможно) сделать в домашних условиях! Это самая ответственная часть, от которой будет зависеть 80% точности и надежности станка, а может и больше. ты же не делаешь шаговые двигатели самостоятельно!

[Гармонист]

Редуктор, да еще силовой, да еще с маленькими люфтами будет оооочень сложно (=== не возможно) сделать в домашних условиях!

Возможно, но взгляни вначале сюда: http://www.chipmaker.ru/topic/46606/

ты же не делаешь шаговые двигатели самостоятельно!

Не собираюсь, но...
https://www.youtube.com/watch?v=5apzohSY2pg
я не один такой "маньяк"

[PKM]

http://www.chipmaker.ru/topic/46606 ошибка

[Nick]

Можно и ракету самому собрать, но на Марс, я бы на такой ракете на полетел .

Еще раз редуктор - критическая часть, чем он будет лучше, тем лучше получится станок!

[Гармонист]

http://www.chipmaker.ru/topic/46606 ошибка

Действительно ошибся. Забыл в конце косую поставить.
Исправил http://www.chipmaker.ru/topic/46606/

Можно и ракету самому собрать, но на Марс, я бы на такой ракете на полетел .

Вот и я о том же. http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=1082

[PKM]

без малейших знаний в станкостроении

Если честно, это чувствуется по твоим постам (здесь у нас на ты, так Ник приучил ). Зато энтузиазма хоть отбавляй, так что опыт придет, сын ошибок трудных

[Гармонист]

Вернувшись к конкретике...

Напомню - станок должен уметь фрезеровать дерево.

Чтобы доказать, что собранный 5иосевой станок типа "Рука" работает как надо т.е.
с заданной точностью способен выполнять поставленные задачи.
Или наоборот - при всех попытках, при любых конфигурациях станка... не может выполнить контрольную задачу.

Так какую задачу выбрать как контрольную?

Жду ваших предложений.

[Nick]

Так какую задачу выбрать как контрольную?

Скажем так, все зависти от размера.

Сразу оговорюсь, ниже рассматриваем предложенную тобой схему.

Для станка с самодельными редукторами

Длинна "плечей" 100мм
Возможно, но маловероятно, фрезерорвка дерева с небольшим заглублением маленькой фрезой. Точность обработки в пределах 1мм.
Сверловка различных материалов...

Длинна "плечей" 500мм
Возможно, сверловка. Не более того.

Для станка с промышленными редукторами

Оптимум:
На плече 100мм
Реальная фрезеровка дерева. Возможно даже фрезеровка алюминия в режиме high speed machining.

На плече 500мм
Тоже самое, что и на самодельном с плечом 100мм.

Возможно, но взгляни вначале сюда: http://www.chipmaker.ru/topic/46606/

Да, но там этот редуктор делается на серьезных станках с очень хорошей точностью. Дома такое под силу только Левше .

------------------------------------------------
[Оффтоп]
Гармонист,у тебя отлично получается излагать мысли. Я все хотел слегка переписать правила, чтобы подчеркнуть предпочтение общению "на ты". И может вынести это в шапку главной страницы. Может подсобишь? В общем вот тут тема по этому поводу: http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=18&t=1081
[/Оффтоп]

[Гармонист]

какую задачу выбрать как контрольную?

Предлагаю фрезеровкой создать "Шар" и "Куб".
Можно еще трехстороннюю пирамиду, на боковой грани которой будут хорошо видны отклонения, биения, люфты...