Вопрос по проектированию плазмореза 3мх1.5м

[nanervax]

Всем здравствуйте!
Понадобилось соорудить мне плазморез с рабочим полем 3мх1.5м
Так как делаю это первый раз в жизни, то есть некоторые вопросы...
Портал будет ездить на рельсах, портал максимум будет весить 70 кг (так как возможно потом там будет лазер)
Ускорение максимальное будет 500мм/с2
Скорость холостого хода хочу не меньше 20 м/с
Приводом будет прямозубая рейка М1
Рейки будут две с двух сторон, на каждой стороне будет свой ШД
Буду применять ременной редуктор 5:1
При таких параметрах за 2000 об/мин портал уедет примерно на 24м, что устраивает
Шаг = 1.8 градусов, за шаг портал проедет 0.06мм
Чтобы ускорить портал, то нужно приложить силу в 35Н
По инфе из инета выяснил, что трение в рельсах hiwin примерно 0.004, но беру 0.01 (скорее всего рельсы будут не брендовые)
На трение уходит 7H
Итоговая сила 42Н
Умножим на примерный КПД редуктора и рейки, получим 50Н
Сделаем запас для ШД = 50% и получим 75Н
Редуктор у нас 5:1 и мотора будет два, значит в итоге нужно двигать с силой 7.5Н

Момент ШД для шкива радиусом 1см = 0.075 Н*м
Извиняюсь за столько текста.
Вопросы:
1) Не малый ли я беру коэффициент трения для небрендовых рельс?
2) Хватит ли точности в 0.06, не будут ли круги вырезаться с линией-лесенкой?
3) Самый важный вопрос - 0.075 Н*м крутящего, смотрится уж как-то совсем мало, даже Нема 14 на 2000об может выдавать такой момент, кажется странным...
4) Как выбирать китайские Nema? У продавцов редко бывает график зависимости момента от оборотов (((
5) Смогу ли я разогнать ШД до 2000 оборотов? Микрошаг планирую 1/8 и ПО будет Match3. Не упрется ли все в частоту ядра системы? Вроде тут нужно 16 000 сигналов на один мотор в минуту.

[aftaev]

Рейка ставится 1,25 или 1,5
Ставятся шаговики NEMA34, и крутят шестерню на рейке с редукцией 1:5

[nanervax]

Рейка ставится 1,25 или 1,5
Ставятся шаговики NEMA34, и крутят шестерню на рейке с редукцией 1:5

почему именно такой модуль рейки?
почему именно nema34, там крутящие моменты бешеные, станок же может трясти...
редукция 1:5 это вроде повышение оборотов в 5 раз при уменьшении момента, за один оборот будет проезжать примерно 30см. За один шаг будет 1.5 мм.
коэффициент редукции точно такой?

[kfmut]

Момент-то вы вроде бы правильно посчитали(по методичке от Tamagawa с 2-кратным запасом 0.16Н/м у меня получилось), а вот частоту - нет. Для деления шага 1/8 больше 40кГц получается(это если в первом посте ошибка и холостые подразумевались в 20м/мин). Если брать полушаги это всё же больше 10кГц и графики момента в этом районе стремительно стремятся к нулю Те Nema23 от Tamagawa, что по графику проходят, теоретически крутятся до 1800-2000об/мин, а чего там будет с рандомным "китайцем"

[nanervax]

а вот частоту - нет

исходил из таких соображений - 2000об делается за минуту, 1/8 микрошаг требует 16 000 сигналов в минуту, значит в секунду будет 266,(6)
поправьте где я ошибаюсь. Вроде практически любая современная плата справится с таким. LPT порт тоже должен пропустить столько.
Но на счет рейки М1.5 я не понимаю, почему именно она, чем М1 хуже?

[nanervax]

вроде сам понял что неверно. Не то умножил. Всего имеем 200*8*2000 сигналов в минуту, значит в секунду будет = 53Кгц. Да, этого дофига.
Если крутить 1000 об/мин, то будет в два раза меньше, электроника справится с несколькими такими ШД?

[kfmut]

Дело не в электронике, сейчас современные контроллеры от 200кГц на ось могут, а в моменте при целевой частоте шагов, возможно, стоит в сторону понижайки 3:1 или 4:1 смотреть.

Если просто параллельный порт, то вроде там 20кГц ограничение, но это пускай ценители уточнят.

[nanervax]

возможно, стоит в сторону понижайки 3:1 или 4:1 смотреть.

Спасибо за совет.
Но я могу на редукторе просто сделать шестерню ведущую и ведомую большего диаметра, чуть потеряю в точности, уменьшу обороты до 1000. Момента на таких оборотах вроде должно хватать. По поводу падения момента от микрошагов, не верю что он в разы падет, он может так падать в промежуточных положениях. В любом случае можно запуститься на 1000 оборотах, 1/8 микрошаге, если будет пропуск микрошагов, то снизить дробление.
Вопрос по поводу модуля рейки открыт)

[Урри]

Если под рельсами имеется ввиду профилированная рейка с многоручейковыми подшипниками (каретками), то потери там действительно небольшие.... пока новые. Из сервисного опыта могу сказать чтобы станок нормально работал с точки зрения потерь на механику, запас надо прикидывать примерно х3. Возрастная механика с плохим обслуживанием может дать еще больше проблем.
Рейку согласен, надо брать с модулем 1,5 или 2.
В любом случае шаговые моторы шумят и на резки может быть замечен рисунок от шаговых приводов.
При выборе редукторов надо смотреть чтобы они стыковались с мотором или напрямую или через стыковочный комплект.

[daiman444]

2) Хватит ли точности в 0.06, не будут ли круги вырезаться с линией-лесенкой?

Не все фрезеры самопальные могут столько. 0.1 выше крыши как по мне даже для лазера не говоря о плазме. Лесенка помимо разрешения станка во многом от cam зависит и от чпу.

5) Смогу ли я разогнать ШД до 2000 оборотов? Микрошаг планирую 1/8 и ПО будет Match3. Не упрется ли все в частоту ядра системы? Вроде тут нужно 16 000 сигналов на один мотор в минуту.

Какой платой управляться то будет?

[aftaev]

почему именно такой модуль рейки?
почему именно nema34, там крутящие моменты бешеные, станок же может трясти...

Можно считать, изобретать, а можно посмотреть на пром. плазморезы. Или сходить к деревяшечниками посмотреть как у них сделаны станки.

редукция 1:5 это вроде повышение оборотов в 5 раз при уменьшении момента, за один оборот будет проезжать примерно 30см. За один шаг будет 1.5 мм.

На моторе мал шкив, на шестеренке большой шкиф.

[nanervax]

Какой платой управляться то будет?

Пока не выбрал, это еще предстоит изучить, как и ПО

запас надо прикидывать примерно х3

О, ценный совет, так и сделаю

а можно посмотреть на пром. плазморезы

логику понял, будет 1.5

На моторе мал шкив, на шестеренке большой шкиф

да, именно так и будет

[neonas]

Я на свои фрезеры ставил модуль 2, шестерни вроде на 30 зубов. Редукторы применял 1/3. Двигатели Нема34, делитель 1/16
Бегало все это 15-25 метров в минуту, ограничено было ЛПТ портом и Линуксом. Где-то на форуме есть тема, там можно подсмотреть
2000 обортов/мин - для шаговика нереально. Даже для гибрида.

[CNC-engineer]

Автор, ваш портал массой в 70 кг с ускорением 500м/с и с трением 0.01 будет летать и без редуктора, с движками NEMA24 c али, например 57HS76-2804. и это с запасом по моменту больше 3-х.
Учитывайте что, шаговые движки сильны на малых оборотах, зачем вам редуктор.
Слишком вы заморачиваетесь с расчетами.

[sDkit]

viewtopic.php?f=149&t=29552

Нема23, редукторы 4:1, направляйки sbr20.
Сколько холостые стоят уже не помню, вроде около 18-20тыс, ускорение 400

Три года работает