раскроечный стол

[Issumbosi]

Приветствую! начитался форума, и понял, что именно здесь могут помочь. ситуация такая: работаю на ремонтно-механическом предприятии. основной профиль металлообработка. есть желание купить раскроечный стол с аппаратом плазменной резки, для раскроя эскизов листового проката. цена этого оборудования отпугивать будет еще несколько лет. в связи с этим было принято решение о разработки своего аналогичного оборудования. за основу взят аппарат ручной плазменной резки и китайский режущий плоттер. все идеи пока даже не реализованы в модели, но смысл действий понятен, благо позволяют мощности и машиностроительный профиль предприятия. за основу был взят плоттер-режущий с полезной шириной 1250мм. данный плоттер предполагается разобрать и использовать только его аппаратную начинку, т.е. мозги. на плоттере две подвижные перпендекулярные плоскости движения. нижняя Х( основной вал к которому прижимается пленка) и верхняя У с ножом. задумка вывести эти контакты от двигателей на двигатели большего крутящего момента, НО с такими же оборотами, чтобы получилась схема движения на планшетном COMAGRAV ZONDA 2000. одна плоскость Х перемещается по длине стола, вторая У перемещается по первой плоскости. и встал колом именно вопрос с двигателями. входное напряжение на двигатель должно сохранять исходные обороты. двигатели которые в комплекте явно не потянут раму плюс на ней еще одна подвижная голова с держаком для резки. объяснил кратко, но думаю суть ясна. с нетерпением жду мыслей.

[Nick]

Я бы не разбирал плоттер, если он рабочий, а взял компоненты, которые специально предназначены для чпу.

Есть два принципиальных момента:
1. делаем станок из подручных деталей, таких как металлопрокат и подшипники скольжения. Будет дешевле (не учитывая стоимости работ) но хуже в плане точности и исполнения.
2. делаем станок на нормальных направляющих. Дороже (стоимость разнится в зависимости от размеров станка), но надежнее и точнее.

В обоих случаях нужна будет передача для линейных перемещений, т.к. плазменной резке нужны достаточно быстрые перемещения, то нужно брать либо швп, либо ремень, либо рейка (вариант с тросиками я бы не стал рассматривать). Опять же для плазмы лучше брать либо рейку, либо швп.

По электронике, опять же я бы не стал брать комплектующие от плоттера, т.к. они разработаны под конкретную модель плоттера. После замены двигателей придется менять их драйверы, останется максимум контроллер, который стоит от 2000 рублей, что ооочень мало по сравнению со стоимостью всех остальных комплектующих и стоимостью плоттера.

Управлять же всем этим делом лучше (если не брать в расчет готовую стойку ЧПУ) с компьютера, и тут опять же не факт, что ПО для управления плазморезками и другими станками с ЧПУ захочет работать с контроллером плоттера.

Да, на сколько я понимаю, плазменным резакам может сильно понадобится 3-я координата, для того, чтобы точнее следовать вдоль поверхности листа.

Для начала, я бы определился с линейными размерами станка, от них зависят размеры (толщина) направляющих и ШВП, и соответственно их цена. Потом просчитал бы все за и против и выбрал один из вариантов вверху, т.е. либо самопал, либо нормальные направляющие, а потом все по схеме чертеж, обсуждение, закупка комплектующих, сборка и настройка .....

Все выше ИМХО .

[aftaev]

Опять же для плазмы лучше брать либо рейку, либо швп.

1. ШВП в плазме использовать ОЧЕНЬ плохая идея. Плазма выдувает 2-4кг металла в час. ШВП очень быстро сдохнет.
2. Бытует мнение раз плазма то нет усилий как при фрезеровке. Для плазморезки нужна также жеская конструкция если хотите иметь нормальный рез.
3. Не все плазморезки хорошо подходят для ЧПУ плазморезки. На вашей плазме есть пилотная дуга?

[Nick]

1. ШВП в плазме использовать ОЧЕНЬ плохая идея. Плазма выдувает 2-4кг металла в час. ШВП очень быстро сдохнет.

А что тогда ставить, рейку?

2. Бытует мнение раз плазма то нет усилий как при фрезеровке. Для плазморезки нужна также жеская конструкция если хотите иметь нормальный рез.

Жесткая жесткой рознь, особенно если брать в учет работу по металлу. Кстати, основная нагрузка идет от реактивной струи и о каких таки нагрузках идет речь ?

[pokery]

99% станков в инете (как статьи так и фотки) имеют либо рейку, либо зубчатый ремень, либо цепную передачу. ШВП я ни разу не видел на таких станках, а 1% оставил на свое незнание, может и есть такие. А насчет жесткости конструкции - вобще то плазморезки и так большие по габаритам и на них полно металла. Скорее всего жесткость и делают, чтобы вся эта махина сама себя выдерживала, но никак тут не влияет сама плазма на это.

[aftaev]

А что тогда ставить, рейку?

Ставят рейку, зубастый ремень. ШВП если и ставить то прятать нужно хорошо. На оси Z ставят ШВП или пневматику. Плазме нужна скорость под 10м/мин на ШВП таку скорость будет сложно получить.

Жесткая жесткой рознь, особенно если брать в учет работу по металлу. Кстати, основная нагрузка идет от реактивной струи и о каких таки нагрузках идет речь ?

На форуме чипмекера одни пиплы купили плазму Килберг. Килберг дорогая и хорошая плазма, режет почти как лазер. Собрали значит ЧПУ стол из ховна всякого. Показали потом фотки реза. Лучше руками резать чем на таком ЧПУ.
Жескость портала нужна по разным причинам.
При разгонет/торможении и слабой конструкции плазматрон от инерции начинает отводить, в итоге вместо круга овол получается.
Если портал сделать из профиля и подшипников - вибрация и рез будет волнистый.
В плазморезках много нюансов. Nick правильно сказал нужна ось Z чтоб отслеживать высоту листа когда он деформируется от температуры. Зазор между листом и плазматроном всегда должен быть постоянным в пару мм. Для этого ставят THC( torch hight control). Только система THC может стоить дороже палазмореза.

[Nick]

Только система THC может стоить дороже палазмореза.

Это смотря что за система, на сколько я видел иногда вешают просто кольцевой датчик на касание металла, но можно и по-хитрее придумать, например оптику или индуктивный. Хотя на индуктивный наверное будет наводить помехи искра...

[aftaev]

на сколько я видел иногда вешают просто кольцевой датчик на касание металла,

Кольцо это емкостный датчик поиска металла. Он измеряет емкость между кольцом и металлом. Если вокруг кольца металл - работает нормльно, если на углу идет поиск металла врет.
И этот датчик как правило для поиска металла, а зазор держут по дуге плазмы. Но и тут куча заморочек, напряжение дуги зависит от толщины металла, скорсоти резки(угол плазмы). Есть еще нюанс плазмы с HF поджигом для зажигания дают высоковольный разряд, от чего всякая электроника горит

например оптику

закакается пылью

индуктивный

годится только для поиска металла. Для ТНС наводки.

[Issumbosi]

полезные габариты станка которые необходимы 1500 на 6000. если брать все же плоттер, то 1200 на 6000. по поводу направляющих: вероятнее всего необходимо ставить реечную мелкомодульную передачу делать комплект из направляющих реек, по ним уже зубчатое колесо. по поводу резки: если брать ручную плазму, то скорость необходимая и достаточная 4мм/сек максимум, разрезаемый лист от 5 до 50 мм. подробности характеристик плазмы пока неизвестны. стоимость плоттера в моем регионе около 14000р. живу на границе. смысл покупать такой же раскроечный стол в готовом исполнениии отсутствует, т.к. все возможные закупки можно сделать в КНР по приемлемой цене, но встает бюрократическая стена по поводу оформления и закупки оборудования, а плоттер можно выписать по премии и самому съездить и купить. можно ли заменить шаговые двигатели на более ресурсные по мощности, чтобы могли таскать раму с резаком общим весом ну примерно 20 кг. бешеная скорость не нужна. и чтобы не производить масштабирование за счет зубчатого или червячного редуктора если каким-то образом двигатель будет на выходе привирать расстояние. весь вопрос встал как раз с этим. а остальные вопросы решаемы, как по подбору материала, так и по обработке любой точности.

[Nick]

Просто шаговым двигателем не обойдешься нужно менять еще его драйвер. Я не совсем понимаю зачем тебе плоттер, что ты с него собираешься брать?

Вообще схема примерно такая:

Код: Выделить всё

Компьютер -> Контроллер --------> Драйвер -> ШД
                   |  +---------> Драйвер -> ШД
                   +------------> Драйвер -> ШД

Контроллер выполняет функцию опто-изолятора и разветвителя сигналов. Обычно это одна из самых дешевых частей.

Бывают конечно и умные контроллеры которые выполняют от 20% до 100% работы компьютера, но стоят они гораздо дороже, чем компьютер + обычный контроллер.

Далее идет драйвер, он получает сигналы step/dir от контроллера и в зависимости от них управляет обмотками двигателя. Драйвер стоит примерно столько же, сколько и сам двигатель.

Потом к этому всему тебе понадобится новый источник питания, чтобы хватило на все двигатели.

Итого:
Предположим, что у тебя будет 3 оси, как должно быть на нормальной плазме. С таким размером портала по длинной оси лучше использовать два двигателя, чтобы портал не перекашивало. Итого будет нужно 4 двигателя, 4 драйвера, 1 контроллер. Если использовать ШД, то возможно получится обойтись 1 LPT портом, но при дополнительном оборудовании, возможно придется прикупить карту MESA.

Далее, по механике,
Нужен портал с рабочим расстоянием 1.5 м и стол в 6 м. С такими размерами разумнее всего поставить зубчатую рейку по двум осям и, наверное, ее же по третьей оси. Хотя тут есть варианты, например хитрое решение от gigamech http://gigamech.ru/index.php?option=com ... &Itemid=10 .

Надо бы по-точнее рассчитать вес портала, чтобы можно было подобрать правильные направляющие...

То, что есть возможность брать товары в кнр, это хорошо, там можно взять все необходимые направляющие, каретки, рейки, зубчатые колеса, двигатели и драйверы.

PS а какие у тебя есть в доступности станки?

[aftaev]

Контроллер выполняет функцию опто-изолятора и разветвителя сигналов. Обычно это одна из самых дешевых частей.

Назвать плату контроллером которая пропускает через себя сигналы и служит опторозвязкой чтоб не спалить LPT порт и ничем не управляет назвать контроллером думаю неверно. Эти платы называют Breakout Board иль опторазвязка.

[Nick]

Полностью согласен, это я громко их назвал, просто некоторые производители называют контроллерами.

[aftaev]

Думаю это не производители, а торгаши так называют.

[Issumbosi]

производственный тип мощностей в полном объеме, так что смысл покупать передачи в КНР нет смысла, можно на работе нарисовать, выбрать материал, выточить и нарезать, закалить и отшлифовать с высокой точностью ничего не закупая и не отходя от места. плоттер нужен для того, чтобы сделать следующее: вся задумка основана опять же в основном на основе плоттера. набирается рисунок в Corel. в нашем случае это набор выкроек для листов проката различной толщины. на требуемом формате располагаются выкройки деталей для определенного типа толщины листа. все это переводиться в кривые. дальше этот файл импортируется в програмное обеспечение плоттера. таким образом уже проводилась работа по нарезанию выкроек, но только на пленку Oracal. теперь же необходимо сделать все то же самое, но только наоборот. лист лежит на месте, а над ним ходит держатель с резаком по двум плоскостям. нож когда проходит контур поднимается и переходит на следующий, здесь же резак после завершения прохождения также будет подниматься и переходить на следующий контур. вообще весь процесс можно было оставить с родными двигателями но весь вес конструкции которая будет ходить по направляющим стола дожен быть ну грамм 200 от силы. ну нам это не надо, надо чтобы были двигатели шаговые которые воспринимали бы такие же обороты как родные, но опять же имели большую мощность для передвижения всей конструкции. и вот еще: имеется станок вертикально-фрезерный с индикацие и линейками Heidenhei. там процесс ручного движения стола и шпинделя осуществляется с помощью маленьких роликов. покрутил ролик пальцем на один оборот а стол или шпиндель передвинулся на 100 мм в ту или иную сторону. опять же перемещение за счет шаговых двигателей. возможно ли применить тот же метод в данной разработке, только за место ручного перемещения ролик буде вращать двигатель родной от плоттера? в таком случае остается только синхронизировать следующее: обороты родного двигателя который за 1 оборот прокручивает ролик на один оборот соответственно к оборотам двигателя которым управляет ролик, чтобы обойтись без масштабирования. поворот ролика особого усилия не предусматривает, поэтому вполне его даже двигатели плоттера прокрутить смогут.

[Nick]

набирается рисунок в Corel. в нашем случае это набор выкроек для листов проката различной толщины. на требуемом формате располагаются выкройки деталей для определенного типа толщины листа. все это переводиться в кривые. дальше этот файл импортируется в програмное обеспечение плоттера. таким образом уже проводилась работа по нарезанию выкроек, но только на пленку Oracal.

Ага. по плоттеру понятно. Есть очень много решений такого же класса, только специализированных под плазменную резку, или обработку на станке с ЧПУ. В том числе все описанное выше делается в два клика при помощи Inkscape и Gcodetools. (Inkscape - тот же Corel, только бесплатный, gcodetools - наша разработка, плагин для inkscape для экспорта в формат понимаемый ЧПУ станками, тоже бесплатный. http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=15&t=34)
Хотя, есть множество еще более специализированных программ для плазменной резки, которые реализуют авто-расстановку, правильную обработку узлов, точек входа и д.р.

С плазмой вообще все несколько сложнее (или может просто иначе), чем с плоттером.

производственный тип мощностей в полном объеме, так что смысл покупать передачи в КНР нет смысла, можно на работе нарисовать, выбрать материал, выточить и нарезать, закалить и отшлифовать с высокой точностью ничего не закупая и не отходя от места.

Это хорошо. Тогда вообще можно сделать всю конструкцию, оставить места для крепления двигателей, датчиков и проводов, а потом подумать о электронной начинке. Также на готовой конструкции можно будет замерить необходимые параметры двигателей, т.е. необходимый момент, чтобы разогнать/затормозить каждую ось.

нож когда проходит контур поднимается и переходит на следующий, здесь же резак после завершения прохождения также будет подниматься и переходить на следующий контур.

Как я уже говорил, с плазменным резаком все несколько сложнее.
1. нужно время на прожиг металла
2. нужно контролировать скорость реза, и для разного металла она будет разной.
3. по-хорошему, нужно делать прожиг вне контура, и потом входить в контур, чтобы не оставалось неровностей
4. нужно гасить плазму после завершения контура.
5. на таких размерах листа, нужно следить за высотой резака.
...

там процесс ручного движения стола и шпинделя осуществляется с помощью маленьких роликов. покрутил ролик пальцем на один оборот а стол или шпиндель передвинулся на 100 мм в ту или иную сторону. опять же перемещение за счет шаговых двигателей.

Если управлять от родного контроллера плоттера не уверен. Если управлять через компьютер и Mach3 или EMC2, то запросто.
Можно конечно использовать обычный шаговый двигатель, но лучше взять либо специальный jog (aftaev, как его по русски называют?), либо энкодер и подключить все это дело к станку через компьютер.

Или вообще, можно взять обычный джойстик и настроить его на управление станком, примерно так: http://vimeo.com/11555627

[Issumbosi]

Резку начинают, располагая плазматрон как можно ближе к краю разрезаемого основного металла. Нажмите кнопку выключателя плазматрона - зажжется дежурная дуга, а затем режущая дуга. После зажигания режущей дуги медленно двигайте плазматрон вдоль планируемой линии разреза. Регулируйте скорость движения так, чтобы искры были видны с обратной стороны листа металла. Дуга должна быть направлена вниз и под прямым углом к поверхности разрезаемого металла. думаю возможно соединить подъем горелки по завершении прохода контура вместе с выключателем и включателем горелки. опять же касаемо скорости можно сказать, что эта проблема тоже решаема, т.к. на плоттере есть регулировка скорости в широком диапазоне. и конечно будет необходимо к каждому контуру детали пририсовать заходное отверстие. вот очень интересен именно вопрос не вмешательства в плоттер. в идеальном варианте получается, что и двигатели остаются на месте родные. родной двигатель вращает ролик, как я понимаю это какой-то резистор или теристор могу ошибаться, который в свою очередь вращает другой двигатель, более мощный, НО количество оборотов на втором двигателе должно совпадать с изначальным двигателем плоттера. вот к чему я думаю стоит стремиться. таким способом можно обойти всю электронику, за исключением приобретения подходящих шаговых двигателей, к которым были бы применимы именно такие заданные параметры. цифровой сигнал переводим в аналоговый и обратно. как-то так

[Nick]

Смотри, что у тебя получается:

Corel draw - Компьютер - Контроллер плоттера - Двигатель плоттера - Энкодер - Выход на контроллер - Драйвер нового двигателя - Новый двигатель

А можно сделать так:
EMC2 (или Mach) - Компьютер - Breakout - Драйвер двигателя - Двигатель.

Чем короче цепочка, тем больше надежность.

Но, если все же хочешь сделать по своему:
1. Нужно снять поворот двигателя плоттера, для этого вешаем на него энкодер. Потом с него можем получать отклонение от заданной точки, его из него делаем необходимые вычисления и выдаем новому двигателю команды.
2. Было бы идеальным, если бы с контроллера плоттера можно было бы снять команды шагов и направления, но даже если это получится, то возникнет следующая проблема. Максимальное ускорение плоттера наверняка будет гораздо больше, чем у 20-ти килограммового портала. А это чревато уходом от траектории и порчей не только изделия, но и станка в целом.
3. У плоттера должны быть механизмы обнуления осей, хотя нет, у него же только одна ось конечная, значит такой механизм есть только для поперечной оси. А тебе необходимо иметь его на 3-х осях иначе можешь выехать за осей станка портала и все сломать. Т.е. придется ковыряться в мозгах плоттера...

[Nick]

покрутил ролик пальцем на один оборот а стол или шпиндель передвинулся на 100 мм в ту или иную сторону

Такая система делается через энкодер. Т.е. ролик считывает перемещение а станок пытается его компенсировать. Как таковой прямой связи нет. Ибо у станка есть свои пределы по ускорению и скорости осей. Т.е. если ты слишком быстро дернешь ролик то станок не сломается и не пропустит кучу шагов.

Если была бы прямая связь ролика и генератора импульсов шага для станка (если станок на шаговых двигателях), при быстром кручении ролика, двигатели пропустят какое-то количество шагов, это кстати может привести к различным проблемам в том числе к изменению направления движения оси и => аварии станка.

[Issumbosi]

будем думать, о результатах сообщу