Для удобства я буду называть схемы по расположению кареток по отношению к неподвижной части. "Каретки Z" - это когда каретки на плите шпинделя, "Каретки Y" - это когда на плите шпинделя рельсы.
Расмотрим среднестатистический портал в вакуме:
профильные рельсы 20мм
стандартные каретки по хивину HGH20CA (44*78mm)
шпиндель 100мм типа GDZ-100
ширина основ осей взята по 200мм, как минимальная приемлемая. можно больше, но меньше нет.
длина рельс по оси Y 1000мм (значения не имеет)
длина рельс по оси Z 520мм (460,400,340 - коррелируются)
вариантов компоновки может быть немыслимая масса, кто во что горазд и тд, но мы рассматриваем сферическую конструкцию, у которой есть части с фиксированной и регламентированной геометрией, на которую и нужно опираться.
Итак, вариант номер раз, КАРЕТКИ Y.
зелёные - каретки Y, они привинчены к суппорту. Суппорт обозначен красным прямоугольником. его ширина 200мм.Жёлтые - каретки Z. Они также привинчены к суппорту, со смещением, чтобы можно было привинтить. Повторюсь, компоновка сферическая, легко реализуемая без фантастических извращений типа "рассверлить фланцы", "многослойный суппорт" и тд.
Жёлтые находятся над зелёными по простой причине - так можно сделать нижнюю кромку плиты Y (сиреневая) ниже. А у нас об этом речь.
Шпиндель у нас закреплён за серую зону, т.н. Clamped Position - зона шпинделя, за которую можно ухватиться хомутами. Производители рекомендуют хватать за края зоны и не использовать корпус шпинделя в роли несущего или какого-то иного, несущего нагрузку элемента. Поэтому аксиома - нижняя кромка этой зоны (серый цвет на шпинделе) не может быть ниже плиты Z и обязана быть в хомуте.
Измерять будем от цанги шпинделя (чёрная пимпочка).
Итак, опустив Z максимально вниз, получаем 318 мм от нижней грани плиты Y. Пометим эту высоту как окно станка по оси Z.
Поднимем шпиндель, измерим расстояние до дна окна, получим рабочую высоту Z в 270мм. Именно настолько передвигается грань гайки или любой инструмент, зажатый в цанге. Это расстояние безотносительно какой-либо поверхности.
Теперь прикинем вредоносное плечо Z. Оно равно разнице плоскостей крепления зелёных и жёлтых кареток. В даной компоновке смещение около 45 мм. Рабочее плечо (оно, конечно, тоже вредоносное, но без него аще никак) увеличивается при опускании шпинделя и уменьшается при его подъёме.
Максимальное полное плечо в этом варианте равно высоте окна + высоте вредоносного плеча, итого 318+45= 363мм
Минимальное полное плечо в этом варианте около 95 мм при максимально поднятом шпинделе.
Второй вариант, КАРЕТКИ Z.
В этом случае на суппорт прикручены со стороны шпинделя каретки.Опустим гайку до значения 270мм от нижней грани плиты Y, чтобы получить окно станка Z, как в предыдущем варианте. В отличие от варианта КАРЕТКИ Y в варианте КАРЕТКИ Z, окно станка Z равно рабочей высоте оси Z. Другими словами оснастка, выпирающая за максимальную высоту обработки уже в станок не влезет. Но сама плита Y будет чуть ниже.
Итак, поднимаем шпиндель и получаем максимальную высоту равную нижней кромке плиты Y (сиреневая). Напомню - высота рельс Z неизменная в обоих вариантах.
Мы получили понижение оси Y на 48мм.
Вредоносное плечо здесь динамическое, в этом варианте будет минимальным при максимально опущенном шпинделе (оно можно сказать нулевое), но рабочее плечо при этом всегда максимальное и оно равно рабочей высоте Z. При подъёме шпинделя вредоносное плечо достигает 305мм.
Посчитаем полное плечо в обоих положениях:
Минимальное, в самом нижнем положении шпинделя оно равно рабочей высоте, т.е. 276мм,
максимальное, в максимальном подъёме прибавляется ещё 305 мм вредоносного плеча, итого 581мм.
Моделирование раз
Моделирование два
пример в картинках
Ещё пример
давайте эти 300 мм и поставим задачей