Станина лазера - основа основ

[sorokovik]

Цель: Разработать оптимальную станину для лазерного резака/гравера
- поле 1000*1500, но с оглядкой на то, что следующая версия будет 1500*3000
- точность: повторяемость (??? - выясним в ходе обсуждения чтоб не ставить перед собой недостижимых целей)
точность при гравировке 0,01-0,05.
Средства: Только профессиональные материалы. Ну, в смысле без всяких ДСП, мебельных направляющих и пр. самопала. Но, разумеется, не хотелось бы свалиться в космические технологии. Одним словом, нечто адекватное, позволяющее выйти на хорошее качество, при выигрыше в затратах

Варианты: (список не исчерпывающий, очень надеюсь на его пополнение в ходе обсуждения)
- сварная станина из тяжелых швеллеров, тавров, труб и пр
Отбросил сразу после высказывания мнений уважаемым aftaev. Металл, подвергшийся такой обработке обязательно поведет со временем, для того чтобы получить нормальную станину нужно ее предварительно состаривать и т.д. Одним словом, целая история
- чугунная литая станина
Тут вообще все понятно. Добыть негде.
- станина из швеллера на болтах
Эту версию предполагаю сделать рабочей
- станина из алюминиевого станочного профиля
Очень нравится, но есть куча вопросов. Деньги. Жесткость. Вес (хватит ли чтоб не вибрировала). И еще, и еще. Короче, все по ходу

Итак, нам нужна очень жесткая (две идеальные гранитные плиты были бы лучшим вариантом в этом плане), достаточно тяжелая, чтобы не вибрировать при быстрых перемещениях портала/головки, и, конечно, максимально точная станина
В связи с этим, первый вопрос:
??? Как по вашему, какой вес можно считать "золотым"
Что у брендов? У китайцев?

И второй, для понимания.
??? Где бы почерпнуть знаний по поводу влияния точности установки рамы, точности монтажа направляющих, на итоговую точность станка?

Завтра представлю на суд уважаемых форумчан первый эскиз, тогда сможем перейти от теории к практике

[Nick]

Что у брендов? У китайцев?

У Китайцев наверняка или алюминий или сварная рама из проката. Вес всего станка у них килограмм 60... Или вообще "несущий кузов", т.е. корпус из гнутого железного листа и к нему прикручены направляющие.

Итак, нам нужна очень жесткая (две идеальные гранитные плиты были бы лучшим вариантом в этом плане), достаточно тяжелая, чтобы не вибрировать при быстрых перемещениях портала/головки, и, конечно, максимально точная станина

Кстати, как на счет бетона? Или того-же гранита. берем плиту, а площадки для рельсов выставляем установочными пластинами и заливаем эпоксидкой...

- точность: повторяемость (??? - выясним в ходе обсуждения чтоб не ставить перед собой недостижимых целей) точность при гравировке 0,01-0,05.

Так все таки точность или повторяемость? Когда ты будешь гравировать, ты будешь гнать голову вдоль оной оси с заданным шагом. Тут даже не повторяемость и точность, тут нужна хорошая дискретность или равномерность шагов.
Кстати, а что будет с приводом осей? Получится ли достигнуть такое разрешение на ремне? Если нет, то хватит ли скорости ШВП?

[sorokovik]

Ник, спасибо за поддержку.

У Китайцев наверняка или алюминий или сварная рама из проката. Вес всего станка у них килограмм 60...

Это хорошая новость. Т.е. если мы делаем 100-150, то это только на пользу?

Кстати, как на счет бетона? Или того-же гранита.

Гранитные я даже встречал на просторах сети. Так что вполне реально. Транспортировка, правда, под вопросом. Бетон - сомневаюсь. Усадка у него. На стройке, конечно, не видно, но в десятках, уверен, поведет.

ты будешь гнать голову вдоль оной оси с заданным шагом.

Именно!!!! вероятно, качество гравировки и будет определяться исходя из того, насколько ровно голова будет ехать по оси, так?
Попробую объяснить свое непонимание на примерах: Гравируем тооооооненькую линию. Всего одну(!)
1. Голова едет по непараллельным рельсам
Полагаю, в какой-то момент увеличится нагрузка на каретки, двигатель не сможет поддерживать заданную скорость, получим линию тонкую у одного края, и толстую (пережженную) у другого
Так вот, должен же быть какой-то самый низкий показатель точности параллельности, который погасится на каретке. Снова для примера - ж/д рельсы. Непараллельность на 10 метрах может достигать 5 см. И паровозу плевать. При каких показателях непараллельности плевать начинает уже каретка?
2. Рельсы параллельны, но находятся в разных плоскостях
если стол с заготовкой установлен ровно по горизонту, то будем иметь изменения высоты а также угла головки над поверхностью материала, так? А значит будем терять фокус, следовательно, получать утолщение/похудение линии, а то и вовсе потеряем сердешную.
Снова вопрос: ??? какие перемещения головки по вертикали позволяют ей все-равно оставаться в фокусе?
3. Неровность самой рельсы
Сводя слова уважаемого aftaev в одно емкое предложение, получаем: "Закрепи ровную рельсу на неровной поверхности и получи неровную рельсу" (С) aftaev. Отдаю авторство добровольно:D
Это значит, что если мы прикрепим рельсу на очень кривой швеллер, то получим очень кривую линию, либо рысканье головки (читай -потерю фокуса) вверх-вниз, зависит от оси. Но! должна же каретка как-то компенсировать всю эту порнографию?
Вот я и пытаюсь придти к пониманию: Каковы эти показатели, ну в смысле, где их искать:
- компенсации ошибок геометрии рельсов каретками (наверное каталоги HIWIN, только где именно?)
- размер фокуса лазера, в смысле, в каких пределах мы еще в фокусе?
Тогда, вероятно, станет понятно, какой точности должна быть станина, и все, что на нее навешиватся.

[Nick]

1. Голова едет по непараллельным рельсамПолагаю, в какой-то момент увеличится нагрузка на каретки, двигатель не сможет поддерживать заданную скорость, получим линию тонкую у одного края, и толстую (пережженную) у другого

Неправильно. Когда будешь гравировать, то основной прогон будет вдоль оси Y, той, которая на портале. Ось X ты не сможешь гонять с такой же скоростью, она слишком тяжелая. А на ось Y достаточно одной рельсы.

Главное, чтобы рельса Y была параллельна материалу, иначе, материал может выходить из фокуса и яркость линии будет меняться. Кстати, кто-нибудь знает фокусное расстояние линз для гравировки? ....Упс это твой второй пункт .

Да, если рельсу притянешь к неровному швеллеру, то они естественно изогнется. Главное, чтобы этот изгиб не сильно повлиял на фокусировку.

Плавное рысканье лазера ИМХО будет незаметно. Т.к. оно, во-перых, будет одинаковым для каждого прохода и , во-вторых, незначительным.
Просто на всем большом рисунке может появиться маааленькое смещение.


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

Переместил тему в раздел Механика: Конструкции станков, линейные перемещения, направляющие, передачи.

[aftaev]

что следующая версия будет 1500*3000

Думаю выход - лазер на портал. На 3м долбить лазером тяжковато.

sorokovik что то мне сдается перегибаешь палку. Для гравировки нужен ровный стол. Такого размера ровный стол сделать не тк и просто, значит под сталом нужны регулировочные винты чтобы убрать вогнутость.
Для резки желательно чтоб материал лежал на сетке, чтоб продувать воздухом. А сеткаровная бывает?

Если шибко нужна точность смори в сторону линейных двигатлей. Здесь на фруме пробегал eekot если не ошбаюсь такзовут. Вот он лазер промышленнй собирает на линейных движах. Но цена тебе явно не занравится

[aftaev]

двигатель не сможет поддерживать заданную скорость, получим линию тонкую у одного края, и толстую (пережженную) у другого

Поставь серву 400ватную, если что заклинит, порвет серва что нибудь как тузик грелку

Главное, чтобы рельса Y была параллельна материалу, иначе, материал может выходить из фокуса и яркость линии будет меняться.

Да, еще маленькая засада: как материал прижимать к столу? Обычно эт делется ваккумом.

Да, если рельсу притянешь к неровному швеллеру, то они естественно изогнется. Главное, чтобы этот изгиб не сильно повлиял на фокусировку.

Вот потому и нужно на пластинки и заливать!!!

[sorokovik]

Думаю выход - лазер на портал. На 3м долбить лазером тяжковато.

Вопросов нет. Так и запланировано

А на ось Y достаточно одной рельсы.

Заставил задуматься... Я думал, две. Только из соображений минимизации люфтов

sorokovik что то мне сдается перегибаешь палку

Да просто поставил перед собой цель не только гравировать картинки, но, возможно, еще и поучаствовать в решении оптических задач, а там точность критична

А сеткаровная бывает?

Да, дружище. Это вопрос... Но он еще впереди. Думаю, победим

Ник, ну, в любом случае, несмотря на то, что на Y одна рельса, ось X решать придется. Плохо решим - получим кривую резку. Ну и на гравировке при переходе от линии к линии тоже какая-нибудь хрень вылезет

[aftaev]

Заставил задуматься... Я думал, две. Только из соображений минимизации люфтов

Ток рельс нуно широкий.
И самое главное чтоб рельс был скоротной. На рельсы есть параметры в том числе макс. скороть. Поставите тихоходный рельс, и шрики пойдут погулять:)

но, возможно, еще и поучаствовать в решении оптических задач, а там точность критична

у не на поле 2мх3м. Можно же сдеать стол 2х3м с сеткой для езки, а в углу платформу на рег. винтах для точнй гравировки.

[Nick]

И самое главное чтоб рельс был скоротной.

И вот где ты раньше был, когда я свой рельс заказывал? Который кстати редиски из сервотехники-нева 4-ю неделю не могут привезти !

[aftaev]

И вот где ты раньше был, когда я свой рельс заказывал?

Как всегда в Казахстане

А ты посмотри на его характеристики мож сойдет.

[sorokovik]

Рельсы еще впереди. Не будем торопиться.
Сегодня горожу станину сборную на болтах из швеллера. Завтра разломаем.
А по поводу фокуса вопрос ну оооочень интересный. Думаю, многое станет понятно, если его решить

[aftaev]

на пром лазерах есть автофокусировка. Как работает не знаю

[495]

какая задача основная резка или гравировка ?
лазер импульсный или непрерывный,мощность?

[Nick]

на пром лазерах есть автофокусировка. Как работает не знаю

Как работает, как работает, просто расстояние до материала измеряет и все .

А ты посмотри на его характеристики мож сойдет.

Я нигде характеристики скорости у них не видел...
Вот их описание:

[aftaev]

Как работает, как работает, просто расстояние до материала измеряет и все .

Ну да, палец вытаскивает и мериит

Я нигде характеристики скорости у них не видел...

Нужно запрашивать на серию
У тебя серия SBI FL. Там типо сколько рядов шариков, как расположены, как бегают и тд...

[aftaev]

Ползем на сайт Hiwin http://www.hiwin.com/html/linear%20guideways/index.html скачиваем каталоги и вникаем. Там есть как грамотно крепить рельс.

Типо вот:

Скачиваем, изучаем.
http://www.hiwin.com/pdf/lg/0809/Hiwin% ... 3-0809.pdf

Ник, а кака скорость то будет?

[sorokovik]

скачиваем каталоги и вникаем. Там есть как грамотно крепить рельс.

Я сегодня утром имел неосторожность этим заняться. Целый день пролюбился с этим каталогом. Не продвинулся в моделировании станины ни на шаг.
Зато понял несколько вещей по рельсам:
1. На скорость плевать - они работают с любыми скоростями
2. Тут звучало "потолще". Похоже, тоже ерунда. Определяющим есть момент а не ширина/толщина рельса
3. На счет крепления aftaev прав как никогда. Вопрос по креплению, похоже, решается идеально.

Но и вопросов возникло немало:
1. Как правильно рассчитать рельс/каретку. Там есть дивные формулы. Я попробовал их применить и получилось, что рельс+каретка 15 способны выдержать портал весом чуть ли не 100 кг. Кто умеет пользоваться этой штукой? Подскажите, а? Портал примерно 30 кг. На нем сверху головка, максимум 5 кг. Какие рельсы брать на X, на Y?
2. Выровнять привальную планку (синяя на эскизе) по алюминию (швеллеру, трубе - как хотите) можно так (по результатам рысканья на ЧПУшных форумах): Ляпаем критические места (те, где нужна регулировка по высоте) металлополимером. Затем сошлифовываем мелкой-мелкой наждачкой до достижения необходимого просвета. Ну и дедовский способ с шайбами, фольгой и прочей балалайкой никто не отменял
3.aftaev, ты ведь несколько раз говорил про поверочные линейки. Знаешь их? Я вот смотрю на эту. Что скажешь? смущает только горб. Скорее всего на него не поставишь водяной уровень. Те, что ты когда-то показывал магнитные? Может удастся прилепить снизу?
http://www.microtech-ua.com/index.php?l ... tegory=321
А линейка, видать - штука, без которой серьезный станок не построишь, да?
Смотрю, формируется необходимый набор измерительного оборудования:
=линейка поверочная
=уровень водяной
=индикатор часовой
=......... знатоки, велкам

[sorokovik]

какая задача основная резка или гравировка ?
лазер импульсный или непрерывный,мощность?

обе задачи, конечно
лазер импульсный. Насколько я понимаю с DSP контроллером

[Nick]

1. Как правильно рассчитать рельс/каретку. Там есть дивные формулы. Я попробовал их применить и получилось, что рельс+каретка 15 способны выдержать портал весом чуть ли не 100 кг. Кто умеет пользоваться этой штукой? Подскажите, а? Портал примерно 30 кг. На нем сверху головка, максимум 5 кг. Какие рельсы брать на X, на Y?

А что тебя смущает?
Я на ось Y взял 20-ю, но только потому, что 15-й не было. Меня волновал вес каретки. Для гравировки нужны хорошие ускорения по оси (чтобы меньше тратить времени на разгон и торможение), а для этого вес критичен (точнее масса). Можно прикинуть положение центра масс лазерной головы, берем максимальное ускорение, из этого рассчитываем силы действующие на каретку, на таких ускорениях и сравниваем с параметрами кареток.

В крайнем случае ставишь две каретки и забываешь про проблемы. (Останется только осевое вращение, но там ускорения не большие и усилия будут соответствующие.)

[sorokovik]

берем максимальное ускорение,

Где берем? поднимаясь выше, сопоставляя вес головки и мощность двигателя? Ох, не хотелось бы туда залезать пока. Как бы крутнуться здесь, на уровне станина и рельсы X?
Короче, как думаешь, 15 рельс для оси X при таких параметрах прокатит?