Проект ЧПУизации координатно-сверлильного станка КС-02 с рабочим полем 200х150

[G_A]

Предлагаю обсудить, раскритиковать проект миниатюрного фрезерного ЧПУ на базе КС-02 с рабочим полем 200х150

Основа - станок Координатно Сверлильный с крестовым столом скольжения. Стол приводится вручную двумя трапецеидальными винтами шаг 2. Шпиндельная бабка расположена на чугунной стойке, так же на направляющих ласточкин хвост, имеет ход 280мм, сам шпиндель отдельно имеет ход 100мм, с механической автоподачей 0,05мм/об. Станок имеется в наличии.
Фото из интернета



Имеется комплект плат местных умельцев (покупался под другой проект)

В задумках проект сделать ЧПУ сверлилку/фрезер под решение следующих задач: автоматическое сверление большого количества отверстий диаметром 3 в трубе из нержавеющей стали диаметром 60 толщина стенки 6, плюс фрезеровка малогабаритных изделий из дюрали, стали, нержавеющей стали.

Какие мысли:
Сперва была мысль переделать СФ676, однако над хорошим широкоуниверсальным станком пока издеваться не хочется, хочется потренироваться на чём-то попроще, набить шишки, войти в мир ЧПУ. Есть КС-02 с приличного состояния направляющими крестового стола, с ним и предполагается провести модернизацию.
Конструктив планирую выбрать пока такой - шаговые двигатели, ремённая передача на винты. С винтами возникли соображения оставить, т.к. есть некоторые сомнения в возможности размещения гаек для ШВП, но это не точно. Почему ещё есть желание оставить родные винты - приоритетная задача это, всё же, сверление с не слишком большой точностью позиционирования, все отверстия будут располагаться вдоль одной оси. Так же мысль использовать что-то готовое с Али в качестве поворотной оси для крепления заготовки или же поворот и перезакрепление вручную. Со шпиндельной бабкой тоже вопрос - делать ли её полностью новую полностью на направляющих качения, или же делать плиту на родной ласточкин хвост, на котором разместить на направляющих качения шпиндельный узел с ходом 100мм, или же сделать привод подач на этот шпиндель или шпиндельную бабку?

Какие вопросы:
Основной вопрос о теоретической целесообразности использования данной основы. Ранее озвученные вопросы по винтам и шпинделю. Вопрос по выбору калибра шаговых двигателей. И вопрос по выбору системы управления для этих задач, пока рассматривается Линукс ЧПУ.

Какие будут мнения по поводу данного девайса?

[COM9000]

Eсть такой сверлильный, после взвешивания объема трудозатрат относительно полученного результата имеем следующее:

а. станок станет дорогим если скинуть родной шпиндель /если это не делать то смысл переделки имеет тягу к отрицательным значениям/

в. прямое назначение, как нечто недорогое для отсверлить ПАРУ точных отверстий, в случайной железяке будет сильно утрачено ввиду цены, потраченного времени и проч.

с. поле небольшое, в итоге под НЕ СЛУЧАЙНЫЕ хотелки его будет всегда не хватать, а увеличить не выйдет...

[G_A]

Eсть такой сверлильный, после взвешивания объема трудозатрат относительно полученного результата имеем следующее:

а. станок станет дорогим если скинуть родной шпиндель /если это не делать то смысл переделки имеет тягу к отрицательным значениям/

в. прямое назначение, как нечто недорогое для отсверлить ПАРУ точных отверстий, в случайной железяке будет сильно утрачено ввиду цены, потраченного времени и проч.

с. поле небольшое, в итоге под НЕ СЛУЧАЙНЫЕ хотелки его будет всегда не хватать, а увеличить не выйдет...

У меня есть не случайная, но вполне конкретная задача - сверлить сотни отверстий в трубе из нержавеющей стали, которую необходимо автоматизировать, хотя бы в пределах одного ряда отверстий.
Я располагаю станками СФ676 и КС-02. Перспектива оЧПУшить СФ676 конечно более близка сердцу, но надо трезво оценить свои ресурсы и применить правило 20% затрат - 80% результата. А оценка такова, что сейчас надо начать с минимально необходимого, но с заделом под возможное развитие.
Рабочего поля КС-02 для моей задачи достаточно - зона сверления 150 мм по центрам крайних отверстий - 39 рядов по 34 отверстия. При этом за один установ можно постараться ставить по три трубы сразу, что уже почти половина работы. Пусть даже после просверленного ряда будет следовать поворот заготовки вручную, это всё ровно глобальное облегчение процесса сверления, да и поворот заготовки - это один из меньших вопросов. Причём для моей задачи, я полагаю, не требуется менять винты на ШВП, т.к. все перемещения будут в одну сторону, а процесс сверления не предполагает осевых нагрузок.
Основным вопросом будет шпиндель, здесь вижу три варианта. Первый - оттолкнуться от того что есть, а именно поставить электропривод на штатный механизм, либо непосредственно на винт зубчатой рейки, либо на редуктор автоподачи; второй - установить на саму пиноль шпинделя рычаг в обхват пиноли и за этот рычаг двигать шпиндель шаговиком/швп. Третий - выбросить родную балду, установить на ласточкин хвост переходную плиту, а на неё комплектную ось с алилиэкспресса.
В итоге задача минимум по КС-02 - 2 оси (вертикальная, продольная)
Задача оптимум - 3 оси (вертикальная, продольная и вращение)
Задача максимум - 4 оси (вертикальная, продольная, поперечная и вращение)
Думаю что в таком порядке и последовательно реализовать.

Понятно что со временем может захотеться большего, и набравшись какого-то опыта посмотреть в сторону СФ676 или вообще чего-то иного, но сейчас 1) нет опыта, 2) есть реальная задача.

Конечно хотелось бы сэкономить и подобрать комплектующие, которые возможно использовать для других проектов. Хотя пока не достаточно понятен объём вложений. По хорошему бюджет мероприятия я оценил бы в 70 тыс руб.

С чего начать?

[knifemaker]

если не менять функцию станка (не пытаться сделать его фрезерным, а оставить координатно-сверлильным), то имхо автоматизация вполне имеет смысл. только программы писать с учетом люфтов трапециевидных винтов.
86-е двигатели должны справиться, особенно если не гнаться за большими скоростями (а на поле такого размера это и не нужно). и ремней не надо, без них проще.
шпиндель я бы оставил как есть - меньше затрат денег и времени.
один из ходов шпинделя (всей головы или только пиноли) я бы заблокировал, оставив тот, в котором люфтов меньше и есть достаточная длина перемещения.

[knifemaker]

для решения конкретной задачи с трубами я бы просто сделал какие-то кондукторы для быстрого позиционирования, например четырех-, шести-восьми- и т.д. -гранные муфты или наоборот вставки внутрь трубы, а к ним ответная часть, закрепленная на столе.

[G_A]

для решения конкретной задачи с трубами я бы просто сделал какие-то кондукторы для быстрого позиционирования, например четырех-, шести-восьми- и т.д. -гранные муфты или наоборот вставки внутрь трубы, а к ним ответная часть, закрепленная на столе.

Да, я тоже так думаю по поводу поворота заготовки, здесь есть простые варианты. Задача минимум - победить затрачиваемое время на смену позиции инструмента, а так же стабилизация условий резания. Вторым этапом было уже автоматический поворот.

[G_A]

если не менять функцию станка (не пытаться сделать его фрезерным, а оставить координатно-сверлильным), то имхо автоматизация вполне имеет смысл. только программы писать с учетом люфтов трапециевидных винтов.
86-е двигатели должны справиться, особенно если не гнаться за большими скоростями (а на поле такого размера это и не нужно). и ремней не надо, без них проще.
шпиндель я бы оставил как есть - меньше затрат денег и времени.
один из ходов шпинделя (всей головы или только пиноли) я бы заблокировал, оставив тот, в котором люфтов меньше и есть достаточная длина перемещения.

Скорости не нужны, шаг перемещений измеряется единицами миллимметров.
Что касается шпинделя, то тут всё неоднозначно. Использовать для перемещения пиноли родную вал-шестерню с гребёнкой на пиноли плохо, т.к. достаточно большой люфт для сверления отверстий тонкими свёрлами. Перемещать же шпиндельную бабку по ласточкину хвосту тоже плохо, т.к. это слишком большая масса для такой задачи, плюс конфигурация явно не предполагает её активное перемещение - и ластохвост без клина, только стягиванием половин, и смазка не подведена, и чугун там явно те как на станинах токарных станков, и геометрия узла - всё это приведёт к образованию критической выработки достаточно быстро даже со смазкой, мне так кажется.
Думаю есть ещё вариант - перемещение родной парой валшестерня/зубчатая рейка, но с поджимом пиноли вверх пружиной, что бы зазор всегда был выбран.

[xenon-alien]

только программы писать с учетом люфтов трапециевидных винтов.

Так в LCNC люфт можно указать в настройках и будет работать с компенсацией люфта
В других системах управления тоже должен быть такой функционал.

[G_A]

только программы писать с учетом люфтов трапециевидных винтов.

Так в LCNC люфт можно указать в настройках и будет работать с компенсацией люфта
В других системах управления тоже должен быть такой функционал.

Вот вопрос ещё - для реализации таких задач какая наиболее простая ПО подойдёт?
В продаже есть контроллеры ЧПУ, соединяемые с ПК через USB и имеющие свой софт - что оптимально в данном случае такой контроллер, или набор плат Pincet для работы с ЛинуксЧПУ?

[G_A]

Подойдёт ли с алиэкспресса такой вот набор:
https://aliexpress.ru/item/400016480928 ... 1286541334

Пусть сразу будет 4 двигателя и именно с энкодерами. Это пойдёт под мою задачу "максимум". Так же в комплекте БП, контроллер и Мач3.
Я правильно понял что оптимально выбрать Nema 34 с моментом 4,5Нм или даже 8Нм?
Есть ли какой-то конкретный поставщик, которому можно доверять или же они все примерно одного качества?

[xenon-alien]

Бесплатная и многофункциональна - LinuxCNC.
ПК с LPT портом и обычная китайская плата опторазвязки справится с задачей, но придется чуток мануалы почитать.
Хотя для запуска элементарного станка можно в ютубе найти видео даже на нашем языке, главное с ПК не прогадать.
https://www.youtube.com/watch?v=7a9qXRo3sQk
https://www.youtube.com/watch?v=4Jnr6QrTQuA
https://youtu.be/fX_G5k1ZyXQ

Подходит и для токарного и для фрезера

[G_A]

Бесплатная и многофункциональна - LinuxCNC.
ПК с LPT портом и обычная китайская плата опторазвязки справится с задачей, но придется чуток мануалы почитать.
Хотя для запуска элементарного станка можно в ютубе найти видео даже на нашем языке, главное с ПК не прогадать.
Подходит и для токарного и для фрезера

Компьютер с линуксом и Линукс ЧПУ готовы. Платы коммуникации тоже есть, вот эти viewtopic.php?f=163&t=11116

Проконсультируйте по поводу приводов.
Типоразмер Nema34. Какой крутящий момент выбрать? Полагаю что 4,5 Нм должно быть достаточно для такой задачи, но есть ли смысл заложить 8Нм (мало ли на СФ676 захочу установить)? Или же не заморачиваться универсальностью, приобрести 4,5Нм, ибо если станочек оживёт, то смысла его разукомплектовывать нет, а цена моторов не космическая в проекции задачи "для дела"?
Тогда вопрос достаточен ли будет момент что бы таскать стол на направляющих скольжения, с трапецеидальным винтом шаг 2? В идеале хотелось бы оставить и родные лимбы с рукояткой, тогда если приводить через ремень (по крайней мере поперечную ось, т.к. на продольной можно приводить винт с левой стороны стола) есть ли смысл устанавливать редукцию иную от 1:1?

Как правильно выбрать драйвер? По моим прикидкам драйвер должен быть не менее чем на 6А и 80В, соответственно БП тоже на такие же параметры. Есть ли какие-то предпочтения в марках или продавцах этих драйверов и моторов?

[knifemaker]

сколько нужно Нм можно прикинуть опытным путем: к ручной подаче приделываем рычаг и безменом/грузиками замеряем усилие, необходимое для страгивания. можно даже просто за ручку потянуть, хоть из-за небольшого рычага будет не очень точно. знаем плечо рычага, знаем усилие - имеем минимальные ньютон-метры чтобы станок вообще зашевелился.
дальше прикидываем массу подвижной части, выбираем желаемое ускорение разгона - вычисляем необходимое усилие, учитывая передаточный коэф. винта и его достаточно низкий кпд.
но в любом случае: если у мотора хватает сил сдвинуть стол с места, то дальше его тянуть хоть как-то сил тоже хватит.

[G_A]

сколько нужно Нм можно прикинуть опытным путем: к ручной подаче приделываем рычаг и безменом/грузиками замеряем усилие, необходимое для страгивания. можно даже просто за ручку потянуть, хоть из-за небольшого рычага будет не очень точно. знаем плечо рычага, знаем усилие - имеем минимальные ньютон-метры чтобы станок вообще зашевелился.
дальше прикидываем массу подвижной части, выбираем желаемое ускорение разгона - вычисляем необходимое усилие, учитывая передаточный коэф. винта и его достаточно низкий кпд.
но в любом случае: если у мотора хватает сил сдвинуть стол с места, то дальше его тянуть хоть как-то сил тоже хватит.

Да, примерно так я и думал провести испытания.
А по поводу драйверов для двигателей что скажете?

[Urec]

брать и делать, дольше на форуме строчите) комплект из 3 моторов с драйверами с алиэкспресса притащили и вместо лимбов повесили.
вот и вся модернизация. если есть люфты в винтах, забили значение backslash
бюджет модернизации 10000р. больше раздумий.

[G_A]

брать и делать, дольше на форуме строчите) комплект из 3 моторов с драйверами с алиэкспресса притащили и вместо лимбов повесили.
вот и вся модернизация. если есть люфты в винтах, забили значение backslash
бюджет модернизации 10000р. больше раздумий.

Спасибо. И я с вами согласен. Другое дело что так может говорить человек единожды через это прошедший, а мне это только предстоит. Впрочем и у меня есть проект, правда не завершённый, но планомерно продвигающийся - модернизация ИТ42. Но, не скрою, бывает не приятно, когда пристаёшь к народу с вопросом "как надо", тебе или не отечают или говрят "как хочешь", а после того, как говоришь "вот", тебе отвечают что "надо было всё не так" )) В общем перехожу к действию, спасибо за поддержку.

[knifemaker]

я бы без затей покупал комплектом драйвер с шаговиком.

[tokarka63]

Для модернизации тв-125 брал на 12 и на 8 Н/м, скорость ускоренки 4000мм/мин, мощи с бооольшим запасом получилось
поставил швп шаг 5
движки брал комплектом

[G_A]

замер усилий на штурвалах, а станок стоит в холодном помещении и чувствуется пластилиновый ход, показал что при плече 50мм усилие страгивания равно 3 кг, после чего падает до 2-2,5кг. Делим/множим одно на другое и получаем 1,5 Нм.
Максимальное усилие пиноли при полном ходе на скрученной пружине имеем те же 3 кг на 150мм, переводим и получаем 4,5 Нм.
Это реальные усилия страгивания. Без возможных усилий резания.
Какой запас заложить на ускорение?

п.с.
Посчитал усилие фрезерования - 50кг с головой. При шаге винта 2мм 1 Нм двигателя даёт 300 кг усилия.
Осевое усилие сверления при сверле 12 мм - 200кг, при 3 мм - 17 кг.

[knifemaker]

получается на ху нужны 4,5Нм, а на z 8.