cnc-club.ru

Здравствуйте, впервые пишу здесь. Собираюсь сделать портативный автомат для фрезеровки контура печатной платы (диаметр фрезы 1-2мм) и сверления переходных отверстий (сверла 0.1-2мм). Работаю электронщиком, поэтому проблемы у меня только в выборе удачных решений механики, материалов и нагрузочном расчете конструкции. Ожидаемая точность 0.05-0.1мм. Немного владею Comsol multiphysics, Solidworks, если необходим сопромат, могу подучить и рассчитывать там. У меня есть несколько вопросов:
--Устройство хочу сделать по возможности низким, не более 20 см в высоту, думаю о горизонтальном расположении мотора фрезера, либо о гибкой передаче вращения на сверло при неподвижном расположении мотора. Допустимо ли это?
--Существуют ли типовые решения в конструировании фрезеровальных станков для уменьшения ошибки обработки из-за провисания портала, колонн и т.д.?
--Сложно ли сделать полностью автоматическую замену сверел? Существуют ли электрически управляемые цанги небольших размеров? Автозамена фрез и сверел в данном случае обязательна. Думаю о конструкции кассетницы с сверлами, откуда их будет брать автоматическая цанга.
--Планирую поставить мини пылесос около шпинделя для сбора опилок и стружек, есть ли готовые решения?

iTXS писал(а): --Устройство хочу сделать по возможности низким, не более 20 см в высоту, думаю о горизонтальном расположении мотора фрезера, либо о гибкой передаче вращения на сверло при неподвижном расположении мотора. Допустимо ли это?

передать вращение через гибкий канал вполне возможно, (ручных граверов в продаже много разных) но вот что-бы на конце где было стабильное вращение без биений, без доработки навряд-ли получится, а без этого тонкие сверла будет ломать постоянно.

iTXS писал(а): --Сложно ли сделать полностью автоматическую замену сверел? Существуют ли электрически управляемые цанги небольших размеров? Автозамена фрез и сверел в данном случае обязательна. Думаю о конструкции кассетницы с сверлами, откуда их будет брать автоматическая цанга.

Миниатюрного решения по моему нет, но есть решение в виде пластиковых колец которые надеваются на сверла, но смена ручная.

iTXS писал(а):--Устройство хочу сделать по возможности низким, не более 20 см в высоту, думаю о горизонтальном расположении мотора фрезера, либо о гибкой передаче вращения на сверло при неподвижном расположении мотора. Допустимо ли это?
--Существуют ли типовые решения в конструировании фрезеровальных станков для уменьшения ошибки обработки из-за провисания портала, колонн и т.д.?
--Сложно ли сделать полностью автоматическую замену сверел? Существуют ли электрически управляемые цанги небольших размеров? Автозамена фрез и сверел в данном случае обязательна. Думаю о конструкции кассетницы с сверлами, откуда их будет брать автоматическая цанга.
--Планирую поставить мини пылесос около шпинделя для сбора опилок и стружек, есть ли готовые решения?

-Для сверления отверстий с малыми диаметрами твердосплавным инструментом будут нужны высокие обороты (от 30 тыс об мин) , а те гибкие шланги, что я видел, имеют предел оборотов сильно ниже. Может в стоматологии можно найти инструмент подходящий. Ну и про сомнительную точность на конце гибкого вала при таком варианте уже написали.
- Если только для сверления и для обрезки по контуру то о провисании можно не беспокоиться. Но для сверления 0.1 мм жесткость конструкции должна быть приличной.
-ТОже любопытно, есть ли автосмена с электроприводом для цанг до 3.175 мм. Пока видел только для Kressa решение с воздушным приводом 8 Бар. Но KRESS до 8 мм цанги поддерживает ,что наврено избыточно.

Lunatic писал(а):Может в стоматологии можно найти инструмент подходящий.

В стоматологии пневмопривод. Кстати автосмену там сделать не проблема - надо всего-лишь добавить привод, для нажимания рычажка.

Так*с , для поддержания разговора*с /с/
Я дилетант и по факту добавить нечего. Но была идея в своё время построить подобный станок. Именно для плат. С оборотистым шпинделем и автоматической сменой фрез.
Кой-какое оборудование для этого предприятия накупить успел. Пока не знаю отказался ли я от идеи построить. Отложил до лучших времен и понимания четкого.
Так что буду следить за продолжением темы.
Собственно фирмовые частотник и шпиндель 40 тыс. оборотов. С автоматической ваккумной сменой фрез.

iTXS писал(а):Устройство хочу сделать по возможности низким, не более 20 см в высоту

имхо никак не получится в такую высоту упихаться. Тем более с автосменой.

iTXS писал(а):Существуют ли электрически управляемые цанги небольших размеров?

а распространенная пневматика чем не устраивает?

iTXS писал(а):Планирую поставить мини пылесос около шпинделя для сбора опилок и стружек, есть ли готовые решения?

вагон их. А вообще для листового текстолита я бы о вакуумном прижиме подумал, удобно само по себе и бонусом стружку будет усасывать.

Ух ты! Столько ответов, какая высокая отзывчивость, спасибо. Я еще не сделал ни одного станка, и сейчас изучаю актуальные решения типовых задач чтобы сделать свой.

а распространенная пневматика чем не устраивает?

Не знал о том, что тут применяется пневматика, отлично, посмотрю.

имхо никак не получится в такую высоту упихаться. Тем более с автосменой.

Я хотел проверить, что люди ответят, если прямо невозможно, то сделаю с 30 см.

Я дилетант и по факту добавить нечего. Но была идея в своё время построить подобный станок. Именно для плат. С оборотистым шпинделем и автоматической сменой фрез.
Кой-какое оборудование для этого предприятия накупить успел. Пока не знаю отказался ли я от идеи построить. Отложил до лучших времен и понимания четкого.
Так что буду следить за продолжением темы.
Собственно фирмовые частотник и шпиндель 40 тыс. оборотов. С автоматической ваккумной сменой фрез.

Интересно изучить устройство вашего станка.

-Для сверления отверстий с малыми диаметрами твердосплавным инструментом будут нужны высокие обороты (от 30 тыс об мин) , а те гибкие шланги, что я видел, имеют предел оборотов сильно ниже. Может в стоматологии можно найти инструмент подходящий. Ну и про сомнительную точность на конце гибкого вала при таком варианте уже написали.
- Если только для сверления и для обрезки по контуру то о провисании можно не беспокоиться. Но для сверления 0.1 мм жесткость конструкции должна быть приличной.

Я думаю сделать все из стали+алюминия, так как хочу высокое качество и точность плат. По поводу маленьких отверстий - это весомый довод в пользу прямой передачи, видимо придется увеличить высоту до 30 см. В Aliexpress нашел несколько предложений по моторам с шпинделями и цангам для ER11 (надеюсь для моих применений ER11 не будет слишком мала, а если есть еще меньше - то скажите как называется пожалуйста). Постараюсь поискать высокооборотистые моторы.

По поводу шаговых двигателей решил не использовать традиционные Nema17, а хочу взять поменьше, например Nema14 или 11, что тоже нашел на Али, ведь у меня только до 1.5мм толщины текстолита, а не фрезеровка по дереву. Я думаю сделать драйвер двигателей сам, и уделить ему должное внимание, если не найду компактных и надежных готовых. Китайцы слишком уж любят экономить BOM, это не нравится мне.

По поводу фрез - решил использовать фрезу A2ST с двойной заточкой, слышал, что это лучший выбор для фрезерования контуров плат. Пока фаски на платах делать не собираюсь. А сверла - нашел на Али, (заявлены как 3 твердосплавных набора), вместе покрывают 0.1-2.4 мм.

Прочитал про керамические шарикоподшипники. Мне можно их ставить?

iTXS писал(а):Интересно изучить устройство вашего станка.

Да нет никакого станка. Только то что на картинке. )
Вообще планировал трехосевик по классической схеме на поверочной плите . Только за счет малого рабочего поля и малого хода по оси "зет" хотел сделать конструкцию максимально жесткой.
На рабочей поверхности - ваккумный столик. Спереди его обойма со сменными фрезами в цангах. Ваккумный насос с рессивером для стола и фрез . Охлаждение. Пылесос..
Вобщим ничего особьо оригинального. Что-то бы наверное дополнилось в процессе...

iTXS писал(а):надеюсь для моих применений ER11 не будет слишком мала, а если есть еще меньше - то скажите как называется пожалуйста

Есть ER8 (до 5 мм), но они гораздо ореже встречаются. По сути для плат достаточно цанги на 1/8" (3.175мм) - все мелкие свёрла и фрезы имеют такой хвостовик.

Для станка для плат ( в свете небольшой рабочей высоты) я б подумал не об автосмене, а о револьверной головке на 4-6 моторчиков, один из них помощьней, ватт на 300, для фрезерования контуров.

UAVpilot писал(а):Для станка для плат ( в свете небольшой рабочей высоты) я б подумал не об автосмене, а о револьверной головке на 4-6 моторчиков, один из них помощьней, ватт на 300, для фрезерования контуров.

Но ведь тогда я должен буду сам их устанавливать перед работой, а это не удобно, хочу сделать автоматически. Интересны конструкции вакуумного захвата фрез.

igmay писал(а):Да нет никакого станка. Только то что на картинке. )
Вообще планировал трехосевик по классической схеме на поверочной плите . Только за счет малого рабочего поля и малого хода по оси "зет" хотел сделать конструкцию максимально жесткой.
На рабочей поверхности - ваккумный столик. Спереди его обойма со сменными фрезами в цангах. Ваккумный насос с рессивером для стола и фрез . Охлаждение. Пылесос..
Вобщим ничего особьо оригинального. Что-то бы наверное дополнилось в процессе...

Не хотите продолжать? Идея интересная.

Подумал, нельзя ли использовать маленькие моторы от квадрокоптеров, или их ротор не выносит поперечного приложения нагрузки? Нашел два:
https://ru.aliexpress.com/item/Original ... 78687.html
https://ru.aliexpress.com/item/New-3650 ... 11476.html
Думаю с ними еще будут проблемы охлаждения, так как наверное они проектировались под охлаждение пропеллером, но они очень низкие, что и мощность их ограничивает.

Посмотрел и нормальные моторы разных ценовых категорий, способов управления и охлаждения:
https://ru.aliexpress.com/item/0-3KW-52 ... 26696.html
https://ru.aliexpress.com/item/52mm-cnc ... 05528.html
https://ru.aliexpress.com/item/250w-400 ... 65445.html
https://ru.aliexpress.com/item/300W-600 ... 34778.html

Вы не могли бы поподробнее рассказать, как устроен вакуумный захват фрез?

Наберите в ютубе PCB drilling machine и посмотрите видео с устройством и работой станка и сменщика.

Для сверления/фрезерования ПП устоявшимся решением являются специальные шпиндели диаметром 62мм с цанговым зажимом инструмента стандарта Excellon 820 либо 1010 (наберите в гугле PCB Drilling spindle). Разжим/зажим цанги осуществляется пневмоцилиндром.
Таким образом шпиндель захватывает инструмент непосредственно за хвостовик.
Стандартным хвостовиком инструмента является 3.175мм (1/8 дюйма). Менее распространен 3мм.
Ограничение глубины захвата, а также удержание инструмента в магазине осуществляется с помощью пластикового ограничительного кольца, напрессовываемого на инструмент.

iTXS писал(а):если прямо невозможно, то сделаю с 30 см.

Один шпиндель минимум в районе 200-250, нужен ход по Z ну хотя бы 100, плюс станина и стол на сколько-то набежит. И в 300 не влезет.
Зачем вообше упираться в маленькую высоту? Вы его в шкаф на полку ставить собираетесь?

iTXS писал(а):В Aliexpress нашел несколько предложений по моторам с шпинделями и цангам для ER11

со шпинделями под цанги ER вы не получите смену инструмента. Шпиндели с автосменой (ATC) работают с конусными оправками типа ISO или BT, в каковые уже зажимаются инструменты, или со своими цангами под один диаметр хвостовика.
типа того - как раз цанга под 3.175: http://www.ebay.com/itm/1pcs-PCB-drilli ... 2028332057

iTXS писал(а):решил не использовать традиционные Nema17, а хочу взять поменьше, например Nema14 или 11

а что вас сподвигло к такому решению? они не вывезут и просто таскать отнюдь не невесомый портал со шпинделем, а не то чтобы еще что-то делать. Не смотрите на типоразмеры меньше NEMA23.

iTXS писал(а):решил использовать фрезу A2ST с двойной заточкой, слышал, что это лучший выбор для фрезерования контуров плат

кукуруза как кукуруза, в том же китае их вагоны.

iTXS писал(а):Но ведь тогда я должен буду сам их устанавливать перед работой, а это не удобно, хочу сделать автоматически. Интересны конструкции вакуумного захвата фрез.

Кто мешает револьверную головку вращать ещё одним шаговиком?..

а вообще, насколько эта самая автосмена нужна? Сколько плат в день планируется делать?

arkhnchul писал(а):а вообще, насколько эта самая автосмена нужна? Сколько плат в день планируется делать?

Не много, меньше десяти штук в день, и собираюсь сделать простым в управлении, оттого и хочу автосмену. Не отговаривайте пожалуйста, все равно ее мне необходимо сделать по многим причинам.

UAVpilot писал(а):Кто мешает револьверную головку вращать ещё одним шаговиком?..

Рассматриваю это как запасной вариант, все таки это громоздко.

Rionet писал(а):Для сверления/фрезерования ПП устоявшимся решением являются специальные шпиндели диаметром 62мм с цанговым зажимом инструмента стандарта Excellon 820 либо 1010 (наберите в гугле PCB Drilling spindle). Разжим/зажим цанги осуществляется пневмоцилиндром.
Таким образом шпиндель захватывает инструмент непосредственно за хвостовик.

arkhnchul писал(а):Шпиндели с автосменой (ATC) работают с конусными оправками типа ISO или BT, в каковые уже зажимаются инструменты, или со своими цангами под один диаметр хвостовика.

Спасибо, посмотрел видео и сайты, просветился. Оказывается меняют не сверла а цанги, что в моем случае не совсем подходит, станок ведь хочу сделать портативный, не больше обычного не маленького 3D принтера. В видео нашел удерживающий цанги механизм с пневмоприводом, интересно. Возможно я сделаю свою версию этого механизма, но на чем то вроде короткого пружинного электроактуатора, пока не знаю. По поводу цанг ER у меня пока есть только одна идея: к шпинделю приделать гаечный ключ, откидывающийся при работе, и усилием шпинделя ослаблять гайку ER находясь над лункой, куда впоследствии упадет фреза или сверло. Далее перейти к лунке с нужным инструментом и точно так же затянуть гайку усилием шпинделя в обратном направлении. Тут есть слабое место: я не знаю, хватит ли усилия шпинделя для этого.

arkhnchul писал(а):а что вас сподвигло к такому решению? они не вывезут и просто таскать отнюдь не невесомый портал со шпинделем, а не то чтобы еще что-то делать. Не смотрите на типоразмеры меньше NEMA23.

Я же буду фрезеровать и сверлить платы не толще 1.5мм, и не буду использовать сложные шпиндели за 100 тысяч, хотя они и очень крутые, высокооборотистые, с автозажимом и воздушной смазкой. Хочу сделать не запредельно дорогой аппарат для домашнего пользования.

arkhnchul писал(а):кукуруза как кукуруза, в том же китае их вагоны.

Теперь буду вникать в ЧПУшный сленг

Рабочее поле планирую делать 250х300 мм, ход по Z думаю большой не нужен, я буду делать исключительно платы и ничего другого.
Маленькая высота нужна мне для того чтобы аппарат можно было легко переносить с места на место, а так как планируется фрезерование только плат, то рабочую высоту Z я могу вообще сократить до 10 мм.

Думаю существует формула, приблизительно вычисляющая требуемый момент осевого двигателя при заданной толщине обрабатываемого материала, его показателе жесткости, частоте оборотов шпинделя, глубине перфорации сверла и требуемой скорости хода, при допущении, что материал сверла много жестче обрабатываемого.

iTXS писал(а):По поводу цанг ER у меня пока есть только одна идея: к шпинделю приделать гаечный ключ, откидывающийся при работе, и усилием шпинделя ослаблять гайку ER находясь над лункой,

не выйдет, вряд ли хватит крутящего момента шпинделя, он у него на минимальных оборотах не большой

разве что вал фиксировать, и приводом управляемым шаговиком, откручивать-закручивать гайку , контролируя момент по току

iTXS писал(а):По поводу цанг ER у меня пока есть только одна идея: к шпинделю приделать гаечный ключ, откидывающийся при работе, и усилием шпинделя ослаблять гайку ER находясь над лункой, куда впоследствии упадет фреза или сверло. Далее перейти к лунке с нужным инструментом и точно так же затянуть гайку усилием шпинделя в обратном направлении. Тут есть слабое место: я не знаю, хватит ли усилия шпинделя для этого.

Рабочий момент фрезы/сверла при обработке ПП и момент затяжки цанги ER отличаются на порядки.

exe писал(а):разве что вал фиксировать, и приводом управляемым шаговиком, откручивать-закручивать гайку , контролируя момент по току

Проще не шаговиком, а коллекторным с редуктором.

iTXS писал(а):Оказывается меняют не сверла а цанги

вот тот, что по ссылке на ебей - именно смена инструмента с фиксированным диаметром хвостовика.
и да, цанга - это непосредственно железка с прорезями, которая зажимает инструмент. Конусные фиговины, которые втыкаются в шпиндель автосмены - оправки.

iTXS писал(а):я не знаю, хватит ли усилия шпинделя для этого

нет

iTXS писал(а):Я же буду фрезеровать и сверлить платы не толще 1.5мм

не важно. Вам нужно таскать туда-сюда тяжелый портал, по порталу - тяжелую каретку со сборкой оси Z, по Z - шпиндель вверх-вниз. NEMA14, а тем более 11, и для легеньких 3D принтеров слишком слабые, а тут на живые килограммы их тем более не хватит.

iTXS писал(а):не буду использовать сложные шпиндели за 100 тысяч ... Хочу сделать не запредельно дорогой аппарат для домашнего пользования.

тогда имхо придется смириться с ручной сменой. Не так там все и страшно.

iTXS писал(а):рабочую высоту Z я могу вообще сократить до 10 мм

и теперь попытайтесь представить, как вы будете с ходом по Z 10мм менять инструмент - хоть автоматом, хоть вручную. Вот просто визуально - как засовывать то же сверло в цангу. Если для ручной смены еще можно придумать что-то типа "отогнать шпиндель к специальной яме в столе", то с автоматом еще придется городить механизм вертикального перемещения магазина с инструментом.

iTXS писал(а):материал сверла много жестче обрабатываемого

А еще намного хрупче. Твердосплавные фрезы и сверла ломаются очень легко, особенно планируемых Вами диаметров.

У вас на самом деле выбора нету.
Если вы хотите автосмену то покупаете специальный шпиндель для плат типа того что по ссылке выше.
Если не хотите, то берете 300Вт ER8 60тыс. и меняете сверла руками.

Со шпинделями с ебея аккуратнее, они свой ресурс уже отработали, нужно будет делать ревизию и вероятно менять подшипники. А они там могут быть непопулярными.

И вообще, 10 плат, у них размер какой? Может лучше я вам их сделаю? https://vk.com/club15390842