Нужна помощь с первым станком

[ЫЫЫ]

Здравствуйте! Думаю сделать следующий портальный станок с бюджетом 17к:

Задача - неспешная фрезеровка и гравировка багетных рам сечением от 30x15 до 70x30. От простых(типа
галтели) до полностью резных. Материал - осина, липа, сосна.
Рабочее поле 640х500х100.
Статина и портал - профтруба 40x40x2 на сварке с проковкой и отжигом. Грубая шлифовка в плоскость
болгаркой по линейке. Полный вес портала 10-13 кг.
Стол временно из фанеры 20, далее дюралевая плита. Конструкция предполагает самофрезеровку стола.
SBR16 по всем осям. По X горизонтально, по Y и Z вертикально.
Винты T8+ПОМ\капролон, по одному на ось: 700мм, 600мм, 250мм. С шагом пока не определился,
тяготею к 8мм\об по XY и 6мм\об по Z из соображений высокого КПД и низкой скорости вращения.
При шаге >=4мм Z-каретка подпружинена.
Шпиндель - мотор 795 или 885 (~200W, 20-28к. об\мин@24В, вал 5мм). Далее - добавлю еще пару-тройку
таких же для синхронной работы или один мощнее. Питание ATX->DC-DC c регулировкой напруги.
Движки - Nema17 ~2A 0.4-0.6Нм на DRV8825 Vcc 36V.
Контроллер - STM32, прошитый под GRBL или свой велосипед.

Вопросы:
1. Какую скорость перемещения и ускорение заложить по всем осям для достижения максимальной
производительности и гравировки и фрезеровки? Что важнее - скорость или ускорение?
2. Какие фрезы, подачи и глубины я смогу использовать? Напомню, вал супершпинделя имеет диаметр
5мм. В крайнем случае куплю RC-мотор с валом 8мм.
3. Сколько живут движки 7xx в часах работы?
4. Интересен опыт использования винта T8 с большим провесом(>600мм между подшипниками) и
реальные скорости вращения без расколбаса. По даташитам они хороши, но интуитивно сомневаюсь.
5. Как можно улучшить производительность и качество, не вылезая или почти не вылезая за рамки
бюджета?
6. На чем можно сэкономить?

Спасибо за конструктивные ответы и аргументированную критику!

[evgenymcp]

Пустая трата денег. Сделать хороший (рабочий) и плохой (не рабочий) станок стоит примерно одинаково. С бюджетом в 17000руб. можно только купить какой-нибудь китайский макет или же вложить эти деньги в кучку дорогого железо.
1 Для 3Д обработки скорость от 1000мм/мин ускорение от 500-1000мм/сек2 иначе просто тоска. Ускорение при 3D чем больше тем лучше.
2 фрезы конические со сферическим концом, радиус 0.25-0.5мм диаметром 4-6мм зависит от глубины рельефа, чем тоньше фреза тем меньше рабочая поверхность. Чем толще фреза тем больше нагрузка на недошпиндель.
3 Движки живут не долго, обычно из-за подшипников.
4 Даже ШВП 1605 незначительно провисает на такой длинне, поэтому будет расколбас.
5 Nema23 движки с хорошими драйверами и максимально высоким питанием. Винт с большим шагом.
6 Уже не на чем. Все деньги и так в пустую
PS
Nema23 1.8Nm x 3 шт 3000р., tb6600 3 шт 1500р. БП 36В 1500р Муфты 3 шт. 750р шпиндель от 2000р. Уже 9000р и это самый минимум, чтобы работало.
Остается еще 8000руб. Даже на станок из фанеры не хватит.

[ЫЫЫ]

Пустая трата денег. Сделать хороший (рабочий) и плохой (не рабочий) станок стоит примерно одинаково. С бюджетом в 17000руб. можно только купить какой-нибудь китайский макет или же вложить эти деньги в кучку дорогого железо.
1 Для 3Д обработки скорость от 1000мм/мин ускорение от 500-1000мм/сек2 иначе просто тоска. Ускорение при 3D чем больше тем лучше.
2 фрезы конические со сферическим концом, радиус 0.25-0.5мм диаметром 4-6мм зависит от глубины рельефа, чем тоньше фреза тем меньше рабочая поверхность. Чем толще фреза тем больше нагрузка на недошпиндель.
3 Движки живут не долго, обычно из-за подшипников.
4 Даже ШВП 1605 незначительно провисает на такой длинне, поэтому будет расколбас.
5 Nema23 движки с хорошими драйверами и максимально высоким питанием. Винт с большим шагом.
6 Уже не на чем. Все деньги и так в пустую
PS
Nema23 1.8Nm x 3 шт 3000р., tb6600 3 шт 1500р. БП 36В 1500р Муфты 3 шт. 750р шпиндель от 2000р. Уже 9000р и это самый минимум, чтобы работало.
Остается еще 8000руб. Даже на станок из фанеры не хватит.

Спасибо за ответ!
Почему пустая трата денег? Станок не сможет делать профиль?
С движками не понял. Расчетное усилие по Х = 200Н(20кгс) при .4Нм моменте Nema17, шаге 8 и КПД винта 70%. Вроде как портал 13 кг без нагрузки за вычетом трения должен иметь ускорение около 15м\с2. При 6 об\мин винта линейная скорость составит 2800 мм\мин. По даташиту на винты максимальные обороты около 7 с самым тяжелым коэффициентом запаса при монтаже пониженной точности. Это теоретически. Как и на каких оборотах колбасит на практике, я не знаю. Вы пробовали крутить? Нужна ли бОльшая скорость и ускорение для вала недошпинделя 5мм и тонких фрез при 20000об\мин?
Возможна низкотоковая Nema23 с DRV8825 на ось X, простой ременный редуктор или уменьшение шага винта, если ускорения мало. Зачем ставить Nema23 на Y и Z?
На сколько часов работы хватает подшипников движков 7xx\8xx? У Вас есть личный опыт?

P.S. Есть лазерный плоттер на движках от принтера 1А. Через ремень таскает портал 1.5кг, нагруженный аккумуляторами весом 10кг на шаге 32.

[evgenymcp]

Я не знаю откуда взялись все эти расчеты, но на практике это не будет работать 100%. Где-то ошиблись на порядок,смешали метры и мм в кучу. Вы представляете что такое ускорение 15м/c2 на фрезере за 17000?
У меня был опыт использования Nema23 6кгс и это мало. 18кгс на ШВП1605 с дешевыми драйверами больше 4000мм/мин и ускорении 1000мм/c2 на ШВП1605 не разогнал.
На сколько часов хватит неизвестно. У кого-то сразу разваливаются, кто-то годами работает. Я хильде за год один раз поменял.

[ЫЫЫ]

Я не знаю откуда взялись все эти расчеты, но на практике это не будет работать 100%. Где-то ошиблись на порядок,смешали метры и мм в кучу. Вы представляете что такое ускорение 15м/c2 на фрезере?
У меня был опыт использования Nema23 6кгс и это мало. 18кгс на ШВП1605 с дешевыми драйверами больше 4000м/мин и ускорении 1000мм/c2 на ШВП1605 не разогнал.
На сколько часов хватит неизвестно. У кого-то сразу разваливаются, кто-то годами работает. Я хильде за год один раз поменял.

Расчеты простые: a=F\m, где F-линейное усилие шаговика минус 3Н на трение, m-масса портала. Соответственно, при небольшой массе сила тоже нужна небольшая. А где Вам не хватило 6кгс? На какую массу портала и задачу?

[evgenymcp]

http://www.precision-machines.ru/viewtopic.php?t=29

[evgenymcp]

По моим расчетам автору нужен ШД с моментом не менее 1.4Nm. КПД винт гайка около 30% Могу конечно ошибаться, грамотные люди поправят. На этом форуме есть таблица расчета ШД.

[ЫЫЫ]

КПД трапеции сильно зависит от материала гайки и шага. В случае с капролоном\ПОМом и шагом 8мм достигается максимум, 75% по даташиту. Я считаю как 70%.

По моим расчетам автору нужен ШД с моментом не менее 1.4Nm. КПД винт гайка около 30% Могу конечно ошибаться, грамотные люди поправят. На этом форуме есть таблица расчета ШД.

На какое ускорение и массу портала Вы рассчитывали?
Актуально ли такое усилие при диаметре вала 5мм?

[Mamont]

Шаговики нема17? Максимум можно на легкий лазерный гравер поставить.
Кпд винтвой передачи 70% это слишком оптимистично. Коэфициент трения капролона по сталюке выбран для идеальных условий - поверхности гладкие, без заусенец, без задиров и древесной пыли.
Плюс возможные перекосы в установке опор валов, гайки, несоосность с двигателем, перекосы линейных подшипников... и т.д. Рассчитывай на рабочее кпд порядка 20%, ну 30%

Винты диаметра 8мм для фрезеровки? ыыы.. Ну хотя бы 12мм (лучше 16). Гайки закладывай двойные, с возможностью выборки люфтов. На первое время одинарные справятся, но когда появится ощутимые люфты, тогда придется чесать репу как исправить и переделывать (хотя и не факт, может этот хилый станок ты раньше на пенсию отправишь и задумашь сделать более мощный и производительный)