Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

обсуждение новых проектов и идей

Модераторы: Ruz_and, Master-VRI, al-drw

awpe
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2012 19:20
Откуда: Прага

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение awpe » Чт янв 17, 2013 17:50

Я чем больше читаю форумов, тем мне отчетливее видится вибрирующее (считай прыгающее) устройство, способное даже с самыми точными направляющими погнуться, если фреза, недай бог, встретит на своем пути тот же алюминий, стоящее кучу денег, где гайки на винтах разваливаются если дать больше 700 об/мин, винты играют так, что фреза скачет на мм, ну а если портал движется то уж точно не по прямой, а по каждый раз случайной кривой. Если делать портал дома/в гараже/на работе, а не на православном немецком заводе то никаких 0.05, строго 0.1 и то если звезды сойдутся. :D:D Только вот, как ютуб не откроешь, или какой отчет ни глянешь, везде какими-то сумасшедшими цифрами оперируют, если 0.01 то 0.02, где профиля в два раза меньше, как и его толщины впрочем. А ведь я не совсем тяп ляп делаю, стараюсь по мере накопления знаний включать расчеты... В общем с этими расчетами в инвенторе, я пришел к выводу, что для точности не хуже 0.05, нужна гораздо более жесткая конструкция, которую если подвижный портал и обеспечит то только за много денег и не без помощи хороших расчетов/оборудования. Так что решил рассмотреть вариант подвижного стола, будет, конечно, несколько дороже т.к. цена профиля 4.5К/м + детали итд (хотя деталей будет меньше чем при подвижном портале, ну или они будут проще в изготовлении, и так все как можно более "квадратным" делаю:)), но зато его проще собрать будет.

А если серьезно, то придумать простой в сборке и наладке и одновременно жесткий портал не смог. А при подвижном столе жесткости добисться проще, хотя и за дополнительные деньги.
Сейчас вот думаю про портал, как его так сделать, чтобы не крутило по собственой же оси (X). С параллелограмными проблемами все просто - алюминиевая плита сзади, но по оси пока ничего.

P.S. надо оперативкой затариваться, 8гб для расчетов напряжений не хватает... Страшно представить сколько ресурсов нужно для обсчета настоящего станка с кучей деталей и непростыми поверхностями...

awpe
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2012 19:20
Откуда: Прага

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение awpe » Чт янв 17, 2013 18:00

По поводу люмини под стол, http://www.cncshop.cz/upinaci-stul-s-t-drazkami вообще планирую вот этот стол поверх кинуть. Думаете все равно проседать будет? В инвенторе такой бутерброд под 100Н статической нагрузки в центр, прогнулся на 0.003мм

Вопрос, вот такая вещь подойдет для выставления оси Z перпендикулярно столу?
http://www.ebay.com/itm/11-Mini-Pro-Tra ... 3ccd75c956

Ваня Ветров
Сообщения: 310
Зарегистрирован: Вт июл 05, 2011 12:45

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение Ваня Ветров » Чт янв 17, 2013 19:12

awpe писал(а):Я чем больше читаю форумов, тем мне отчетливее видится вибрирующее (считай прыгающее) устройство, способное даже с самыми точными направляющими погнуться, если фреза, недай бог, встретит на своем пути тот же алюминий, стоящее кучу денег, где гайки на винтах разваливаются если дать больше 700 об/мин, винты играют так, что фреза скачет на мм, ну а если портал движется то уж точно не по прямой, а по каждый раз случайной кривой. Если делать портал дома/в гараже/на работе, а не на православном немецком заводе то никаких 0.05, строго 0.1 и то если звезды сойдутся. :D:D Только вот, как ютуб не откроешь, или какой отчет ни глянешь, везде какими-то сумасшедшими цифрами оперируют, если 0.01 то 0.02, где профиля в два раза меньше, как и его толщины впрочем. А ведь я не совсем тяп ляп делаю, стараюсь по мере накопления знаний включать расчеты... В общем с этими расчетами в инвенторе, я пришел к выводу, что для точности не хуже 0.05, нужна гораздо более жесткая конструкция, которую если подвижный портал и обеспечит то только за много денег и не без помощи хороших расчетов/оборудования. Так что решил рассмотреть вариант подвижного стола, будет, конечно, несколько дороже т.к. цена профиля 4.5К/м + детали итд (хотя деталей будет меньше чем при подвижном портале, ну или они будут проще в изготовлении, и так все как можно более "квадратным" делаю:)), но зато его проще собрать будет.

А если серьезно, то придумать простой в сборке и наладке и одновременно жесткий портал не смог. А при подвижном столе жесткости добисться проще, хотя и за дополнительные деньги.
Сейчас вот думаю про портал, как его так сделать, чтобы не крутило по собственой же оси (X). С параллелограмными проблемами все просто - алюминиевая плита сзади, но по оси пока ничего.

P.S. надо оперативкой затариваться, 8гб для расчетов напряжений не хватает... Страшно представить сколько ресурсов нужно для обсчета настоящего станка с кучей деталей и непростыми поверхностями...


Все просто - те,кто пишут про 0,01...0,02 - это Вы с первой страницы.
А те,кто пишут про вибрирующее устройство - это опять же Вы,но после того,как сделаете свой станок.

awpe
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2012 19:20
Откуда: Прага

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение awpe » Чт янв 17, 2013 19:46

+500 к мотивации :D А вообще ошибки свои я еще несколько страниц назад понял, о невозможном итд., но я писал, что я хочу получить, а люди пишут, что получилось...


Пока задачи будет выполнять пусть себе вибрирует, главное, чтобы на качестве не отразилось. А чтобы с винтами и пр. проблем не возникло планирую взять качественные комплектующие, единственным некачественным местом на данный момент является конструкция. :)

Аватара пользователя
megagad
Сообщения: 608
Зарегистрирован: Пн сен 03, 2012 11:41

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение megagad » Чт янв 17, 2013 21:37

awpe писал(а):По поводу люмини под стол, http://www.cncshop.cz/upinaci-stul-s-t-drazkami вообще планирую вот этот стол поверх кинуть. Думаете все равно проседать будет? В инвенторе такой бутерброд под 100Н статической нагрузки в центр, прогнулся на 0.003мм

Вопрос, вот такая вещь подойдет для выставления оси Z перпендикулярно столу?
http://www.ebay.com/itm/11-Mini-Pro-Tra ... 3ccd75c956

по поводу "бутерброда" - 100Н - это всего 10кг, посчитайте с какой силой будет "отбрасывать" заготовку когда в неё будет врезаться фреза. А столик хорош :) Жаль ненашенский :(
По поводу "инструмента" - обычные "индикаторы часового типа", только два сразу и зажимаются в щпиндель.

awpe
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2012 19:20
Откуда: Прага

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение awpe » Пт янв 18, 2013 18:21

Существуют обобщения, по поводу крепления шпинделя? Какой вылет самого шпинделя отностельно нижнего габарита основы Z обычно делают? Почему я задался этим вопросом - ход по Z 130мм, но ведь П-образная основа, к которой крепится шпиндель, имеет габариты, и если инструмент быдет из-за этого габарита выглядывать не на много, то вся фишка хода 130мм пропадает, т.е. если засунуть заготовку высотой даже 100мм, сделать в ней конусное углубление 90мм не получится, здесь водникает еще вопрос - у шпинделей есть такой параметр как максимальная длина инструмента?

awpe
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2012 19:20
Откуда: Прага

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение awpe » Пт янв 18, 2013 18:23

Хм, при ходе оси 130мм макс. высота заготовки 65мм получается с длинной фрезой. Сейчас смотрю характеристики китайских шпинделей, но там ничего нет про длину :(

ВлкВова
Сообщения: 221
Зарегистрирован: Чт июл 12, 2012 21:19

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение ВлкВова » Пн янв 21, 2013 04:51

Megagad А, и да - это не 2002, а 1502(зарубежный аналог 2202е): http://www.podshypnik.info/index.php?zi ... aring=1502

Доразберемся с подшипником: не-а - на нем написано 2202 и они закрытые, а тот который сфотографирован – это скорей всего 1200, потому, как, порывшись в закромах, я нашел еще 2;
Изображение
и вот на самом большом есть маркировка, написано «1203 8ГПЗ» – это еще из отцовских запасов: им лет по сорок, но «муха не сидела»… Теперь у меня есть три открытых – с диаметрами 10,15 и 17 – интересно, исчерпал я свои закрома или нет…. (Это мне интересно – вам я исследовать мои закрома не предлагаю. Интересно: как будто вся семья работала «…на гуталиновой фабрике» Матроскина). :mrgreen:
Ваня Ветров Пожалуйста с формулами и цифрами. А то может я чего-то недопонимаю?...
… я Вас поймал в соседней теме…

Я оглянулся – ан нет никого… и еще – «мстить» - некогда – мне, пора уже думать о высоком… и еще - есть предложение все-таки всем перейти на ТЫ, как-то сподручней!

По существу:
Документ http://d.pr/i/vsGk отличный пример лохотрона продавцов. В таблице написано – 120 кГ*см, это 11,8 Н*м, а график начинается с 8,0 Н*м, хотя ток номинальный 4,2А, а на графике 6А – неувязочки… Я сразу обратил внимание, что параметры таблицы указывают на совершенно дерьмовый двигатель пока не увидел график. Первая мысля – что такого быть не может и ребята просто дуркуют. Но после кружки «крепкого чаю», как обычно, пришла вторая мысля:
Обратив внимание на «достаточное» количество «рогов» у двигателя появились варианты…
В таблице указаны параметры при последовательном соединении обмоток – чтоб оглушить покупателя «моментом» - не каждый же поймет, что при этом двигателю нужно 200 вольт питания. И не каждый обратит внимание на график – показывающий, что нас обобрали и по моменту и по току, правда, указав вполне приемлемое напряжение питания.
Итак при параллельном соединении обмоток двигатель приобретает следующие вполне приличные параметры:
Ток 4,2*Корень(2)=5,94А
Сопротивление обмотки 1,46/4=0,365Ом
Индуктивность обмотки 8,7/4=2,175мГ
Момент (120*0,1/0,102)*(5,94/4,2)/2=8,32 (при нулевой скорости).
А теперь проверим реальность графика:
Потребляемая мощность из графика: (мощность без учета КПД двигателя и станка )
Скор об/мин 30 75 150 300 450 600 750
Скор пш/с 200 500 1000 2000 3000 4000 5000
Скор об/с 0,5 1,25 2,5 5 7,5 10 12,5
Скор рад/с 3,1 7,9 15,7 31,4 47,1 62,8 78,5
Момент н*м 8 7,7 7,6 6,9 5,5 4,5 3,5
момент % 96 92 91 83 66 54 42
Сначала не обратил внимание на полушаг и посчитал мощность на валу на шаг – УХ ТЫ
Мощн Вт 50 121 239 434 518 565 550
Потом пересчитал:
Мощн Вт 25 60 119 217 259 283 275
– приемлемо.
Тогда вносимое сопротивление в фазу Rф=Rм/2 и учитывая указанный режим половинного шага имеем Rф=0,67*Pм/(Iф*Iф), тогда:
Rвнос Ом 0,94 2,25 4,44 8,07 9,65 10,52 10,23
КПД 0,72 0,86 0,92 0,96 0,96 0,97 0,97
(Здесь КПД учитывает только сопротивление обмотки двигателя, реальное будет похуже, но не на много – очень не плохое КПД)
Uпит (мин) 7,8 15,7 28,9 50,6 60,1 65,3 63,6
С учетом потерь на коммутацию:
с Uпотерь 10 18 31 53 62 67 66
Разность напряжений питания и двигателя (остаток для «заряда» индуктивности):
U(инд) 90 82 69 47 38 33 34
Я бы сказал неплохо, но проверим (определим постоянную времени 2*L/R – нарастания тока до около 86% от номинального значения (и естественно - крутящего момента)):
2 тау (мс) 3,34 1,66 0,90 0,52 0,43 0,40 0,41
Определим время такта в полушаге (это не совсем корректно, т.к. не учтены способ, а значит и время рассеивания энергии, запасенной индуктивностью, но это уже параметры драйвера - нам неизвестные):
Т( мс) 0,63 0,25 0,13 0,06 0,04 0,03 0,03
Формально – наблюдается несоответствие: должно быть 2 тау<= Т – мы и так взяли 2, а не 3 тау.
Проверка по остаточному напряжению на индуктивности дает примерно тот же вариант. Остается предположить, что индуктивность замерена при совмещении полюсов. «Зарядная» же индуктивность при удаленных полюсах существенно меньше – жаль, что не дается именно этот параметр и определить его не представляется возможным (без прямого замера) – отсюда рассчитать реально необходимое напряжение то же невозможно – только косвенно по обнаружению излома на графике момента – чего не наблюдается. Субъективно 30% запаса по напряжению мне кажется маловато.
Оценка в целом – двигатель высокомоментный, но тихоходный, указанные параметры непротиворечивы за исключением L.

Реально ты можешь заложить (статическую) мощность потребляемую осью станка ну на уровне 20-30% от указанной (ну максимум 50%), остальное съест динамика - я думаю, что ты захочешь катать оси быстро (с приличным ускорением и при этом не допускать пропуска шагов).

И для меня главное: я убил массу времени пытаясь выяснить, почему, при росте скорости, увеличивается приток мощности. Ведь из теории известно, что мощность примерно постоянна в рабочем диапазоне в координатах MV и тогда М*V=~const с точностью до нелинейных и паразитных эффектов, так как определяется коэффициентом электромеханической связи – суть конструкцией, а она, естественно, на ходу не изменяется.
У обычных двигателей момент в функции скорости выглядит так:
Изображение
именно как писал awre - при номинальном напряжении «согласно графику на 200об/мин уже 50% момента теряется».
Вообще в природе у пассивных объектов не наблюдается положительной обратной связи (хоть и меньше единицы). Здесь конечно есть приток энергии и значит ПОС возможна, но где этот управляющий механизм.
Мне непонятна именно физика этого процесса.
Может кто-то объяснит – где в этом двигуне расположены те мозги, которые знают, что если скорость растет, то надо поддать мощи - ну очень интересно.

Еще несколько замечаний – может будут полезны:
____Нужно помнить, что на графике отображена интегральная х-ка, реально момент на шаге будет изменяться (из-за полушагового режима) в корень из 2-х раз и если инерция механизма не обеспечит «рекуперацию» момента, то пропуск шага может произойти уже при более низкой величине момента сопротивления вашего станка, приведенного к двигателю, чем указано на графике – это к вопросу о выборе допустимой рабочей нагрузки на двигатель.
___Наличие приведенного момента сопротивления станка в половину от пикового момента двигателя приведет к наличию мертвых зон в 67% от шага. Это означает, что шаг двигателя может колебаться от 0,3 до 1,67 шага, в зависимости от того, в какой точке мертвой зоны остановится ротор после очередного шага.
___Наличие мертвых зон является очень важным для микрошагового режима. Если, например, имеются мертвые зоны величиной например 0,67 шага, то микрошаг величиной менее этой величины вообще не сдвинет ротор с места. Поэтому для систем с использованием микрошагов очень важно минимизировать трение покоя, а реально снижать допустимый рабочий момент (в разы).
Расчет источника питания достаточно подробно и достаточно четко изложен в
http://www.hddfiles.ru/download/23024/
Тем более, что у тебя есть график MV :drink:
Основное правило русского языка (не я сказал): если вы не знаете, как написать — “сдесь” или “здесь”, пишите “тут”.

Ваня Ветров
Сообщения: 310
Зарегистрирован: Вт июл 05, 2011 12:45

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение Ваня Ветров » Пн янв 21, 2013 20:46

Ты ,ВЛК просто париш мне мозги.
Пересмотрел все графики из даташитов разных фирм - все такие.
Все кругом обманщики - один ВЛК(мне тоже не нравиться когда коверкают мой псевдоним) Д"Артаньян.
И религия у него своеобразная - проводить измерения не позволяет.
Может формулы у тебя и правильные,только подставлять цифры надо тоже правильные.
Если бы ты не ставил себе целью поумничать,то заметил бы,что в даташитах есть ТРИ вида крутящего момента.
И это совсем не значит,что надо тупо брать самый большой из них и подставлять в формулы.

ВлкВова
Сообщения: 221
Зарегистрирован: Чт июл 12, 2012 21:19

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение ВлкВова » Пн янв 21, 2013 22:17

А теперь Ваня Ветров пожалуйста с формулами и цифрами. А то может я чего-то недопонимаю?...
Основное правило русского языка (не я сказал): если вы не знаете, как написать — “сдесь” или “здесь”, пишите “тут”.

Ваня Ветров
Сообщения: 310
Зарегистрирован: Вт июл 05, 2011 12:45

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение Ваня Ветров » Вт янв 22, 2013 08:31

Пожалуйста - задачка по физике за 5-й или 6-й класс.
Дано:Точка массой ВОСЕМНАДЦАТЬ килограмм движется по кругу радиусом ОДИН сантиметр со скоростью 3000 оборотов в минуту.
Вопрос - какая мощность привода?
Решение:
За одну секунду точка пройдет 2*50*3,14=314см или 3,14м.
Соответственно выполненная работа за 1 секунду 78,5 дж.
Ответ - мощность привода 78,5 ватт.
Т.Е. имеем 78,5 ватт подставив в формулу заведомо фуфлыжные значения - момент удержания вместо крутящего и фантастическую скорость при частоте управления в полном шаге 16 000 герц.
Крутящий момент.
Pull out torque - максимальный момент,который развивает двигатель.
Но ... как он получается - нарастает пропорционально току и квадрату расстояния.
Далее - для тех кому религия не позволяет проводить эксперименты.
Мощность моего станка - 4 мм в секунду ,портал 4 кг 4*0,004=0,016ватт.
Мощность станка SD3020 (приблизительно)
Масса портала пусть будет 10 кг,скорость 7 см в секунду 10*0,07=0,7ватт.
Еще вопрос - куда уходит остальная мощность?
Ответ - в тепло за счет трения и нагрева обмоток.
Вопрос - почему такая разница?
Ответ - энергии,необходимой для того,чтобы вскипятить ОДИН литр воды достаточно,чтобы превратить автомобиль в кучу металлолома.

Аватара пользователя
al-drw
Сообщения: 605
Зарегистрирован: Пт сен 24, 2010 23:00
Откуда: Костромская обл.г.Шарья

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение al-drw » Вт янв 22, 2013 08:36

ВлкВова и Ваня Ветров через личку кто кого.
А здесь по теме.
С уважением Модератор al-drw
в поисках рождается истина.
колхоз дело добровольное.

awpe
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2012 19:20
Откуда: Прага

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение awpe » Вт янв 22, 2013 11:33

По поводу использования алюминиевых профилей для рамы, согласно din en 12020 "Локальное отклонение от прямолинейности не должно превышать 0,3 мм
на каждые 300 мм длины." и " Допуски на прямолинейность: 1000<=L<=2000мм - 1,3мм", выглядит так, как будто использовать профиль для установки рельс бессмысленно, это так или нет? Какие-нибудь плюсы останутся от использования рельс или в случае с профильной конструкцией это напрасная трата денег?

http://www.servotechnica.ru/files/doc/d ... le-979.pdf - стандарты на русском, там за 2004 год, если у Вас есть новые издания прошу поделиться.

http://d.pr/i/l81A здесь тех. хар. по предложеному профилю.

Аватара пользователя
megagad
Сообщения: 608
Зарегистрирован: Пн сен 03, 2012 11:41

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение megagad » Вт янв 22, 2013 12:33

Профиль="быстро и удобно". Хотите точность - "лейте". А после литья ещё и обрабатывайте чтоб было действительно точно.

awpe
Сообщения: 60
Зарегистрирован: Вт окт 16, 2012 19:20
Откуда: Прага

Re: Первый станок, расчет размеров портала и выбор привода

Сообщение awpe » Вт янв 22, 2013 13:10

"Профиль="быстро и удобно". Хотите точность - "лейте". А после литья ещё и обрабатывайте чтоб было действительно точно." но какая то точность и повторяемость будет? И какая? Допуски регламентируют допустимые отклонения, это не значит что кривизна будет соответствовать указанным значениям отклонений (или значит? - я не знаю, если бы знал, то этой темы не было бы). И по теме - рельсовые направляющие совсем не нужны, или польза будет?


Вернуться в «новые проекты станков»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 3 гостя