Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Строю станок. От "А" до "Я".

Модератор: Dj_smart

UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Доброго времени суток!
Я начинающий станкостроитель. :) Планирую постройку станка для обработки модельного пластика, мдф, дерева и возможно алюминия.
И естественно у меня масса вопросов...

Но для начала опишу как идет процесс и что я хочу получить.
На данный момент заказан китайский шпиндель с водяным охлаждением на 2.2 кВт с набором инвертора и помпы.
Проектирую станок в 3D. Тип конструкции- консольный.
Материал изготовления станины и консоли- ПОЛИМЕР, возможно с применением углеродной ткани.
С размерами рабочего поля пока не полностью определился, единственное-планирую ход оси Z в районе 500-700 мм.
Рельсы планирую использовать плоские.
Шаговые двигатели типа NEMA 34/1200 Ncm

Вопросы следующие:
1. Стоит ли применять зубчатую рейку на X и Y, при условии, что желаемое рабочее поле 2000х2000 мм.?
2. Если использовать рейку, то в качестве привода применить ременную передачу или использовать шаговик-редуктор?
3. Стоит ли покупать рельсы и зубчатые рейки/винты в Китае или это лучше приобрести в России?
4. По электронике... Рассматриваю вариант Контроллера К 460 v2. Сергея Лебедева. Нормально ли он будет работать или стоит посмотреть варианты китайских контроллеров и драйверов? На что обращать внимание при подборе китайских? Можно примеры хороших контроллеров и драйверов для NEMA 34/ 1200 Ncm...
5. Что посоветуете, MACH3, NCStudio или что-то есть новое и достойное? Основная цель-создание достаточно объемных моделей, например 1500х500х1200 мм.
6. Алюминиевый станочный профиль какой лучше, российского производства или китайского?
7. Что обычно применяют в качестве закладных для рельс и других элементов?
8. Для привода оси X хочу применить такую схему: две зубчатые рейки по бокам, один двухвальный шаговик, установленный в центре консоли от которого идут 2 вала и далее 2 ременных редуктора. Рабочий ли это вариант? Чем он хуже варианта с двумя рейками и двумя шаговиками?
9. Каким способом правильно совмещают зубчатые рейки в длину?

Еще одолевает меня идея... А может построить Руку-робот? На сколько это дороже и с помощью какой программы можно управлять ей?
Аватара пользователя
wal
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 272
Зарегистрирован: 21 фев 2011, 01:00
Имя: Иван

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение wal »

UzoR писал(а):1. Стоит ли применять зубчатую рейку на X и Y, при условии, что желаемое рабочее поле 2000х2000 мм.?
СтОит.При такой длине Винты сильным биением страдают(колбасит).
UzoR писал(а):2. Если использовать рейку, то в качестве привода применить ременную передачу или использовать шаговик-редуктор?
Лучше редуктор.
UzoR писал(а):8. Для привода оси X хочу применить такую схему: две зубчатые рейки по бокам, один двухвальный шаговик, установленный в центре консоли от которого идут 2 вала и далее 2 ременных редуктора. Рабочий ли это вариант? Чем он хуже варианта с двумя рейками и двумя шаговиками?
Так всё-таки ремни?
Вариант конечно рабочий.Если 2 шаговых,то их можно послабее процентов на 30,чем если один.И так и так делают и работают оба варианта хорошо.
UzoR писал(а):А может построить Руку-робот? На сколько это дороже и
Вы собираетесь фрезеровать двухкиловатным мотором,это и нормальный фрезерный станок должен иметь хорошую жесткость,рука робота же...,тяжело там такую жёсткость создать,и какие при этом будут размеры.Для сварки хорошо пойдёт,может лазер,Для силовой фрезеровки не советую.
На остальные вопросы может кто откликнется.
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

wal писал(а):Лучше редуктор.
На какую редукцию стоит ориентироваться?
wal писал(а):Так всё-таки ремни?
Меня смущает, что на моноблочных редуктор-моторах диаметр вала ведущего не большой, а так как соединение зубчатая рейка-редуктор-шаговик получится бездемпферное, то при моих размерах станка и соответственно массе консоли инерция будет не слабая. Шанс порвать шестерни либо вал редуктора возрастает. Ремень в данном случае надежней мне кажется.
carcass3535
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 345
Зарегистрирован: 26 янв 2012, 23:41
Имя: Сергей
Откуда: Донецк

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение carcass3535 »

Раскажите поподробнее насчёт полимера для изготовления станка, почему именно он ? Я понимаю, что вес маленький, да и жесткость должна быть хорошей, ускорение больше, но по своему опыту, для фрезера стараюсь брать железо и потолще, чтобы вес был большой. Это решает кучу проблем с жесткостью и всякими явлениями типа вибраций. Последний раз сэкономил, взял на части рамы трубы тонкостенные, теперь слушаю какафонию неприятную. Может у вас полимер будет цельнолитым ? Тогда совсем другое дело.
Цифровой аэрограф - уже реальность , а не мечта.
aegis
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1696
Зарегистрирован: 05 сен 2010, 00:00
Имя: Михаил
Откуда: Конотоп=>Запорожье=> Харьков, Украина
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение aegis »

UzoR писал(а):Стоит ли применять зубчатую рейку на X и Y, при условии, что желаемое рабочее поле 2000х2000 мм.?
с такой длиной можно обойтись вращающейся швп. это будет на порядок жестче и точнее реечного привода
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Полимер- смесь на основе эпоксидной смолы. Наполнитель буду позже подбирать, пока собираю информацию. Есть еще идея изготовления балок для осей Y и Z полностью из карбона, так как сам занимаюсь этим материалом. Главная задача- легкий вес осей Y и Z, их жесткость и отсутствие резонанса.Станина будет достаточно тяжелая, литая из полимергранита или подобного материала.

Кто что думает о конструкционном профиле? Как он по жесткости?
aegis
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1696
Зарегистрирован: 05 сен 2010, 00:00
Имя: Михаил
Откуда: Конотоп=>Запорожье=> Харьков, Украина
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение aegis »

карбоновые детали станка это тупо деньги на ветер. цена космос, лучше в что-то нормальное деньги вложить
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Почему же на ветер? Я разные варианты рассматриваю. Масса элемента решает очень многие вопросы. Тем более карбоном сам занимаюсь и себестоимость изделия могу прикинуть, есть оборудование и материалы для изготовления. Рационально или нет его применять покажут цифры. Вес подвижных элементов и скорость обработки плюс пропуски шагов-это напрямую связанные вещи. Для меня не принципиально применение карбона в изготовлении станка, но та как владею данной технологией, то ее конечно рассматриваю.
Аватара пользователя
wal
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 272
Зарегистрирован: 21 фев 2011, 01:00
Имя: Иван

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение wal »

UzoR писал(а):На какую редукцию стоит ориентироваться?
Мы не знаем какая рейка,какие скорости перемещения нужны,какие двигатели предпочитаете.
UzoR писал(а): а так как соединение зубчатая рейка-редуктор-шаговик получится бездемпферное, то при моих размерах станка и соответственно массе консоли инерция будет не слабая.
Чтобы уменьшить инерцию и применяют разгон-торможение двигателей.
UzoR писал(а): Для меня не принципиально применение карбона в изготовлении станка, но та как владею данной технологией,
Если дёшево или бесплатно,то почему нет.Подозреваю что Вы уже решили применять карбон :ok:
carcass3535
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 345
Зарегистрирован: 26 янв 2012, 23:41
Имя: Сергей
Откуда: Донецк

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение carcass3535 »

UzoR писал(а): Рационально или нет его применять покажут цифры. Вес подвижных элементов и скорость обработки плюс пропуски шагов-это напрямую связанные вещи..
По этим строкам видно, что совсем не новичек в электро-механике писал..., хотя только зарегился...

Есть вещи, которые далеки от теории, например, эффект резонанса, причём резонанс механический, а чаще электромагнитный ( иногда гармонический, но редко ), даже на низкоомных двигателях и навороченых драйверах.
И цифры тут не помогут, одинаковые габариты схожих станков резонируют на разных оборотах, причём в очень широком спектре. Очень хочется увидеть как поведет себя карбоновый полимерный пустотелый портал такого зазмера. :)
Цифровой аэрограф - уже реальность , а не мечта.
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Я, если честно, в электро-механике такой же профессионал, как и в станкостроении. Большинство вопросов на уровне интуиции пока рассматриваю.
Что касается резонанса, то именно из за него и отказался от портальной конструкции и выбрал консольную. Резонанс в любой конструкции будет присутствовать, так как упругая деформация есть всегда. Вопрос только в диапазоне частотном, на котором она будет проявляться. В чисто карбоновой конструкции резонанс будет достаточно большим. Думаю, что нужен какой-то гибрид материалов, возможно слоистая конструкция, для рассеивания волн.
Возможно хорошо себя поведут соты.
Но пока меня более простые вещи беспокоят... Какие шаговики использовать, электронику, привода.
aegis
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1696
Зарегистрирован: 05 сен 2010, 00:00
Имя: Михаил
Откуда: Конотоп=>Запорожье=> Харьков, Украина
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение aegis »

UzoR писал(а):Но пока меня более простые вещи беспокоят... Какие шаговики использовать, электронику, привода.
это все от вас никуда не убежит. электроника всегда продавалась и будет продаваться. думаю надо вначале рисовать проект и прикидывать массы. без этого никто не сможет посоветовать оптимальную электронику.
привод с рейками тоже имеет ряд недостатков, причем основные из них связаны с необходимостью использовать точные редуктора (как следствие дорогие), иначе люфты сведут на нет все потуги создать жесткую конструкцию. вопросы точности шага рейки пока упустим, хотя могли бы почитать что они обещают по точности)))
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение Trudogolik »

Ничего не скажу за применение полимера и карбона, а вот консольную конструкцию
двухметровой длины или такую же по длине "руку" для фрезера строить бы не стал,
иначе пришлось бы делать "монстра".
Вот краткие выжимки из сопромата:
При одинаковых длине, сечении балок и нагрузке максимальный изгибающий момент
и максимальные напряжения изгиба в двухопорной балке (портальная конструкция) в 4 раза,
а в двухопорной заделанной балке(мостовая конструкция) в 8 раз меньше, чем в консольной.
Еще хуже обстоит дело у консольной конструкции с жесткостью.
Максимальный прогиб обычного портала в 16 раз, а "моста" с жестко заделанными концами -
в 64 раза меньше, чем консольной конструкции.

Но деньги и материалы ваши, поэтому вам и решать, куда и как их тратить.

Но все же посмотрите по этой ссылке, пригодится в любом случае:
http://www.inzhener-info.ru/razdely/kon ... kosti.html
Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире - информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Вот... Говорю же, что не совсем разобрался с теорией))). Я конечно же имею в виду мостовой тип станка. Именно эту конструкцию и рассматриваю. Думал почему-то, что это консольный называется. :ggg:
Спасибо, что поправили.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение Trudogolik »

Кстати и по полимерам большой вопрос, связанный с жесткостью.
В основном в станках применяют сталь, или дюраль.
Модули упругости (модуль Юнга) - основной критерий жесткости, у стали и дюрали различается в 3 раза,
а вот с полимерами разница на один-два порядка, в несколько раз хуже, чем у дерева, и на порядок хуже фанеры.

http://weldworld.ru/theory/summary/modu ... yunga.html

Придется вам делать конструкцию гораздо большего сечения чем из дюраля и даже большего чем из фанеры.
Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире - информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Как вам конструкционный алюминиевый профиль?
Полимер можно армировать по плоскостям напряжения однонаправленной углеродной тканью. Так же из полимера можно изготовить бесшовные балки со внутренними закрытыми полостями и различного рода перегородками и ребрами жесткости.
Trudogolik- спасибо за ссылки. Подкидываете как раз то, что надо. Проштудирую.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение Trudogolik »

UzoR писал(а):Как вам конструкционный алюминиевый профиль?
Удобно, но это не панацея на все случаи.
В ненагруженных конструкциях использую профили 20х20, 20х40, 30х60.
А вот там где есть нагрузки - любой конструкционный материал надо обсчитывать
хотя бы приближенно или испытывать, если есть возможность.
Подсказка: Не можете сделать расчет сами - обратитесь в фирму, продающую такие профили,
хотя бы формулами или ссылками помогут.
Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире - информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!
belazov
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 946
Зарегистрирован: 11 апр 2010, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Токмак, Украина

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение belazov »

UzoR писал(а):Как вам конструкционный алюминиевый профиль?
1,5м 45х90 станочный облегченный профиль с незакрепленными концами стоит на стороне 45мм и прогиб от моих 78кг по центру насколько помнится - около 0,3мм. С учетом если концы закрепить и поставить 2 скрепленных таких профиля - прогиб должен быть значительно меньше.
Для того чтобы что-то делать надо хотя бы это делать!
Мой станок.
aegis
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1696
Зарегистрирован: 05 сен 2010, 00:00
Имя: Михаил
Откуда: Конотоп=>Запорожье=> Харьков, Украина
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение aegis »

belazov писал(а):1,5м 45х90 станочный облегченный профиль с незакрепленными концами стоит на стороне 45мм и прогиб от моих 78кг по центру насколько помнится - около 0,3мм. С учетом если концы закрепить и поставить 2 скрепленных таких профиля - прогиб должен быть значительно меньше.
а если учесть что желаемое рабочее поле 2 метра, тоесть длина балки будет ориентировочно 2,5 метра, то балка будет длиннее в 2,5/1,5=1,67раза. прогиб зависит от куба длины, тоесть он увеличится до 4,5+раз и будет составлять 1,5мм при этой нагрузке. это сопромат в самой простой форме
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

А какие у станочного профиля погрешности размеров в реальности, кто-нибудь проверял? И из российских профилей какой самый качественный?
belazov
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 946
Зарегистрирован: 11 апр 2010, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Токмак, Украина

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение belazov »

aegis, Миша, это опыт с одним профилем, концы которого просто лежат на двух опорах и 78кг мозгов на нем )).
Я не помню уже что сопромат писал о двух таких балках , закрепленных жестко в боковинах портала и скрепленных жестко друг с другом. Но что то мне подсказывает, что в таком варианте крепления и с весом Z значительно меньше, чем мои 78кг - прогиб будет значительно меньше.
Питсильвер делает офигенные станки на профилях и на другое переходить не собирается.
Для того чтобы что-то делать надо хотя бы это делать!
Мой станок.
belazov
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 946
Зарегистрирован: 11 апр 2010, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Токмак, Украина

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение belazov »

У профиля одно неудобство - он заточен под установку профильных рельсов с креплением по центру. Вал на опоре с отверстиями по бокам подошвы крепить очень неудобно.
Для того чтобы что-то делать надо хотя бы это делать!
Мой станок.
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Планирую использовать профильные рельсы.
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Где можно уточнить, какие нагрузки действуют на фрезу при обработке таких материалов, как дюраль, дерево, мдф и т.д.? Нужно прикинуть сечение оси Z.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение Trudogolik »

UzoR писал(а):Где можно уточнить, какие нагрузки действуют на фрезу при обработке таких материалов, как дюраль, дерево, мдф и т.д.? Нужно прикинуть сечение оси Z.

Эк тебя растащило, в какие дебри полез :)
Ищи информацию и расчеты по словосочетанию "Жесткость системы станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД)", да только если будешь работать фрезой 3,2 мм эти расчеты тебе нафиг не нужны, и их мало кто делает, ибо жесткость фрезы в любом случае будет на порядки ниже жесткости всей остальной системы.
Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире - информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Trudogolik писал(а):Эк тебя растащило, в какие дебри полез
Я хочу прикинуть прогиб оси Z в зависимости от ее сечения. Поэтому надо понять какая сила будет действовать на фрезу в момент обработки например алюминьки ( максимально жесткий материал, который планирую обрабатывать).
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Нашел производителя профилей RSI. Кто сталкивался с данным профилем, есть ли нарекания?
aegis
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1696
Зарегистрирован: 05 сен 2010, 00:00
Имя: Михаил
Откуда: Конотоп=>Запорожье=> Харьков, Украина
Контактная информация:

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение aegis »

UzoR, на сайте вальтера есть калькулятор режимов резания. забивай туда желаемые диаметры, заглубления, материалы и подачи и получишь момент на фрезе. подели момент на радиус инструмента и получишь усилие. увеличь полученную цифру на 2-3 (с запасом ан резонанс) и принимай эти цифры к расчету. я бы так сделал
carcass3535
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 345
Зарегистрирован: 26 янв 2012, 23:41
Имя: Сергей
Откуда: Донецк

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение carcass3535 »

Может, не в тему раздатчика ( по поводу полимера ), но две профильные трубы 100х100х5 из чёрного проката, сваренные вместе, прекрасно перекроют все ваши запросы.. :)
Цифровой аэрограф - уже реальность , а не мечта.
UzoR
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 15
Зарегистрирован: 28 дек 2016, 23:17
Откуда: Екатеринбург

Re: Первый опыт. Полимерный ЧПУ

Сообщение UzoR »

Трубы стальные тяжелые, размер плавает, придется фрезеровать посадочные плоскости. Сталь звенит, соответственно резонанс...проверял такую балку 100х100х5 стальную на калькуляторе изгибов. Не впечатлило. Такого же размера конструкционный алюм. профиль имеет более высокие показатели, легче и т.д. Хочу легкую и жесткую балку, извините, но сталь рассматривать не буду.
Ответить