Проект небольшого станка

[roman_08]

Добрый день уважаемые форумчане.
Долго мучился выбором - готовый или самодельный станок, и всетаки второй вариант перевесил ибо хотелость рабочее поле приблизительно 800х600, а также желательно 4 ось, а фабричние станки такого формата немного кусаются по цене.
Итак, что планируется: станок с рабочим полем 800х600х150 мм. + по возможности 4 поворотная ось. Бюджет 50-70 килорублей. Комплектующие пока не заказывал, решил все сначала спроектировать, посоветоваться со знающими людьми, исправить найденные косяки, и только потом заказать комплектующие.
Что получилось:





Габаритные размеры: 1100х700х600
Рабочее поле: 850х550х150
Рабочий стол съемный, вместо него можно установить 4 ось (рисовать не стал - думаю готовую купить). Должна влазить заготовка D200мм.
Пока прорисованы не все детали и крепежи (пока так сказать концепция), когда в руках будут "живые" железки все перерисую по размерам чтоб можно было распечатывать шаблоны.
Рама станка из аллюминевого швеллера 100х50х5 мм
Боковины портала Д16Т толщиной 16мм (если найду)
Основание оси У аллюминевый швеллер 80х40х4 (Выдержит ли?)
Направляющие по всем осям - цилиндрический рельс SBR16 (Вопрос: не маловат ли для оси Х (1000 мм))
Ходовые винты по всем осям - ШВП 1605 (на оси Х - 2 штуки - без синхронизации (у каждой свой двигатель))
Двигатель шаговый ST57-100 (Может быть будет достаточно Двигатель шаговый ST57-76?)
Итого железо и электроника если заказывать в России - примерно 65000 рублей, если на Ebay - вроде укладывается в 30000-35000 руб, но 10-15 т.р. уйдет на Д16Т и швеллеры. Думаю это не все расходы, но в запланированный бюджет должен уложиться.
Теперь буду рад услышать конструктивную критику (что не учтено, что сделал неправильно и т.д.).

[nowmik]

По мне так нормальная конструкция, вполне продуманная. Но:
По Y я бы тот же швеллер поставил, что на раме. Винты можно как-то тоже спрятать, чтобы меньше были попадало.
Только что-за стол будет, он по ходу висеть будет по краям, нет? Прогибаться будет!
Только как линейные направляющие крепить будешь к боковым стенкам? У линейных подшипников сбоку вроде нет креплений.
Также не нужно делать такой большой вылет вниз подвижной пластины оси Z, куда крепление шпинделя цепляется. Это уменьшает жесткость. Обрежь вровень с нижними подшипниками, саму ось Z спусти, и незачем так высоко делать, 150мм вообще не за чем, портал слишком высоко, жесткость опять же маленькая будет. Пересмотри этот узел.
А также глянь то, то я обрезал свою подвижную ось, и стол повыше сделал, т.к. шпиндель слишком низко работал, кручение было (видно даже если за фрезу рукой таскать). На днях выложу последние изменения (вращающаяся гайка, поднятый стол).
Правильно, что не стал пока ничего покупать. ШВП - тоже правильная мысль.

[roman_08]

Спасибо за ответ. Попробую пояснить свои решения:
1) Да, швеллер на У буду менять (сейчас перерисовывать не буду, но обязательно учту в дальнейшем)
2) Защита винтов несомненно будет (рисовать не стал). Скорее всего пластиковая (с этим проблем не должно быть)
3) Что касается стола, я думал по центру пустить швеллер (с возможностью быстрого снятия для освобождения места под 4-ю ось). Хотя, как мне кажется, если использовать Дюраль 16 мм, то жесткости и так должно хватить (собственно я не специалист).
4) Крепление к линейным подшипникам реализовано так:

Большой вылет по Z обусловлен тем, что при установке 4-й оси, ее центр я планировал сделать так, чтоб он находился на уровне плоскости стола. Если это реализовать, то можно довольно много выиграть на диаметре устанавливаемой заготовки. А чтоб можно было фрезеровать изделия (например по форме коленвала) я и сделал такой вылет. Хотя возможно думаю это излишне и в окончательном варианте будет принято другое решение. Кстати пробовал расчитывать смещение

Но это так, баловство, можно серьезно не воспринимать

[nowmik]

Мне не нравится как подшипники крепятся, ненадежно и не жестко, такое чувство, что этот швеллерок согнется. Можно улучшить ситуацию, если сверху косынку сделать, но тогда это будет мешать столу. Ты думаешь, что лист просверленный, дюралевый на 16 шириной в 600 с чем-то не будет прогибаться? Не знаю, не пробовал. Но, можно наверное усилить небольшим уголком поперек стола, парочками, если они не будут мешать гайке ходить. Тогда нормуль. Но лучше просмотри подшипниковый узел по Х.

[Fyva]

пробовал расчитывать смещение

Ром (угадал?), чего-то там ИМХО неверно задано - то-ли крепления некорректно указаны, то-ли нагрузки в ньютонах или материал неверно выбран. Я в SW моделю подобное. По опыту - вывернуть его должно как черепаху.. Это так, добрый совет - перепроверь вышеуказанное в проге, добавь массу и пересчитай. Досадно будет в железе увидеть другой порядок смещений.

[roman_08]

Fyva, угадал.
По делу. Нет, там все вроде корректно задано. Нагрузка на каждую стрелку в проге задана 500 Н ( что примерно соответствует 50 кг). Крепления по торцам швеллера оси У.
Другой вопрос а смогу ли я в реале найти материалы со свойствами указанными в проге? ( например все используемые швеллеры я брал из библиотеки ГОСТ программы), а найду ли я их в ближайших городах - вопрос). Поэтому когда все железки будут на руках, можно будет все сделать более корректно.

[tesny]

Два ШВП и два движка по Х - лишние затраты.

Вот станок с рабочим полем 1200х800 с одним швп и одним движком ST57-76.

Показать\Спрятать Видео

[roman_08]

ненадежно и не жестко, такое чувство, что этот швеллерок согнется

Может я и очень ошибаюсь, но там вроде нечему гнуться:
Вот эскиз (примерно пропорции соблюдены)

Усилить стол несложно, поэтому на нем можно не останавливаться

Два ШВП и два движка по Х - лишние затраты.

Лучше перебдеть, чем ... (Гдето на этом сайте я читал, что при ширине портала более 500 мм, надо 2 винта)

[tesny]

Лучше перебдеть, чем ... (Гдето на этом сайте я читал, что при ширине портала более 500 мм, надо 2 винта)

Ну если видео реального станка вам ни о чем не говорит - тогда бдите.

[Dj_smart]

Ну если видео реального станка вам ни о чем не говорит

Саш, видео показывает холостые перемещения. Я не теоретик, а больше практик. Когда строил своего мамонта, на соплях повесил один винт. Без движка, просто зафиксировать портал. Когда по У загоняешь в крайнее положение, то фрезу можно было двигать на 4мм в обе стороны по Х . Просто пальцами, при небольшом усилии.

[nowmik]

Лучше перебдеть, чем ... (Гдето на этом сайте я читал, что при ширине портала более 500 мм, надо 2 винта)

Ну если видео реального станка вам ни о чем не говорит - тогда бдите.

Может у тебя слишком широкая полка снизу, поэтому жесткость хоть какая-то есть. Да и если больше фрезеровать по середине.
Также у топикстартера желание сделать там 4 ось, так что винт будет мешаться по-любому. Даже если 4 ось сместить в какую-то сторону, винт открытым остается.
Ты попробуй на концах фрезернуть фанеру фрезой 6мм на глубину 4-5мм на скорости 900, не переклинит?
Я бы тоже 1 винт поставил - не надо думать о параллельном подключении драйверов (хочу сделать полноценную 4 ось), но все же послушался старожилов, да и нижнюю полку мне некак было сделать.

[vala]

Итак, что планируется: станок с рабочим полем 800х600х150 мм. + по возможности 4 поворотная ось.

Сдедаете привод по Х только по цэнтру - не сможете резать с одинаковым усилием и скоростю по всему раб. полю станка, или делайте подвижным стол.
В первом случае, захотите нормально работать - переделаете.
Во втором - станок вдвое длинней.

[roman_08]

vala, вопрос с использованием двух ШВП для меня решенный (плюс - минус ШВП на общей стоимости проекта не сильно скажется). Открытым остается вопрос: 2 ШД или ременная синхронизация.
И еще конструкция Х работоспособна или думать над другим решением?

[nowmik]

Вот тут http://www.cncmasterkit.ru/viewtopic.php?f=29&t=2068 и http://www.cncmasterkit.ru/viewtopic.php?f=29&t=2125 интересные станки. Я от них отталкивался. Там ремни. Но думаю, если серьезно, то лучше 2ШД, тк. ремень тянуться будет, если не поставить от какого-то ГРМ (я вначале так же хотел сделать, но не нашел подходящий ремень, шкивы...).

[vala]

С двумя двигателями конструкцыя проще без механической синхронизацыи.
Но если делать с мех. синхронизацыей нет смысла ставить два двигателя.

И еще конструкция Х работоспособна или думать над другим решением?

Если хотите знать моё мнение то: теоретически - да, но практически будет вибрировать и хорошо звенеть.
Спроектируте стол по сотовуму принцыпу или раму и к ним крепите направляющие так, чтобы было их удобно выставлять и обслуживать.
И ещё почитайте как себя ведут ШВП на вам нужной длине, чтобы потом не переделывать под врасчаюсчаюся гайку.
К сведеню: ремни PU со стальным кордом практически не растягиваютса.
p/s
извеняюсь за ошибки, руский не мой родной

[tesny]

Лучше перебдеть, чем ... (Гдето на этом сайте я читал, что при ширине портала более 500 мм, надо 2 винта)

Ну если видео реального станка вам ни о чем не говорит - тогда бдите.

Может у тебя слишком широкая полка снизу, поэтому жесткость хоть какая-то есть. Да и если больше фрезеровать по середине.
Также у топикстартера желание сделать там 4 ось, так что винт будет мешаться по-любому. Даже если 4 ось сместить в какую-то сторону, винт открытым остается.
Ты попробуй на концах фрезернуть фанеру фрезой 6мм на глубину 4-5мм на скорости 900, не переклинит?
Я бы тоже 1 винт поставил - не надо думать о параллельном подключении драйверов (хочу сделать полноценную 4 ось), но все же послушался старожилов, да и нижнюю полку мне некак было сделать.

Полка 240 мм, три куска конструкционного профиля, на видео все видно. Жесткость более чем...
4-ю ось лучше по моему убеждению делать с краю. Толщина заготовки все-равно больше хода по Z не будет.
А установке полки помогают банальные ножки у станины.

[roman_08]

Я тут посчитал, и вышло, что 2 ШД выходят даже дешевле, чем синхронизация ЗР. Собственно отпадает вопрос конструкции натяжения ремня пр. "приятных" вещей.
Собственно нигде не нашел про прогиб или опыт использования ШВП на 1000 мм. Можед действительно сразу проектировать под вращающуюся гайку? И если это так, то где можно купить готовое изделие (ВГ), т.к. постоянного доступа к станочному парку нет. Собственно из-за отсутствия станков под рукой, вся конструкция проектировалась под минимальное использование посторонней помощи.

[nowmik]

А это вопрос к Михаилу, вот тут - http://www.cncmasterkit.ru/viewtopic.ph ... 560#p97556. И вообще прочитай тему полностью, чтобы быть в теме.

[George164]

Я не понимаю, как при такой конструкции и размерах обеспечить поперечную жесткость опоры портала. Пару мм от нажатия пальцем должен давать.

[roman_08]

George164, есть и у меня такие сомнения. Нашел у себя в городе выход на плазморезку, сейчас переделываю конструкцию. Еще вопрос: обработка концов ШВП по стандартным чертежам 1450 рублей за винт - это нормальная цена?

[aegis]

roman_08, только обработка? дороговасто, имхо

[roman_08]

Итак решил делать таким образом:


Боковины из 5мм стали, поперечная балка - аллюминевый швеллер 100х50х5. Как оказалось именно швеллер самое слабое место конструкции, но с другой стороны таких нагрузок как при моделировании, в реале наверно никогда не будет.
Вот анализ смещения (опора на оси линейных блоков):

Соответственно конструкция оси Х, тоже будет полностью другая. А пока по возможности указывайте на подводные камни этой конструкции.
P.S. Забыл про размеры:

[Fyva]

Как оказалось именно швеллер самое слабое место конструкции, но с другой стороны таких нагрузок как при моделировании, в реале наверно никогда не будет.

Нагрузка на швеллер будет в основном моментная - на скручивание.

[roman_08]

Всем привет. Как говорится, аппетит приходит во время еды, вот и я решил вместо TBR заказать профильные рельсы.
Сегодня получил первые комплектующие, а именно профильные рельсы и каретки H.S.A.C. На Х - Рельс GHR20 (L=1000) + 4 безфлянцевых каретки GHH20, на У - Рельс GHR15 (L=750)+ 4 каретки с флянцем GHW15, на Z - Рельс GHR15 (L=250)+ 2 безфлянцевых каретки GHH15 (если будет недостаточно докуплю. Просто в конторе закончились, а поступление товара будет в январе). На днях должны подвезти ШВП на все оси + крепления BK и BF.
Исходя из этого переделал конструкцию Z

[nowmik]

А что, по Z будут всего 2 каретки?
Ну уж тогда вообще убери эту ось. Все зашибись, и каретки супер (наверное, раз все опытные стараются из них делать, дороже, наверное значит лучше), и рельсы. Но не скупись же ты, поставь по-нормальному 4 каретки (подшипника). Иначе все люфтить будет, никакой жесткости.

[nowmik]

Ну я так то вижу, что вроде места предусмотрены еще для 2 кареток. Правильно. А у тебя есть возможность где-то вырезать все элементы станка? Ато я смотрю, ось Z как пазл. Да и ни к чему оси 150мм хода, уменьши до 100-120, лучше раздвинь каретки подальше друг от друга, пусть лучше жесткость будет повыше.
Так же, убери (тупо отрежь) нижнюю часть подвижной части оси где-то на 1/4, подыми крепление шпинделя. Не наступай на мои грабли. У меня это было вынуждено, т.к. был изначально другой фрезер. Но у тебя же сразу асинхронник...
Вот глянь http://cncmasterkit.ru/viewtopic.php?f= ... 150#p79942

А вот, глянул получше станок. Самая первая картинка. Обязательно уменьши высоту портала. Ну не зачем тебе его так высоко делать, такие высокие боковинки - низкая жесткость, кручение. Какой там просвет, где-то 300? Ты уверен, что будешь фрезеровать такую высокую доску? Брус? Сомневаюсь, оттого и ось у тебя так низко опускается. У меня не так высоко, но я бы еще опустил, сантиметров 5. Если предвидится ось поворотная, то лучше уже без стола его ставить. максимум над столом до портала 150мм сделай и все. ИМХО.

[roman_08]

nowmik, с 2 каретками - это не из за скупости (не такие они и дорогие) просто в Даркстоне на сегодняшний день их нет, а от hivin, хоть по размерам и одинаковые, но я побоялся брать от разных комплектов.
Насчет высоты портала - там от первых набросков ничего не осталось. Конструкция портала будет как в посту #22 с некоторыми изменениями (еще до конца не спроектировал). Сейчас дождусь ШВП и все прорисую (размеры в заказе делал точные, но судя по тому, что 20-е рельсы прислали длиной 1030 вместо 1000, боюсь, что и ШВП могут расходится с заказом).

[roman_08]

Наконец пришли обработанные ШВП. Все точно как заказывал. Теперь жду детали из лазерной резки (праздники блин у всех) и начинаю собирать.
В электронике не шарю поэтому вопрос: подойдет ли для моих целей такой набор http://www.ebay.com/itm/281182975373 , а самое главное все ли там из компонентов для работы или еще нужно что-либо

[peka]

roman_08, подойдет ли для моих целей такой набор http://www.ebay.com/itm/281182975373 ,Моторы только не важные индуктивность большая напругу надо порядка 80вольт.

[roman_08]

peka, тогда подскажи оптимал. Только без фанатизма (сервоприводы пока не предлагать )