Foorumia jo jonkun vuoden seuranneena laitan nyt vasta ensimmäistä viestiä ilmoille koskien koneen rungon jäykkyyden mitoitusta.
Eli suunnitelmissa rakentaa vähintään pehmeille metalleille soveltuva jyrsin, liikkeet suurinpiirtein X800, Y300 ja Z400.
Polvimallinen kone eli Y-johteen päälla X-johteet ja Z-kelkka tolpassa omilla johteilla.
Runko valmistetaan teräksestä hitsaamalla, 200x100x6 palkkia sattuu olemaan valmiina joten ne hyödynnetään tähän projektiin.
Ja varsinainen kysymys koskee siis rungon jäykkyyden mitoitusta.
Olen karkesti simuloinut eri palkki/levy-rakenteiden kombinaatioita, mutta millaisilla voimilla ja kuinka suurilla taipumilla/joustoilla olette koneitanne tarkastelleet?
Oma settini on Solidworks jonkinlaisella kokemuksella (simuloinnissa täysin aloittelija)
ja olen simuloinut runkoa yksinkertaistetulla mallilla kuormittaen karaa X-suunnassa 1kN voimalla oletetun kappaleen ollessa koko rakenteen kiinnepiste.
En ole hakemassa simuloinnista absoluuttisen oikeita tuloksia, mutta jos suuntaa saa, niin ei siitä haittaakaan ole.
Muuta koneeseen suunniteltua,
35mm HIWIN lineaarit (valmiina)
34 stepperit 8Nm (oletettavasti riittävät)
20-25mm C7 kuularuuvit (budjetti on rajallinen)
Normi 3-vaihe moottori tamulla, todennäköisesti aluksi 1,5 kW kun löytyy valmiina.
Granite Devicen Ioni -sarjan ohjaimet (jos budjetti antaa myöten)
Mach3 tai jos stepperit vaihtuu servoiksi niin LinuxCNC, jälkimmäisestä vain ei ole mitään kokemusta.
Jos jostain sanottavaa niin olen enemmän kuin kiitollinen kaikesta palautteesta!
-Vellu
Mulla on vaakakaraisten koneiden tolpista jäänyt sellainen tuntuma että 200x100x6 on aivan liian pahvia.
Lyö sitä palkkia kuminuijalla ja kuuntele sitä...
Luulen että saat palkista paremman hyödyn kun myyt sen jollekkin joka sitä tarvii.
Tuon kokoluokan kone vaatii tukevuutta.
Ota mielummin polttoleikkeleitä esim. 15-20mm levystä ja hitsaa se kasaan. Ei tarvi tehdä mittojen kanssa kompromisseja.
On käynyt tosin mielessä tuollaisen palkin jäykistäminen poraamalla kylkiin reikiä, harjateräksen pätkiä ristii rastiin reikien päistä hitsaten, hehkutus ja betoni sisälle. Siitä huolimatta johde vaatii erilliset lattaraudat.
Olis jännä rakenne koneella jos kara ja pöytä olis kallistettuna taaksepäin/eteenpäin esim. 30 astetta. Lastut valuis helpommin pois eikä kappaleen kiinnitys ole niin vaikeaa kun vaakakaraisella. ;D
Mulla olis tarvetta yhden rungon testaajalle, ei ole vinossa tai muuta kipeetä. Mainitsemasi ruuvit ja johteet täsmää. Voisin sponsoroida polttoleikkeleet. Kuviin voi vaikuttaa omien mieltymysten mukaan, kunhan ollaan samaa mieltä. Solidworks on tuttu juttu...
Tuollainen palkki riittää mainiosti, jos käyttää 6mm tappia jyrsintään, näin olen itse huomannu rakennelmissani. Jos haluaa oikeasti poistaa lastua esimerkiksi 20mm tapilla, niin painoa saa olla koneella vähintäänkin 2tonnia ja sekin mieluiten umpi/ontelomaista. Itsellä on tuo 1600kg painava TOS manuaalikone, niin kyllä siinä paikat tutisee kun isommalla tapilla alkaa jyystää.
Käytä materiaalia koneen runkoon niin paljon kuin on mahdollista. Villen suositus on mielestäni hyvä... Ja tuo sponssi tarjous kuulostaa hyvältä, varsinkin tuo kohta " Kuviin voi vaikuttaa omien mieltymysten mukaan, kunhan ollaan samaa mieltä. " ;D :D :)
Kiitokset vastauksista!
Tässä muutama kuva suunnitelmista, vaikkakin keskeneräiset, niistä selviää kuitenkin mun ajatukset vähän paremmin.
Palkit tosiaan tuota 200x100x6, levytavara 8-10mm ja johteen aluslatta ja kolmiojäykisteet 20mm.
Haluan vielä pitää kiinni tuosta jo olemassa olevasta palkista ja levytavarasta, koska kaikki löytyy tallista valmiina, joten vielä kuvien kera uusia kommentteja kaipailisin rungon toimivuudesta.
Koristetta ei olla tekemässä joten suunnitelmat muuttuvat tarpeen mukaan ;)
(https://www.dropbox.com/s/3itptcxg7ktmoe6/Pic_1.jpg?dl=0)
(https://www.dropbox.com/s/hoadpia1znk4n6r/Pic_2.jpg?dl=0)
Rungon poikkileikkaus
(https://www.dropbox.com/s/482k2lrtmhe7si4/Pic_3.jpg?dl=0)
X-pöydän runko, 20mm lattaa kylkikyljessä johteiden alla, 20mm pohja ja 8mm poikkijäykisteet.
(https://www.dropbox.com/s/1f5k59vn0azzyfc/Pic_4.jpg?dl=0)
Z-tolpan kiinnitys alempaan runkoon pulteilla ja kuvassa olevaa aluslevyä voi paksuntaa.
Jos kuvat ei näy niin tässä linkkiä dropboxiin...
https://www.dropbox.com/sh/2dmy1dpo8h2sjt3/AABzcYutd9FTrZsHKYnbsEWza?dl=0
Laitetaanpa välikommenttia:
1. Oletko varmistanut että jyrsin, jolla työstät johteiden pohjapinnat niin liikevara riittää?
2. Olethan ottanut huomioon pintojen oikaisun vaatiman koneistusvaran? Kerta jos varsinkin hitsaat tuota pohjaa niin koneistus varaa saa olla reilummin että kun jännitykset laukeaa niin sen saa vielä suoraksi.
3. Levitä pohjajohteita leveämmälle jos mahdollista... voi tulla muuten aika kiikkerä koneesta...
4. Nykyisellä kokoonpanolla Z-akselista tulee liian raskas omasta mielestäni... voi aiheuttaa hauskoja ongelmia....
5. Mieti alusta alkaen mihin ja miten kiinnität paljesuojat ja mistä teet paljesuojat...
6. Tuo putki rakenne alkaa suurella todennäköisyydellä soimaan/resonoimaan ellet täytä niitä hiekka&hartsi seoksella...
7. Laske kierrosnopeus alue millä tulet konetta käyttään ja tee modal analyysi rungolle...
Sitten hyvä nyrkkisääntö... mitä enemmän hitsaat sitä enemmän saat koneistaa... nm. kokemusta on... että kun ne jännitykset laukeaa pintoja koneistaessa niin se paksukin rauta on sitten banaani....
Hyviä pointteja,
1. 1m3 asti onnistuu koneistus, 5-akselia
2. 3mm johteiden alla työvaraa piirrettynä, paljonko tuon mallinen voi vedellä vielä hehkutuksen jälkeen?
3. Tarkoitatko Y-johteita, rungon leveys on 400mm.
4. Massahan on hyvästä :) toki ei väärässä paikassa. Taitaa tuollaisenaan yli 100kg mennä rikki Z-kelkassa.
Kevennys kelkkaan vastapainolla tai mieluummin kaasujousilla. Millaisia ongelmia tarkoitat?
5. Hyvä pointti, ei vielä mietitty loppuun asti, ehkä pellistä teleskooppi-tyyliin.
6. Hiekkatäyttöä ajattelin myös, tarpeen mukaan.
7. Arvasin tämän tulevan jossain vaiheessa esiin, täytyy perehtyä asiaan.
Millaisia joustoja olette kellottaneet valmiista koneista?
Edit: Z-tolpan pituus karvan yli 900mm, samoin Y-suunta.
Harraste hommissa riittää rullaverho, joko jousella tai vastapainolla. Z tolpan alle on monessa koneessa tehty tilaa yksiosaiselle suojapellille.
kohdasta 3... Monessa koneessa on kelkka sisempänä kuin itse liikkuva pöytä. Se ei silti tarkoita että se olisi hyvä asia. Säästetään tilaa tukevuuden kustannuksella. Ja ottaa huomioon käytettävien johdeiden välyksen suhteessa tehdaslaisen cnc koneen.
Ruuvin asettelu keskelle akselia voi kuulostaa loogiselta, mutta jos ruuvi pääsee vääntämään johteita, on epäonnistuttu. Ruuvin voi tunkea vaikka johteiden ulkopuolelle, jos johde on mitoitettu sopivasti.
Liitteenä kuva, jos sillä sais selostuksen ymmärrettävämmäksi.
Optimi suhteen voi joku viisaampi kertoa. Esimerkissä numerot on vain havainnollistamassa.
Vajaa 100mm voisi X-johteiden väliä saada levennettyä Y-akselin liikealueen siitä kärsimättä.
X-johteiden etäisyys toisistaan on tosiaan vain 150mm.
Rungon kokonaismitta on pidettävä kuitenkin sellaisena, että saan sen vielä koneistettua.
Lainaus käyttäjältä: vmsil - 12.03.17 - klo:19:03
Hyviä pointteja,
4. Massahan on hyvästä :) toki ei väärässä paikassa. Taitaa tuollaisenaan yli 100kg mennä rikki Z-kelkassa.
Kevennys kelkkaan vastapainolla tai mieluummin kaasujousilla. Millaisia ongelmia tarkoitat?
Millaisia joustoja olette kellottaneet valmiista koneista?
Edit: Z-tolpan pituus karvan yli 900mm, samoin Y-suunta.
4. Omasta mielestäni sulla tulee niin paljon massaa + vipuvartta tuossa z-kelkassa että nuo z:n johteet tulee olemaan kovilla... varsinkin kun alat työstään niin sitä momenttia tulee johteille yllättävän paljon... ja jos vipuvoimaa on silleen murphyn lain mukaan paskasti "johteiden toiminta rajalla" niin se lyö kelkat jumiin...
Ellen nyt väärin muista mielen syövereistä... niin itte mitoitin oman koneen runkoa aikoinaan 2 varmuuskertoimella, jolloin joustoa sallitaan 0.01mm.
35 kokoiset johteet toimii ihan varmasti, kestää sen mitä 34 steppereistä saat irti. Kelkat on ihanteellisesti neliössä
En ole saanut simulointeja vielä valmiiksi, mutta mallia on nyt kuitenkin tarkennettu ja pieniä muutoksia tehty.
Ominaistaajuudet näyttäisivät menevän kuitenki vajaasta 100Hz:sta ylöspäin ja harmooniset taajuudet vielä tarkastelun alla. Nämä ns. tyhjällä rungolla, hiekkatätyttö on hyvin todennäköinen.
Osaako joku arvata hiekkatäytölle damping-arvoa?
Näille koitan opiskella parametrejä ja analysoimaan tuloksia ja laitan tuloksia sitten ihmeteltäväksi. Kommentteja ja neuvoja otetaan vastaan.
Laakerien kuormia en ole tarkemmin tutkinut, mutta komppaan saulij:n kommenttia.
Sallittu vääntö kelkoille on min. 800Nm kaikkiin suuntiin, joten mutulla oletan niiden kestävän helposti kuormat.
Täytyy ne vielä varmistaa.
Snowfly, millaisilla kuormilla tarkastelit? Sen mitä moottoreista ja ruuveista saa irti vai pahin skenaario oletetuilla työstövoimilla?
Projekti tauon jälkeen etenee ja osat lähdössä pian hehkutukseen.
Omissa kirjoituksissa huomasin ylempänä useampia asiavirheitä ja eipä niistä enempää.
Runko kutakuinkin samaan tyyliin kasattu, mitoituksia muutettu ja terästä lisätty.
Kivasti soi, eli jonkinlainen täyttö hyvin todennäköinen.
Modaalianalyysit ei tuottanut tulosta, liian herkkä pienille muutoksille, katsoin parhaaksi alkaa kasaamaan runkoa ja toivoa parasta :)
Jäykkyys kuitenkin toivotunlainen.
Ruuvit (20mm) ja laakerit hommattu, karamoottori 3Kw tamulla ja "ensiasennuskara" valmiina.
Liikemoottoreiksi valittu hybrid stepperit, Nema 34 8Nm (86HSE116) tai 12Nm (86HSE154),
kaiken järjen mukaan 8Nm riittää mutta pitäisikö kuitenkin mennä 12Nm:llä.
Jotakuinkin +5000 mm/min pitäisi päästä 1:1 väleillä.
1000RPM 8Nm moottorilla pitäisi kiinan specseillä olla vielä noin 2Nm??
Apuja tarvisin myös kortin valintaan PCn ja moottoriohjaimen väliin.
Smoothstepper tuntuu olevan suosittu, mutta muita vaihtoehtoja samassa hintaluokassa?
PoKeys57cnc näyttäis myös mun silmään hyvältä, "hitaampi", mutta riittävä??
Ohjaus Mach3:lla ja I/O:ta perustarpeisiin, tähän koneeseen tuskin tulee koskaan servoja jos se vaikuttaa ja "helppous" plussaa.
Tarvitaanko esim. Smoothstepperin tai PoKeysin perään vielä BOBia ja/tai kelpaako kiinasta 5€:n kortti?
Melko pihalla näistä ja saa vääntää rautalangasta :)
Lainaus käyttäjältä: vmsil - 10.10.17 - klo:23:21
Ruuvit (20mm) ja laakerit hommattu, karamoottori 3Kw tamulla ja "ensiasennuskara" valmiina.
Liikemoottoreiksi valittu hybrid stepperit, Nema 34 8Nm (86HSE116) tai 12Nm (86HSE154),
kaiken järjen mukaan 8Nm riittää mutta pitäisikö kuitenkin mennä 12Nm:llä.
Jotakuinkin +5000 mm/min pitäisi päästä 1:1 väleillä.
Apuja tarvisin myös kortin valintaan PCn ja moottoriohjaimen väliin.
Smoothstepper tuntuu olevan suosittu, mutta muita vaihtoehtoja samassa hintaluokassa?
PoKeys57cnc näyttäis myös mun silmään hyvältä, "hitaampi", mutta riittävä??
Tarvitaanko esim. Smoothstepperin tai PoKeysin perään vielä BOBia ja/tai kelpaako kiinasta 5€:n kortti?
Et mainitse ollenkaan paljon sulla on nyt ruuvissa nousua ja et mainitse tuletko käyttään mitä microstepping määrää...
Lueppa aluksi: http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=8584.msg36722;topicseen#new
Tuosta vastaust nro 2:sta kohdasta "Saadaan yhteenvetona seuraavat tärkeät tiedot:" eteenpäin...Kootusti tieto yhdessä paikassa: http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=8590.0
Sitten sellainen asia että smoothstepperille jos koneen haluaa rakentaa... niin kaikkien osien kanssa sille tuli joku 400e hintaa ellen nyt väärin muista... hintaero tämän myötä CSMIO:n ei ole mitenkään iso...
Olen kyllä lukenut nuo ketjut ja testaillut eri variaatioita eri laskureilla.
Ruuveissa 5mm nousut ja microstepping 800/1600.
Tässä esimerkki laskelma.
Näillä arvoilla en odotakkaan koneella pystyvän oikeasti työstämään, mutta vastaa pahinta skenaariota.
Yhteenveto arvoista:
Load and Linear Guide
Massa=m=200kg
Kitka=u=0.3
Ball/Lead screw specifications
Halkaisija=Db=20mm
Kokonaispituus=Lb=700mm
Nousu=Pb=5mm/rev
Hyötysuhde=n=80%
Materiaali=p=Teräs
Aloitusmomentti tyhjänä=Tb=0.15Nm
External Force
Ulkopuolinen voima=Fa=2000N
Transmission belt and pulleys or gears
Välitys 1:1
Mechanism Placement
Kulma=a=0 astetta
Fixed speed operation
Ajonopeus=Operating speed=V1=53mm/s
Kiihtyvyys=Acceleration=t1=0.1s
Stopping Accuracy
Pysähtymis tarkkuus = 0mm
Safety Factor
Varmuuskerroin=1.5
Tulokset:
Load Inertia
2.1352e-4= [kg·m 2]
Required Speed
396= [r/min]
Required Torque
4.742= [N·m]
Acceleration Torque
8.8537e-2= [N·m]
Load Torque
3.019= [N·m]
Lainaus käyttäjältä: vmsil - 11.10.17 - klo:12:04
Olen kyllä lukenut nuo ketjut ja testaillut eri variaatioita eri laskureilla.
Ruuveissa 5mm nousut ja microstepping 800/1600.
Tulokset:
Required Speed
396= [r/min]
Required Torque
4.742= [N·m]
Acceleration Torque
8.8537e-2= [N·m]
Load Torque
3.019= [N·m]
Taidat tarkoittaa 8microstepping ja 16 microstepping...
Nyt kun tarkistetaan step rate laskenta oppaan kohdasta "Tässä kerrotaan myös kuinka mitoitetaan askelmoottorien STEP-rate eli ohjaustaajuus/pulssitaajuus"
Askelmoottori 1.8deg/step
200 askelta/kierros
Microstepping 16
Yhteensä pulsseja microstepattuna kierros = 200*16=3200 pulssia
Sitten taajuus on (396*3200)/60=21.120kHz yhdelle moottorilinjalle.
Riippuu sitten ohjaimesta onko jokaiselle lähdölle varattu oma taajuus kaista vai onko käytössä yksi yhteinen taajuuskaista.
Hyvässä ohjaimessa siis 21.120kHz taajuus löytyy jokaiselle lähdölle.
Huonommassa ohjaimessa joudutaan ottaan huomioon 21.120kHz * moottoriohjaimien määrä
Esimerkiksi kolme ohjainta
21.120kHz * 3 = 63.360kHz Tämä on yhteisen taajuuskaistan koko.
Sori, yritän töiden lomassa vastailla niin...Tarkoitin tosiaan 800/1600 askelta kierrokselle.
Yli 1000r/min ruuvilla pitäisi siis päästä eli 13.3/26.6kHz per ruuvi.
Hyvä tietysti jos olisi varaa pienetää askelta jos on tarvetta.
Tuo Pokeysin kortti kuulostaa jo alkuun hitaalta, ilmoitettu 8-axes 125kHz.
Vai olisiko tuo 125kHz/kanava.
Mitä Smoothstepperin lisäksi tarvitsee jos hinta tuplaantuu kaikkine osineen, breakout kortti?
1600 askelta kierros = 8 microstepping
800 askelta kierros = 4 microstepping
Tuo sun laskelma niin moottorin nopeus on Required Speed 396= [r/min] kun sulla on käytössä 53mm/s liikenopeus 0.1s kiihtyvyydellä.
En edelleenkään tajua miksi haluat moottoria pyörittää noin 1000rpm kun laskujen perusteella jo 396rpm riittää????
Tuosta voit katsoa mitä se smoothstepper maksaa kun siihen on se oikea BOB-liitetty
http://www.cncroom.com/interface-board-mach3-mach4/smooth-stepper-ess-mb2-bob
Lainaa
ESS/MB2
Starting at: $411.43 $390.86
Save: 5% off
ESS/MB2 comes as a complete ready to use set , consisting of the ESS and the MB2 board.
MachBob2 (MB2) is designed for industrial application and specifically to work with the Ethernet Smooth Stepper (ESS) which is an excellent motion control board designed to be used with Mach3 and Mach4
Specification and Features:
By using an Ethernet connection, the ESS is far more noise resistant than when using a USB or parallel Port connection and therefore helps to protect the logic signal when the controller and drives are located a large distance from the computer.
Runs on Mach3 / Mach4 with Windows XP, Win7, Win8 both 32 and 64 bit, on both desktop and notebook computers.
New! Utilizes All 3 ports of the ESS.
New! The Motion Command Signal can be selected between Pulse/Sign, CW/CCW, and Quadrature. Frequency can be selected from 32 kHz to 4 MHz
New! Differential line driver for motion signals, allows for longer wiring with more resistance to interference when compared to TTL open end.
New! A single 24Vdc Power Supply is needed. There is a 5Vdc isolated and non-isolated dc2dc converter on board, thus saving installation space and wiring.
New! OSSD (Output Signal Switching Device) outputs and safety circuit are implemented when a peripheral device such as a servo motor drive or a spindle VFD (Variable Frequency Drive) trigger an alarm condition, which causes the Safety Circuit to disengage the OSSD output. This method is used on large CNC machines to cut power from the drives.
New! LED status for all inputs and outputs including motion control signals. Makes it much easier to diagnose and trouble shoot.
Isolated power and ground between the PC, ESS and I/O, which eliminates crossover noise and ground loop problems.
New! Polarity and over voltage protection (in conjunction with a fuse) for the 24Vdc power supply.
An "AnaSpeed" circuit has been implemented. This circuit is totally isolated from the MB2 and forms a part of the VFD inverter, acting as a digital VR (variable resistor). High voltage noise from the inverter cannot cause interfere through this connection.
A charge-pump signal is provided. This helps the user to form a safety interlock condition between controller and devices.
22 isolated input terminals, consisting of 17 terminals of NPN and 5 terminals of PNP type.
14 NPN isolated output terminals capable of sinking current up to 100mA for each channel and up to 500mA per group.
New! MB2v1.5, 2 onboard relays with both NO/NC contacts and "Off Delay Time". It allows the user to create a timing sequence for devices that need to power up or power down independently at different times,which can be used for such application as "Z Drop Protection".
Spring terminals for quicker connecting and disconnecting of cables. They are resistant to vibration, so no more screws which have rattled loose and no more forgetting to tighten.
The package INCLUDES
ESS board with ribbon cables installed
All standoffs metal hex
5 pcs of 470 ohm resistor for 5V tolerance input modification
The package NOT includes
Ethernet cable.
Power supply 24V 3Amp
Save money and time by choosing this combination set. The MB2 is fitted with the ESS and all necessary adjustments have been made. Download the special MB2 Profile for Mach 3 or 4 from the download links below. This will save you even more time as it has many of the variables which Mach requires already completed.
https://www.youtube.com/watch?v=C73X-Yhry24
https://www.youtube.com/watch?v=N6B-DDoTNXo
Videolla käytetyn askelmoottori ohjaimen datalehti http://www.motorsystems.com/docs/tb_nextstep.pdf
Lainaa
Step 250 nsec min width, 2 Mhz max pulse rate, triggered on rising edge
Direction Logic Low = CW rotation, High = CCW rotation. Direction of motor rotation
(CW/CCW) is determined by looking down the motor towards the load. A 0.4 µs
set up time is required after a direction change before next step pulse is sent to
the drive.
Eli tuossakin tulee askelmoottoriohjaimen rajat vastaan ennemminkin kuin logiikan...
Kuten aina nopeus näkyy ohjaimen hinnassa:
http://www.ebay.com/itm/NEW-Industrial-Devices-IDC-NextStep-Microstepping-Drive-/232463941359?hash=item361fee3eef:g:rPEAAOSw3ONZoMXo
Käytetyt ovat sitten hieman halvempia:
http://www.ebay.com/itm/INDUSTRIAL-DEVICES-CORPORATION-NEXTSTEP-LRES-VERSION-MICROSTEPPING-DRIVE-USED-/272487160650?hash=item3f71801b4a:g:9QcAAOSw2xRYTxJH
Näppäilyvirhe tuo 396rpm kuten myös kiihtyvyyteen tarvittava vääntö, jäivät toisesta laskennasta.
1000rpm on ravisteltu hihasta minimi huippukierrosnopeus pulssimäärän laskentaan ja tarvitaan vain pikaliikkeille tai hyvin kevyeen työstöön.
Nämä alemmassa laskennassa käytetyt arvot olettaisin olevan lähellä käytännön parametreja.
53mm/s eli noin 3000mm/min, noille nopeuksille asti kun saadaan riittävä vääntö niin olen tyytyväinen.
Alensin vähän työstövoimia kun laskuissa itsessään käytetään varmuuskerrointa ja muutenkin lähempänä "todellista" tilannetta.
Kennametalin laskurilla esim. 3-leikkuinen D=20mm jyrsin, ap=8mm fz=0.1 kyljestä sisään umpiaineeseen (teräs) koko leveydeltä.
Spindle speed:2387.3rpm
Vf Feed rate:1909.84mm/min
Reduced feed per tooth:0.2mm
Calculated Required Power
Ft Tangential cutting force:1521.3N
T Torque at the cutter:15.21Nm
Machining power
Ps at the cutter:3.8KW
Pm at the motor:4.22KW
Orientalmotorsin laskurilla vääntöjä ruuveille,
Massa=m=200kg
Kitka=u=0.3
Ball/Lead screw specifications
Halkaisija=Db=20mm
Kokonaispituus=Lb=700mm
Nousu=Pb=5mm/rev
Hyötysuhde=n=80%
Materiaali=p=Teräs
Aloitusmomentti tyhjänä=Tb=0.15Nm
External Force
Ulkopuolinen voima=Fa=1521N
Transmission belt and pulleys or gears
Välitys 1:1
Mechanism Placement
Kulma=a=0 astetta
Fixed speed operation
Ajonopeus=Operating speed=V1=32mm/s
Kiihtyvyys=Acceleration=t1=0.1s
Stopping Accuracy
Pysähtymis tarkkuus = 0mm
Safety Factor
Varmuuskerroin=1.5
Tulokset:
Load Inertia
2.1352e-4= [kg·m 2]
Required Speed
384= [r/min]
Required Torque
3.872= [N·m]
Acceleration Torque
8.5854e-2= [N·m]
Load Torque
2.495= [N·m]
8Nm moottorin väätökäyrä
(http://variometrum.hu/image/catalog/nyomatekgorbek/86hse8n-bc38.jpg)
Eikö tuossa olla jo varman puolella?
Askelluksesta,
4/8 x microstepillä ja 1:1 välityksellä tarkuudeksi tulisi 0.006/0.003mm, riittää varmasti kappaleen mittoihin ja hukkuu muihin välyksiin, mutta näkyykö pinnanlaadussa?
Olen käsittänyt väännön heikkenevän mitä suurempi microsteppi on käytössä, marginaalista??
Hmm...
Kuinka paksu sulla on nyt kuularuuvi? kun sulla on 5mm nousu käytössä... oletan että olet katsonut ruuvia valmiiksi...
Microstepping on aina kaksipiippuinen asia.
Sillä saadaan huomattavasti tasaisempi liike, mutta tämä tulee pitovoiman kustannuksella.
Alla oleva video kuvaa hyvin kun puhutaan tasaisemmasta liikkeestä
https://www.youtube.com/watch?v=tRoT3qpndbU
Sitten käytännön esimerkki laajalla microstep skaalalla eli käytännössä jännitekäyrä on siistimpi mitä enemmän microsteppejä on mistä tasaisempi käynti johtuu.
Tuossa videossa moottoriohjaimen sisääntulo taajuuden raja tulee vastaan minkä vuoksi se ei saa nopeutta nostettua lopussa enempää.
https://www.youtube.com/watch?v=j8zAie4g3Dk
Sitten kuinka tuo vääntömomentti... tämä on suurimmaksi osaksi moottoriohjaimesta riippuvainen asia...
Kerta älykkäät moottoriohjaimet kytkevät fullstepit moottorille päälle kun kierrosnopeus ylittää 5 rps (rps=kierrosta sekunnissa).
Miksi?
Tämä johtuu siitä että tämän vauhdin jälkeen microstepistä ei ole enään hyötyä. Kerta liike on muutenkin sujuvaa kun pyöritään tarpeeksi nopeaa. Sitten jos meillä on fullstepit päällä niin tiedämme että meillä on maksimaalinen vääntö myös käytössä. Mutta jos ajamme microstepeillä myös suurella nopeudella niin meillä on kokoajan käytössä pienempi pitomomentti/vääntö.
Tämä tieteellinen artikkeli keskittyy siihen miten vääntö muuttuu microsteppingillä http://www.machinedesign.com/archive/microstepping-myths
Kyseiseltä sivulta löytyy taulukko jossa esitetään pitovoiman muutos microsteppiä kohden.
Lainaa
The expression for incremental torque for a single microstep is
TINC = THFS X sin(90/µPFS)
and the incremental torque for N microsteps is
TN = THFS X sin((903N)/µPFS)
where TINC = incremental torque/microstep in oz-in., µPFS = the number of microsteps/full step, N = the number of microsteps taken, THFS = the holding torque, full step, oz-in., and TN = the incremental torque for N microsteps in oz-in.
Noh oletetaan että meillä on hieno askelmoottori ohjain joka osaa kytkeä fullstepit päälle niin saamme oikeasti kierroksia moottoriin.
Alamme nostaa kierrosnopeutta tuosta 5rps ylemmäs niin jossain vaiheessa löydämme askelmoottorien akileen kantapään eli "mid band resonance" eli resonanssi taajuuden.
Tämä aiheuttaa huomattavan nopeuden/väännön aleneman tällä resonointi alueella. Moottori toimii tämän resonointi kohdan alapuolella ja yläpuolella mutta juuri kohdalla suoritus kyky laskee dramaattisesti.
Tässä katsotaan onko moottoriohjain laadukas. Hyvä ohjain osaa huomata tällaisen kohdan ja automattisesti muuttaa käynti taajuutta sen verta että käynti tasoittuu.
Yhteenveto:
Microstep tasoittaa liikettä, josta on hyötyä liikkeelle lähdössä. Tällä vältämme pomppivan cnc koneen aina kun se lähtee liikkeelle.
Laadukas askelmoottori ohjain on pakollinen jos halutaan askelmoottorista ottaa kaikki irti. Kerta tämä mahdollistaa suuret ajonopeudet fullstep kytkennän takia. Eliminoi resonanssista johtuvan alenema kohdan mikä voi käytännössä pysäyttä koneen kesken liikkeen.
Huonolla askelmoottori ohjaimella saamme itsellemme seuraavat asiat:
Kokoajan päällä oleva microstep, jolloin käytössä oleva pitomomentti on pienempi verrattuna fullsteppiin
Resonanssista johtuvan kuolleen aluen mikä voi rajoittaa moottorin käyttö aluetta huomattavasti.
Tämä viesti on lisätty aloittajan oppaaseen
Ruuvit on valmiina, D20mm nousu 5mm.
Mihin vaikuttaa ruuvin paksuus?
Mites nuo motion controller-kortit, muita potentiaalisia vaihtoehtoja
Smoothstepperille ja CSMIOlle?
Pokeyn yhdistelmäkortissa ilmeisesti
aika lailla ongelmia nimenomaan Mach3:n kanssa.
Ohut ja pitkä ruuvi alkaa soimaan jos pyörität siitä suurella nopeudella...
Jos tuo 20mm ruuvi on sen noin 1500mm maksimissaan niin uskon sen tukevuuden riittävän... jos ollaan 3m jännevälissä sillon voi olla että pitää laittaa jo 25 tai 30mm ruuvi...
Smoothstepper ja CSMIO ovat laadukkaita. Ne on hyvin dokumentoituja ja laaja tuki.
Lisäksi näistä on videot kun niiden tuottama pulssi signaali on mitattu skoopilla.
Se on LPT tai sitten nuo vaihtoehdot... muita itse en ala edes suosittelemaan...
Mutta jokaisella on omat mielipiteet näistä...