Nyt on CNC-foorumin tukeminen helppoa!
Maksu onnistuu PayPalin kautta myös kortilla
Konemies kiittää

CNC Gantryn suunnittelua, Excel laskuri gantryn suunnitteluun lisätty

Aloittaja Snowfly, 01.01.16 - klo:13:24

« edellinen - seuraava »

0 Jäsenet ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Snowfly

Uuden 3D-tulostimen suunnittelujen edistyttyä siihen pisteeseen asti, että laskeskelisin että osat riittäisi pienen cnc-jyrsimen tekemiseen.

Mallina on liikkuva gantry tilan viemisen minimoimiseksi.
Gantryä tullaan liikuttamaan THK KR55:en avulla ja Nema 34 moottorilla hihnavälityksen kanssa. Lisäksi sivulle tulee lisä ohjari akselit tukemaan gantryä.
Alustava suunniteltu liikekoko menee nuiden THK KR blokkien mukaan eli noin 520mm x 280mm tai 450mm riippuen poistetaanko toinen kelkka.
Koneen tavoite on alumiinin koneistus.

Mutta sitten asiaan...
Korjatkaa jos insinööri opiskelija on tehnyt laskuja väärin :D
Pitääkö paikkansa että mikäli rakennan gantryn teräksestä, jolloin materiaali paksuus on ohuempi verrattuna alumiiniin.
Tällöin runko tulee joustamaan enemmän johtuen materiaalin poikkipinta-alasta? Vaikka materiaali olisi lujempaa vs alumiiini.




awallin

Lainaus käyttäjältä: Snowfly - 01.01.16 - klo:13:24
Mutta sitten asiaan...
Korjatkaa jos insinööri opiskelija on tehnyt laskuja väärin :D
Pitääkö paikkansa että mikäli rakennan gantryn teräksestä, jolloin materiaali paksuus on ohuempi verrattuna alumiiniin.
Tällöin runko tulee joustamaan enemmän johtuen materiaalin poikkipinta-alasta? Vaikka materiaali olisi lujempaa vs alumiiini.

Käytännön lähestymistapa: mennään kattelemaan teräksestä, alumiinista, titaanista, hiilikuidusta, bambusta tehtyjä polkupyörän runkoja. Pohditaan putkien halkaisijan seinäpaksuuden painon ja jäykkyyden suhdetta toisiinsa eri materiaaleilla.

Teoreettisempi: mallinnetaan FEM:llä (comsol, openFOAM, jne) rakenne.

ilman tarkempaa kuvaa suunnistelmistasi tästä eos muuta..

Snowfly

#2
Lainaus käyttäjältä: awallin - 01.01.16 - klo:14:00
Käytännön lähestymistapa: mennään kattelemaan teräksestä, alumiinista, titaanista, hiilikuidusta, bambusta tehtyjä polkupyörän runkoja. Pohditaan putkien halkaisijan seinäpaksuuden painon ja jäykkyyden suhdetta toisiinsa eri materiaaleilla.

Teoreettisempi: mallinnetaan FEM:llä (comsol, openFOAM, jne) rakenne.

ilman tarkempaa kuvaa suunnistelmistasi tästä eos muuta..
Polkupyörän runko ja cnc kone ovat aikalailla kaukana toisistaan.
Polkupyörässä ei haittaa vaikka runko joustaa, kun cnc koneessa siitä on haittaa. Huomioi se että materiaali jäykkyys ja rakenne jäykkyys ovat kaksi eri asiaa. Nyt puhutaan levymaisen rakenteen jäykkyydestä.
Lisäksi kun kaikki kaavat lujuuslaskennassa muuttuvat rakenteen myötä. Tämän myötä olen suunnittelussa ensisijaisesti katsomassa levyrakenteita ja mikäli näistä ei löydy toimivaa ratkaisua alan tutkimaan putki/i-palkki rakenteita.
Koska sivut tulevat ottamaan voivat molempiin suuntiin vastaan, niin oikea vastaus ei ole ihan yksiselitteinen.

Näkemys on aikalailla varmasti miten nuo yleensä on tehty nuo gantryt näissä pienemmissä koneissa.
Tuossa esimerkki 6040:n toteutuksesta

Stepcraftin koneissa näyttäisi olevan aikalailla samanlainen toteutus

Tämän hetkinen kysymys liittyy sivukylkien materiaaliin(eli joiden päällä xz akseli lepää), jotka näkyvät tuossa kuvassa selkeästi, jonka esitin ensimmäisessä viestissä.
Tarkoitus ei ole tehdä lepsua gantryä, joka tekee 0.1mm tarkkuudella kappaletta jouston takia vaan se että se tekee sen 0.01mm tarkkuudella.
Lisäksi tarkoitus on tehdä kompakti kone... Näissäkin asioissa rungolle voidaan laskea optimi materiaalit ja paksuudet, joilla saadaan koneesta irti paras tarkkuus/hyötysuhde

saulij

Palkin jäykkyys riippuu kahdesta tekijästä: ulkomitoista (muodosta) ja materiaalista.

Yksinkertaisen päästä jäykästi tuetun palkin taipuma f = F*l^3/(3*E*I), missä

F on palkin päässä vaikuttava pistekuorma
l on palkin pituus
E on materiaalin kimmomoduuli, kimmokerroin. Teräksellä 211 GPa, alumiinilla 70 Gpa. Teräs on siis 3 kertaa jäykempää.
I on palkin neliömomentti

Suorakaiteen muotoiselle pokkileikkaukselle voidaan I laskea kaavasta I = b*h^3/12, b on leveys ja h on korkeus.

Tässä siis yksinkertaisimman tapauksen kaavat. Mikäli palkki on tuettu jollain muulla tavalla ja/tai palkin poikkileikkaus muuttuu pituuden mukaan, lienee syytä käyttää FEM-laskentaa apuna. Yleissääntönä enemmän on parempi. b ja h mahdollisimman saman kokoiset, niin jäykkyys on sama molempiin suuntiin. Jos paino tulee ongelmaksi, niin sitten onttoja rakenteita, putki, neliöpalkki jne. Yleensä näissä portaaleissa vetelin suunta on X-akselin suunnassa, niin kuin kuvan tapauksessakin. h on mitättömän pieni b:hen nähden.



Snowfly

Lainaus käyttäjältä: saulij - 01.01.16 - klo:19:01
Palkin jäykkyys riippuu kahdesta tekijästä: ulkomitoista (muodosta) ja materiaalista.

Yksinkertaisen päästä jäykästi tuetun palkin taipuma f = F*l^3/(3*E*I), missä

F on palkin päässä vaikuttava pistekuorma
l on palkin pituus
E on materiaalin kimmomoduuli, kimmokerroin. Teräksellä 211 GPa, alumiinilla 70 Gpa. Teräs on siis 3 kertaa jäykempää.
I on palkin neliömomentti

Suorakaiteen muotoiselle pokkileikkaukselle voidaan I laskea kaavasta I = b*h^3/12, b on leveys ja h on korkeus.

Tässä siis yksinkertaisimman tapauksen kaavat. Mikäli palkki on tuettu jollain muulla tavalla ja/tai palkin poikkileikkaus muuttuu pituuden mukaan, lienee syytä käyttää FEM-laskentaa apuna. Yleissääntönä enemmän on parempi. b ja h mahdollisimman saman kokoiset, niin jäykkyys on sama molempiin suuntiin. Jos paino tulee ongelmaksi, niin sitten onttoja rakenteita, putki, neliöpalkki jne. Yleensä näissä portaaleissa vetelin suunta on X-akselin suunnassa, niin kuin kuvan tapauksessakin. h on mitättömän pieni b:hen nähden.
Paljon kiitoksia...
Tämän hetkisten laskelmien mukaan koko gantry saisi painaa maksimissaan noin 120kg.
Tällöin THK jonka päälle koko homma kasataan kestää lisäksi moottori ei joudu täydelle rasitukselle vaan jää hieman pelivaraa.

Lisätäänpä tähän, jos joku muukin tarvii laskureita:
Moottorin mitoitukseen ja tarvittavan väännön kuularuuvissa laskemiseen. Helpottaa huomattavasti suunnittelua kun tietää paljon paketti kestää painaa, jotta se vielä liikkuu :D
http://www.orientalmotor.com/support/motor-sizing.html

Levymateriaali olisi valmistuksen kannalta helpompaa kun käytössä olisi vesileikkuri (max 50mm) tai laserleikkuri (max 8mm teräs)
Mutta pitänee vielä laskeskella paljon se levymateriaalina vetelisi... alumiinistahan kaikki olisi kiva tehdä, mutta paksu alumiini levy alkaa maksaan aika paljon :P


awallin

lähtökohdiltaan taipuva rakenne tuo.

jos pitää olla tarkka, apinoi tätä Hermle:n ideaa missä johteet on tuotu ylös:
http://swissinstruments.com/images/litz-lu800-axis-display.jpg
http://www.hermlemachine.com/ablage_tmp/534fbc0cc3233.jpg
http://www.zerspanungstechnik.de/wp-content/uploads/2010/05/k055_100504_03.jpg

tuossa paikallaan olevasta U-rakenteesta jonka pohjalla kappale on kiinni voidaan tehdä mielivaltaisen painava/jäykkä.

Snowfly

#6
Lainaus käyttäjältä: awallin - 01.01.16 - klo:23:29
lähtökohdiltaan taipuva rakenne tuo.

jos pitää olla tarkka, apinoi tätä Hermle:n ideaa missä johteet on tuotu ylös:
http://swissinstruments.com/images/litz-lu800-axis-display.jpg
http://www.hermlemachine.com/ablage_tmp/534fbc0cc3233.jpg
http://www.zerspanungstechnik.de/wp-content/uploads/2010/05/k055_100504_03.jpg

tuossa paikallaan olevasta U-rakenteesta jonka pohjalla kappale on kiinni voidaan tehdä mielivaltaisen painava/jäykkä.

Tuo sama on käytössä monissa teollisuus cnc-koneissa. Kaikki akselit työstöpäässä olisi se oikea tapa tehdä asiat. Ilman gantryjä yms.


Tällä hetkellä x ja y akseleille on THK:n KR5520B ja KR4520
Z-akselille tulee tältä näkymää THK KR23 1mm nousulla.

Ainoa on se että ei ole budjettia investoida y-akselille toista samanlaista lineaariyksikköä, kun tuossa se ajetaan koneen molemmilta puolin kahdella moottorilla.
Jos nuo johteet toisi ylös niin, silloin mietin vaihtoehtoa, jos toiselle puolelle tulee KR5520B ja toiselle puolelle laittaa kunnolliset lineaari johteen ja kelkat (ei ruuvia). Koko voiman siirto olisi tällöin toispuoleista, mutta hyvin ohjattua johteilla.
Sitten sovittaisi toisen lineaariyksikkö paketin suoraan näiden välille.
Z-Akselia varten tarvisi vain tehdä tällöin L mallin kiinnitys rauta pöydän ylitulevaan kelkkaan.

Tosin mikäli yksiköiden alkuperäisiä kiinnityksiä käytetään, niin työstöpinta-ala pienenee tällöin ja jäykkyys olisi puhtaasti nuiden lineaariyksiköiden rungon varassa.

https://tech.thk.com/upload/catalog_claim/pdf/cat_kr_en.pdf

Snowfly

Laitetaanpa tähänkin muidenkin ihmeteltäväksi...
Yhden valmistajan tekemä ratkaisu 2 akselisesta spindlepäästä (Mahdollisaa 5-akselisen koneen)... Koko kehikolla on hintaa vain 30000e :D
Hetken aikaa kun tuota kattelee, niin ei se ole loppujen lopuksi mitenkään erikoinen...
Kattelin että moottorit, hammasrattaat yms kaikki löytyis niin vois tesmatakkin tuota :D
Viikon kysymys on se että onkohan alumiinit spindle päässä profiloitu vai umpialumiinia, jotta päälle on saatu tarpeellinen jäykkyys?
Spindlessä näkyvät kaksi moottoria ovat Nema 23 koko luokan, jonka myötä voidaan olettaa että alumiinit ovat noin 47mm paksuja.
Kyseinen vehje pystyy alumiinin jyrsintään, jonka myötä mielenkiinto heräsi.

pave


Snowfly

Lainaus käyttäjältä: pave - 03.01.16 - klo:12:22
Onko tosiaan noin kallis?

Tätä laitetta olen monasti ihaillut:
https://www.kickstarter.com/projects/1090944145/pocket-nc-the-first-5-axis-cnc-mill-for-your-deskt
Oli tuolla rakenteella oikeasti sen verta hintaa...
Toihan on aika näppärä toi minkä linkkasit...
Hinta kummasti nousee kun spindlessä on kääntymis akselit ja pöytä on paikoillaan... :P

Snowfly

Onko kukaan törmännyt tähän
http://www.doughtydrive.com/products.html

Lähinnä tuo b/c driveri...

Snowfly

#11
Lisätäänpä tännekkin mikäli, joku muukin pähkäilee gantryjen sivujen kanssa.
Cnc zone foorumia tovin selattuani löysin BAE systems:ssä toimivan insinöörien tekemän excel taulukon, jolla on mahdollista laskea gantryn joustoa.
Linkki alkuperäiseen keskusteluun http://www.cnczone.com/forums/showthread.php?151831-Thickness%20of%20Aluminium%20plate%20for%20gantry?
Ohjelma toimii vain symmetrisilla muodoilla.
Keltaset kohdat on käyttäjän määriteltävissä, siniset kohdat sisältävät kaikki laskukaavat
G71 kohta sisältää materiaalin kimmomoduulin, jotka on oletuksena alumiinille.

Powered by EzPortal
SMF spam blocked by CleanTalk