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.

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


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??

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?

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]
   

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 :)

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?

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.

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.

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  ;)




Rungon poikkileikkaus


X-pöydän runko, 20mm lattaa kylkikyljessä johteiden alla, 20mm pohja ja 8mm poikkijäykisteet.


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

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