Собрали мы с парнями фрезерный станок с чпу.

В принципе, если будет заинтересованность от общественности, я напишу отдельный пост, куда приложу наработки по этому станку в виде 3д моделей его деталей, и расскажу что нужно переделать для улучшения его характеристик.


Немного описания станка.

Размеры рабочего пространства составляют порядка 400х800х70. Когда я указываю 70 - имеется в виду что половину высоты съедает длина фрезы, так что ход оси z составляет порядка 140мм, что, как я теперь понимаю, недостаточно.


Угол между осями x и y  составляет 90 градусов, погрешность экспериментально засечь не удаётся, результаты измерений +-0.015 градуса, измерения производятся через измерения сторон равнобедренного треугольника с длинной стороны 350мм.

В качестве деталей использованы стандартные движки, рельсы и контроллеры с пурелоджика и алиэкспресс, по старым ценам всё вместе с работами по производству стальных деталей встало в 120000 примерно.


Основание станка представляет из себя сварной параллелепипед из стальных труб прямоугольного сечения разных размеров, и служит в качестве силового элемента придающего станку жёсткость.


Направляющие прикреплены к алюминиевым пустотелым балкам сечением 30х60(что является не самым удачным решением).


Для улучшения жёсткости конструкции внутри стола располагаются стальные пластины сечением 6х80, противостоящие прогибу стола под массой портала, разумеется длинная сторона сечения расположена вертикально. Для противостояния кручению балок стола в конструкции используются стальные уголки, приваренные к вышеуказанным стальным пластинам, и соединённые между собой попарно при помощи винтов, которые позволяют произвести точную калибровку станка.


Конструкция портала коробчатая, он собран из стали толщиной 6 мм, соединённой "шипами", которые мы впоследствии проварили, что дало конструкции жёсткость, но не вызвало тепловых деформаций.


На полке внутри основания станка располагаются два системных блока, в одном из них драйвера и частотник, в другом компьютер под управлением linuxcnc, который рулит всем этим делом.


Сейчас мы применяем станок для выполнения всяких прикольных работ по дереву.

Собрали мы с парнями фрезерный станок с чпу. Cnc, ЧПУ, Техника, Видео, Длиннопост
Собрали мы с парнями фрезерный станок с чпу. Cnc, ЧПУ, Техника, Видео, Длиннопост
Собрали мы с парнями фрезерный станок с чпу. Cnc, ЧПУ, Техника, Видео, Длиннопост
Собрали мы с парнями фрезерный станок с чпу. Cnc, ЧПУ, Техника, Видео, Длиннопост

Да, если среди Местных втыкателей обнаружится разработчик таких хреновин, который бы привлёк меня к подобному проекту, у меня есть отличная идея, как снизить массу портала не теряя в жёсткости, и не вкладывая лишних денег. От моей идеи в этом станке отказались по причине её необычности, парни побоялись что это даст или искривления, или малую жёсткость, хотя у меня есть возможность проанализировать все эти параметры на цифровой модели, и иметь результат отличающийся от расчётного на доли процента. И да, их аргумент был следующим: мы не видели чтобы на других станках такое делалось, поэтому не будем делать на этом.


Резюмируя всё вышесказанное, я бы ещё раз построил такой станок, но сделал бы это уже во многом по-другому.

TECHNO BROTHER

1.6K поста12.5K подписчика

Добавить пост

Правила сообщества

1-Мы А-политическое сообщество. 2-Запрещено оскорбление: Администрации Пикабу, сообщества, участников сообщества а также родных, близких выше указанных.

3-Категорически запрещается разжигание межнациональной розни или действий, направленных на возбуждение национальной, расовой вражды, унижение национального достоинства, а также высказывания о превосходстве либо неполноценности пользователей по признаку их отношения к национальной принадлежности или политических взглядов. Мат - Нежелателен. Учитесь выражать мысли без матерщины

Автор поста оценил этот комментарий
Ну это дизайны делать) я про непосредственно станок, чисто профессиональный интерес конструктора-прочниста
раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

так в t-flex его и моделил и анализировал статическим анализом.

Автор поста оценил этот комментарий

Я так не особо в теме, поэтому гуглить не буду, просто спрошу:

готовый аналогичный по характеристикам станок других производителей в рознице сколько будет стоить?

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

400-500.

После того, как мы заменим фанерный держак шпинделя на алюминиевый, прикрутим стол с т-пазами и энкодеры.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

классно, в чем модельки металлюги рисуете и считаете?

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Моделю в разном софте, мой любимый пакет для моделирования и анализа - t-flex, тоже отечественная разработка, на ядре parasolid. Некоторые операции удобно выполнять в 3дмаксе, но их я знаю от силы три-четыре штуки, использую когда t-flex не справляется с поставленными задачами.


Вектора получаю из t-flex(как например всякие периодические вектора для украшений в языческом стиле в посте), либо в illustrator'е(как украшение листик, я взял фото листа монстеры и обвёл его в иллюстраторе), и потом моделю по ним в Artcamе. Также немного владею z-brush, но у меня пока нет моделей в дереве или металле которые я моделил там.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

а зачем уменьшать массу портала?

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Чтобы станок мог работать с бОльшими ускорениями при меньших нагрузках на привод - шестерни и редукторы, при меньшем люфте в приводе(люфт возникает как следствие износа либо упругости зубчатых ремней).

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Передняя плита каретки оси y целиковая

Вот что мне непонятно, видно, что ШВП проходит сквозь плиту Y. Если она целиковая, то как это возможно?

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Я уже сам стал сомневаться, надо открыть модель. Да, наверно их всё-таки там две...

Я сейчас не со своего домашнего ПК, но я вознамерился выложить сюда модель с пояснениями, так что следите за моими постами.


Жёсткость этой конструкции нужна не во всех направлениях одинаковая.

В частности, для оси z конструкция обеспечивает избыточную жёсткость - каретки прикреплены одна к другой с двух сторон двух стальных листов, как видно из скрина.
Недостаток жёсткости мог бы обеспечить недостаточный контакт зубчатой рейки с обратной стороны каретки и шестерни, но там две 6 мм пластины из стали, в ширину порядка 140 работают на изгиб, и этого достаточно.

Автор поста оценил этот комментарий

А какое ПО используется для управления этим чудом?

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

LinuxCNC, я же указал это в посте.

Делаем G-код в ArtCAM, выставляем в начале код g61 для строгого следования траектории, либо G64 с параметром допуска отклонения от траектории в зависимости от выполняемой задачи, заливаем в станок, и вперёд)

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Круто! Сам станочник по образованию (гидромашины и гидропневмоавтоматика). Копировальный суппорт замутите?
раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Копировальный нам как таковой не нужен, пока не было задач по массовому производству деталей, да и размеры рабочего поля скромные, прямо скажем, установив его мы уменьшим площадь.

1
Автор поста оценил этот комментарий
Блее, жму твою прямую и золотую руку своей кривой рукой!
раскрыть ветку (1)
4
Автор поста оценил этот комментарий

Ну так-то я не один его собрал, нас цельных 4 человека участвовало в этом, среди них один токарь, один я - моделил, прогонял через анализ, организовывал взаимодействие с лазерной резкой, и оставшиеся два спонсировали это дело, делали всякие мелкие работы по металлу, и способствовали всячески сборке.

Но спасибо за лойс.

Автор поста оценил этот комментарий

Не изменяют.

Личный пример - у нас печатная машина, ремень главного двигателя - 14 ручьев, натягивать можно, как пожелаешь. На оси двигателя и на цилиндрах машины (уже после ремня) стоят энкодеры. Несовпадение значений энкодера движка и энкодера машины автоматом блокирует машину. Такая блокировка происходит при количестве рабочих ручьев менее 4-х или при совсем слабом натяжении ремня (проскальзывание). При нормальной работе энкодеры (точность - секунды, такая точность обязательна для печатной машины) ошибки не выдают, что подтверждает их одинаковое положение и, получается, подтверждает неизменное передаточное число.

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Так то с энкодерами, нам пока дорого ставить их, так что задача стояла работать без них, в дальнейшем, разумеется, поставим.

Автор поста оценил этот комментарий

всегда интересовало, почему используют поперечно-зубчатые ремни, тогда ка продольно-ручьевые ничуть не хуже держат позиционирование, износ меньше, нагрузки могут быть больше, да и работают на гораздо бОльших скоростях..

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий
Выдвину версию, что продольно-ручьевые изменяют передаточное число редуктора при разном натяжении, и надо заново калибровать станок, что сложнее, чем планово измерить люфт и внести данные у настройки станка.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Можешь изложить идею с твоим "легким" порталом? у меня есть наблюдения относительно "скорость или масса"

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Если вкратце, выкидываем лишний металл, чтобы он был строго там, где он нужен, благо дело смоделить и протестировать это не сложно, и изготовить при помощи лазерной резки ничего сложного.

Автор поста оценил этот комментарий

Про опыт - согласен, сам люблю с железками возиться, когда возможность есть.

А вот по деньгам грустновато получается, хотелось бы экономию посущественней.

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Сэкономить можно только на комплектухе- а это значит что резко ухудшаться характеристики станка. На старых массового производства чпу типа камея, к примеру, у нас ребята знакомые работали, десятилетней давности производства станки клинит если превысить некоторую скорость. Поэтому тут никак нельзя экономить, если есть намерение работать на станке профессионально, а не просто угарать по самоделкам.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Т.е. по факту, с учетом необходимости выполнения названных доработок, экономия от самостоятельной сборки по сравнению с приобретением готового решения лежит в пределах 0 - 50 т.р., если она вообще есть (не знаю, сколько стоят такие доработки, но по ощущениям - получается так)?

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Не забывай про бесценный опыт и про то, что таки 150-200 тысяч не надо платить за сборку, собираем-то сами.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

эээ, а зачем редукторы? двигатель шаговый на 2.8А FL57STH76-2804A вполне замечательно тянет прямое соединение через муфту, тем более винт ШВП, главное выдержать соосность. Механический люфт сразу падает меньше 0.05мм. Подвязки на лазерной резке в есть? Вырезается а затем сваривается стальная коробка без одной стенки толщина 5мм достаточно, с двух торцевых стенок отверстия под упорный подшипник с винтом и двигатель. Получается некий патрон. Таким образом внутри коробки соединяется винт и двигатель через муфту. ВАЖНО:для того чтобы не потерять соосность при сварке необходимо вырезать на токарке конструкцию которая скрепит все вместе. К сожалению никак не могу приложить какие либо фото для лучшего понимания.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

В лазерной резке и сделали все детали для станка, без всяких подвязок они берут такие заказы у нас в НН.

Редукторы по Х и У, там зубчатая рейка, швп естественно тянет без редуктора, но надо упругую муфту, быстрее 36мм/сек не получается, при понижении делителя шага проскоки.


У нас для соосности все подшипники запрессованы в планшайбы с углублением, и отыгрываются в плоскости деталей за счёт крепёжных отверстий.

Самая тупая и эффективная технология.

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Круто) Я долго рисовал управляющие программы под такие станки))

И 3д делали и че только не делали

На нексус 5 было снято видео?? Уж больно знакомые шумы)

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

canon eos550 с объективом гелиос, цифровые шумы все одинаковые, а вот рисунок гелиоса ни с чем не спутать.

показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий

Ничё так и мы похожим балуемся ))

http://pikabu.ru/story/myi_sobrali_chpu__4347980

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Видел, у вас поболе станки будут)

1
Автор поста оценил этот комментарий

Хорошо, просто у нас в Жуковском создаётся технопарк для создания и сертификации деталей ,созданных методом селективного лазерного спекания ,и мы ищем персонал для работы с такими технологиями.

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

даа, это крутая технология, там ещё есть место для изобретений, и думаю что ПО надо разрабатывать с нуля, в отличии от фрезеров, где всё уже давно придумано.

Автор поста оценил этот комментарий
Уважаемый, вам вы где территориально проживаете работайте?
раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Нижний Новгород. Работать могу и удалённо.

показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален.
раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Станок на колёсиках, перекатывается. Сотрясения стола снижают нагрузку на узлы станка. Можно конечно его закрепить жёстко и поставить на бетонную подушку, но у нас

1)под первым этажом подвал, и в этом помещении задумка не выполнима.

2)весь комплекс тянет от силы на 80-100 кг.

3)при работе по дереву даже если конструкция и отгуливает, это не вносит видимых последствий.


Когда потребуется бОльшая точность я снижу ускорения, и сотрясения станут практически незаметны.

Автор поста оценил этот комментарий

@NickSZev, есть какие-либо данные по ценам?

В частности, интересно было бы узнать себестоимость самостоятельной постройки станка и/или отпускную цену, которая вашей команде представляется экономически выгодной при изготовлении станка на заказ.

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Себестоимость в нашем случае составила порядка 280-300 тысяч российских рублей, если оценить труды по проектированию и сборке.

Это ещё не использовали стол с т-пазами, что категорически рекомендуется, и железо покупали из китая при цене доллара 36 рублей.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Эт, сам уже 100 лет собираю нечто подобное сделать, да вот беда - учился давно, нихрена не помню) Да и в радиусе кривизны своих рук сомневаюсь -  где можно почитать начиная с основ? Ну что то типа термоядерный реактор в домашних условиях фрезерный станок для самых маленьких)

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий
http://www.cnc-club.ru/forum/index.php

На мой взгляд лучший форум рунета по чпу, есть как обсуждения конструкций, так и факи по разным темам, и всегда можно попросить опытных парней глянуть на конструкцию и попросить её покритиковать. По нашему станку там тоже есть тема, и это четвёртый концепт по счёту, который приняли на том форуме, и мы тогда его развили.

Автор поста оценил этот комментарий
Четвёртую ось хотите поворотную с токарным патроном

Ага. В мечтах 5 осей :)

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Это вообще хай-тек, но на коммерческой основе я б ввязался в постройку такой машины.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

ЗдОрово. Сам осенью-зимой собираюсь собрать станок с похожим раб.полем, но на 4 оси. Электронику закупил уже, Ща потихоньку чертежи рисую. Если что с консультациями подмогнете? Инфы, конечно, море, но с живым человеком как-то приятней общаться. А может и скооперируемся, чем черт не шутит ;).

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

я выложу свою модель как руки дойдут, и опишу что именно надо переделать.
разумеется, вам придётся менять конструкцию под комплектующие которые у вас будут, потому что например рельсы и шариковые модули на z у нас не очень хороши, их взяли потому что не очень дорого, а в них нет встроенной защиты от пыли.

Четвёртую ось хотите поворотную с токарным патроном?

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Подписался. Интересно увидеть вашу версию станка. Уменьшив вес портала потянут ли его ШД nemo23?
раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Любые двигатели потянут, вопрос лишь в скоростях и ускорениях. Также надо правильно прикинуть передаточное число редуктора и упругий элемент.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Если посмотреть сбоку, видно как ШВП далеко отстоит от передней плиты оси Z, практически проходит в плоскости передней плиты каретки оси Y. Получается последняя разделена на две части вертикальным вырезом под ШВП? А жесткость обеспечивается за счет коробки?

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Вот такой ШВП установлен, включая его опорные детали:
http://ru.aliexpress.com/item/SFU1605-set-antibacklash-ball-...
т.е. его опоры крепятся к одной из плит оси Z, которых, к слову две по 6мм(для жёсткости), и расстояние от винта до плоты z ровно такое, которое обеспечивают стоковые опоры винта.


Передняя плита каретки оси y целиковая, то что вы приняли за неё - и есть одна из двух пластин, к которым крепятся шариковые модули оси z. Также эти пластины обеспечивают отсутствие перекоса при калибровке направления оси z подкладками(между этими самыми пластинами и плитой каретки оси y.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Какая у вас подача на оси Z, если ШВП, как вы ее запихнули между хивинами?

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

На оси Z сейчас 34 мм/сек, ускорение 700 мм/сек^2.
На большем ускорении пропуски, надеюсь что смогу разогнать её быстрее, установив упругую муфту с пурелоджика, потому что скорости и ускорения z не хватает при обработке барельефов.

ШВП отлично видно на иконке видео( или как называется это изображение, которое показывается до того, как нажимаешь на play). Сделано это следующим образом.


К кареткам хивин оси y прикручена коробка из четырёх граней, сквозь которую пропущен портал(Собственно элемент швп с шарами(забыл как его называют в технических терминах), крепится к верхней грани этой коробки).

К той грани которая контактирует с хивинами прикручены две пластины, между которыми пропущен винт. Эти две пластины в свою очередь служат креплением для кареток оси z и одновременно для калибровки направления оси z c помощью подкладок.


Мне пришлось постараться, чтобы смоделить эту конструкцию целиком из листовых деталей 6мм, без использования других технологий производства.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

"Угол между осями x и y составляет 90 градусов, погрешность экспериментально засечь не удаётся, результаты измерений +-0.015 градуса, измерения производятся через измерения сторон равнобедренного треугольника с длинной стороны 350мм."

Для замера рекомендую использовать индикатор часового типа+плюс уголок гранитный правда цена кусается.

Стол на колесах не самое лучшее решение. Так как тяжесть станка небольшая, виброопоры сильно дорогие не нужны.

какой люфт у станка? Исплользуются ли датчики (грубые, точные) для выхода в ноль?

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Люфт по оси Х 0.05 - слабоват ремень для этого станка, но корректировку внёс в настройки - работает как надо. Люфт так и замерили - индикатором часового типа.

По другим осям он настолько незначительный, что не стали с этим ничего делать.

Измерял угол при помощи стальной линейки, и иголки, которой делал проколы в координатах 0.0, 0,350, 350,0. Потом стандартный  расчёт треугольника, вычислил нужную поправку, выточил из алюминия под неё корректирующие подкладки, после установки подкладок и протяжки всех соединений, повторил измерение тем же методом несколько раз,  показывает +-0.015 градуса.

Датчиков для выхода  в ноль не используем пока, ноль по z выставляю при помощи тонкой бумажки, как это обычно делают.